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董 跃

发布日期:2018-04-19  来源:省科协-山西省能源研究会  

董跃,男,1964年5月出生,中共党员,博士研究生,成绩优异的高级工程师,现任太原重工股份有限公司、分公司经理。

一、主持了国内首台套φ3.6m碎煤熔渣(BGL)气化炉重大装备研制攻关工程

碎煤熔渣(BGL)气化炉技术是在第二、三、四代鲁奇固定床加压气化炉技术基础上,由英国燃气公司和德国鲁奇公司开发的新型煤气化重大装备。碎煤熔渣气化技术将高温熔渣气化与固定床气化的技术结合在一起,形成了新一代气化技术。多年来,国外实施技术垄断,该设备需要依赖进口,进口费用高达300万美元,国内缺乏该气化炉的相关制造技术和制造经验。2009年本人主持研制了国内首台大型碎煤熔渣(BGL)气化装备,炉内径φ3.6米,单炉日处理投料煤可达1000-1200吨,单炉日产合成气可达到200万标方,打破了国外的技术垄断。研制的碎煤熔渣气化炉具有:有效气(H2+CO+CH4)产气率高(高达96%);较鲁奇炉大幅度提高了气化率,成倍提高了气化强度;氧耗大幅度降低(约为水煤浆气化炉2/5,干煤粉气化的1/2),节省了投资;煤种选择范围宽,对煤种适应性强。在φ3.6m气化炉研制过程中,在吸收国内外先进技术的基础上,采用了本人提出的厚板加热温卷工艺技术,焊后热处理工艺技术等多项技术,特别是针对该类气化炉使用结性煤作为气化用原料时,在气化炉内自身会粘结成块,易引起煤料架桥、偏烧等不利的因素。为解决粘结性煤能够作为气化用原料,本人主持开展了加压移动床气化炉布煤破粘系统的研究,攻克了布煤破粘器在高温环境下耐磨性,材料受热均匀性、表面堆焊裂纹、轴承的润滑等重大技术难题,打破了国外的技术垄断,形成了具有自主知识产权的“加压移动床气化炉布煤破粘系统”新技术,形成了大型BGL气化炉中的关键部件,添补了国内在此方面的空白,该系统的运行拓宽了气化炉对原料煤种的适应性,为粘结性煤的利用提供了新途径。

近五年来,先后主持研制了龙煤天泰煤化工有限公司的3台套碎煤熔渣气化炉、中煤鄂尔多斯能源化工有限公司8台套碎煤熔渣气化炉、合计11台套碎煤熔渣气化炉;主持研制了中煤鄂尔多斯能源化工有限公司的10台套布煤破粘器、山西中煤平朔能源化工有限公司的4台套布煤破粘器,双鸭山龙煤天泰煤化工有限公司的3台套布煤破粘器,合计17台套布煤破粘器。2009年第一台碎煤熔渣气化炉研制成功,使我国走进了气化装备制造领域的先进行列,φ3.6m碎煤熔渣气化炉出厂时,山西省副省长靳善忠,原山西省化工厅厅长白玉祥等前往祝贺。几年来该重大装备项目产生直接经济效益23000余万元,产生社会效益十几亿元。本人主持研制的大型气化炉关键部件布煤破粘器在2015年2月进行了成果鉴定,被与会专家评为国际先进,同年12月获中国机械工业科学技术奖三等奖,个人排名第一。

二、主持了国内首台套Φ5m,6.0MPa碎煤加压(鲁奇)气化炉重大装备研制攻关工程

碎煤加压(鲁奇)气化炉是由联邦德国鲁奇公司于1930年开发,属第一代煤气化工艺,技术成熟可靠,是目前世界上建厂最多的煤气化技术,适应煤种广、气化效率高、粗煤气无需再加压即可远距离输送。但是目前国内使用的碎煤加压气化炉存在单炉产量低,气化强度低、气化能力小等问题,结合本人前期主持研制的30余台Φ3.8米碎煤加压气化炉的经验以及对该气化炉型的工业运行数据的研究,在2015年主持研制了国内首台套Φ5m,6.0MPa碎煤加压气化炉重大装备,炉膛内径Φ5米,气化压力6.0MPa,炉体由内外壳体组成(外壳100mm厚,内壳30mm厚),形成50mm的环形水冷夹套,用作保护炉的过热和产生蒸汽。由于该气化炉炉体巨大,超宽超高,制造完成后无法进行运输,因此在研制过程中开发了气化炉在现场制造的组对焊接、热处理工艺技术;现场焊接预热、消氢处理加热工艺技术;壳体斜孔开孔工艺技术;通过该自主创新技术的实施,在国内外首次实现了重大气化炉装备的现场制造,解决了现有的3.8米碎煤加压气化炉气化强度低、原料煤日处理量小、气化能力小的问题。(该气化炉应用在河南义马煤气化厂的工业化试验示范装置中)。该炉型是世界上最大的碎煤加压气化炉,单炉原煤处理量≥1500t/d,与现有的碎煤加压气化炉相比较,其1000Nm3有效气(CO+H2+CH4)氧耗降低~8%、甲烷含量增加~20%、蒸汽消耗减少~15%、该气化炉技术国际领先,填补了国内外特大型碎煤加压气化炉工业生产应用的空白。

近五年来,主持研制的国内首台套Φ5m,6.0MPa碎煤加压(鲁奇)气化炉(也是世界上首台套)和Φ3.8m加压气化炉共12套。产生直接经济效益15000余万元,产生社会效益数十亿元。该项目得到了山西省煤基重点科技攻关项目资金的支持(项目编号:MH2014-02 ),本人作为本单位该项目的负责人。在项目实施过程中开发和应用的压力容器壳体斜孔开孔工艺技术荣获天津市2016年质量攻关优秀成果三等奖。本人排名第一名。

三、主持了焦炉煤气CH4和气化煤气CO2炭催化重整制合成气关键装备的研制攻关工程

上世纪90年代,Aschcroft在nature上发表了有关CH4-CO2重整催化剂的研究论文,从而引发了世界范围内对该过程的研究兴趣。目前,该重整过程可以消除两种“温室气体”,被认为具有环境友好性,而且重整得到的H2与CO比率为1,适合后续的间接液化(f-t合成)。今年来,该催化剂主要集中得贵金属和过渡金属上,该反应过程工业化得瓶颈是催化剂易烧结,易形成积碳,从而使催化剂失去活性,反应被迫中断,与金属催化剂相比,碳催化剂具有广阔的应用来源,低廉的价格,对反应气适应性强,不会发生硫中毒现象,生成的积碳可用作催化剂载体,反应后的碳不含硫,不需要再生催化剂等优点,因此,碳催化剂成为CH4-CO2重整工业最具应用前景的催化剂之一。焦炉气重整转化炉、固定床反应器及优化重整工艺是焦炉煤气CH4与气化煤气CO2重整制合成气工艺工业放大化的设备难题。

在与合作单位太原理工大学炭催化CH4-CO2重整理论研究基础上,由本人主持首创开发了焦炉煤气CH4和气化煤气CO2重整制合成气反应器关键装备,研制出大型Φ2.6m重整反应器,并取得发明专利两项。形成了焦炉煤气CH4和气化煤气CO2重整制合成气产业化的关键装备及技术。该技术成功用于生产,4家应用企业到2012年底,新增利润1.12亿元,新增税收2005万元,CO2减排1.05×107Nm3。《焦炉煤气CH4和气化煤气CO2重整制合成气关键装备及技术》获2013年度国家教育部技术发明1等奖,排名第3。

四、主持了大型铁矿粉预热还原工艺及关键设备的研制攻关工程

目前,国内粗钢产量严重过剩,但高品质、高性能钢供应不足,炼钢行业成本高居不下,竞争力不足。迫切需要开发一种节能环保,可生产低成本高品质钢的冶炼生产工艺。本人主持研发的预热还原工艺技术,替代了依赖焦炭的高炉炼铁技术。该技术是利用回转式预热还原装置高温烟气对矿粉进行预热,实现矿粉的水份含量降低,流程短、污染小、原料选用灵活度大,还原煤、燃料煤可采用无烟煤、烟煤等,不需要采用焦炭,是解决我国焦煤资源有限和环保问题突出的先进炼铁技术,属于当今冶金领域前沿技术。该技术利用原料煤实现矿粉的预还原和进一步干燥,使水分含量达到1%以下,预还原度10%以上,满足后续SRV炉的进料要求。

本人主持研制了其工艺的核心关键设备:回转预热还原窑、回转烘干器,性能先进,满足了生产工艺的需求。该工艺及关键设备已经在山东寿光市得到应用,建成了示范工程。产生直接经济效益5000余万元,产生社会效益两亿多元。该项目得到山西省科技重大专项资金的支持(项目编号:20131101037 ),作为项目负责人,申报了专利三项,发表论文三篇。

五、主持了煤定向热解-溢流熔渣气化耦合制气的关键装备的研制攻关工程

为缓解国内市场清洁燃气和天然气供需之间的矛盾,打破国际天然气市场的垄断,我们围绕“煤制清洁燃气”的目标,太原重工股份有限公司和北京煤科院、上海理工大学、沙河市长城玻璃有限公司、鹤壁中科奥益特能源环保技术有限公司合作开发了煤定向热解-溢流熔渣气化耦合制气技术。本人作为太重的负责人,主持研制了煤炭定向热解-溢流熔渣气化耦合制气技术的核心关键设备:溢流熔渣气化炉,该炉型具有自动连续排渣、操作简单、稳定性高、使用寿命长的特点。溢流熔渣气化炉已研发制造安装完毕,试验平台正处于工艺调试阶段。该项目产生直接经济效益1000余万元,预计工业放大化后能够产生社会效益数亿元。

该项目得到了国家高技术发展计划(863计划)的支持(项目编号SQ2015AA0501833 )。

六、主持了气化焦加压固定床分级供氧气化技术及关键装备的研制攻关工程

针对气化焦气化反应活性低、挥发分含量低,采用现有加压固定床液态排渣气化技术进行处理存在煤气有效气含量低、煤气热值低等技术难题,由太原重工股份有限公司牵头,联合北京煤科院、华东理工大学、赛鼎工程有限公司、山西道生鑫宇清洁能源有限公司共同开发新型气化焦分级供氧加压固定床气化技术,该气化技术是解决煤分质转化的关键技术。本人作为太重的项目负责人,在其中承担内构件强化冷却煤气防超温关键技术开发;气化炉本体及关键部件的研发。项目产生直接经济效益2025万元,预计工业放大化后能够产生社会效益十多亿元。该项目得到国家重点研发计划资金的支持(项目编号2016YFB0600402)。

近五年,先后主持了国内首台套φ3.6m碎煤熔渣(BGL)气化炉重大装备研制攻关工程,国内首台套Φ5m,6.0MPa碎煤加压(鲁奇)气化炉重大装备研制攻关工程,焦炉煤气CH4和气化煤气CO2炭催化重整制合成气关键装备研制攻关工程,大型铁矿粉预热还原工艺及关键设备的研制攻关工程,煤定向热解-溢流熔渣气化耦合制气的关键装备的研制攻关工程,气化焦加压固定床分级供氧气化技术及关键装备的研制攻关工程,获得国家、省部级奖项三项。主持研发制造各类大型气化炉40余台套,取得直接经济效益46000余万元,产生社会效益30多亿元。目前,依据国家节能减排低碳发展,能源装备产业转型升级,煤电产业高效清洁发展的要求,正在主持开发新型国家海上浮动核电站新能源大型装备,为实现国家“中国制造2025” 这一宏大计划,做出自己应有的贡献。

 
 
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