“十四五”是我国煤化工产业转型升级的关键期,赛鼎工程有限公司(以下简称赛鼎)以两大自主创新技术交出亮眼答卷。赛鼎针对无烟块煤专属开发的JM-S炉,破解了细分领域煤炭清洁利用难题;面向全产业链应用的赛鼎炉,实现了多煤种规模化高效转化。赛鼎双炉协同发力,不仅斩获多项国家及行业大奖,更在数十个重大工程中落地见效,保障了国家能源与化肥供给,为“双碳”目标下煤化工产业绿色转型提供了可推广的“赛鼎方案”。
JM-S炉引领无烟块煤清洁高效利用再升级
“十四五”时期,是我国石油和化学工业结构转型升级、迈向高质量发展的关键期。面对资源环境约束与“双碳”目标的现实挑战,赛鼎工程有限公司(以下简称“赛鼎”)聚焦行业痛点,研发并推广应用了具有国际领先水平的无烟块煤加压移动床气化技术(JM-S炉),为传统煤化工绿色转型、保障国家能源与化肥安全树立典范。
直面行业困境,破解资源环境约束
我国煤炭资源丰富,但禀赋复杂。山西晋城无烟块煤长期以来是传统合成氨、尿素产业的核心原料。但传统常压间歇式固定床气化(UGI)技术存在能效低、污染重、操作强度大、碳排放高等不足,被国家相关标准列为限制类。与此同时,现代大型气化技术多以价格低廉的粉煤为原料,导致无烟块煤市场急剧萎缩,大量优质资源未能得到有效开发利用,严重影响区域能源与经济安全。
在此背景下,赛鼎深刻认识到,破解无烟块煤的清洁高效利用难题,不仅是企业发展的需要,更是关乎国家能源战略和传统煤化工产业存续的重大课题。“十四五”伊始,赛鼎联合晋能控股装备制造集团,将JM-S炉的研发与产业化列为公司重大科技攻关项目,开发无烟块煤清洁高效利用的新路径。
聚焦绿色生产,实现能效环保双升
传统煤气化技术热能利用效率低,造成巨大能量损失。JM-S炉创新性地研发并应用了粗煤气干法净化及废锅流程,针对无烟块煤气化粗煤气含尘量极低、几乎无焦油的特点,取消了激冷洗涤流程,将550℃-600℃的高温粗煤气直接送入一体式废热锅炉。该技术节能效果显著,单炉每小时可回收中压蒸汽约13吨,其中相当一部分可作为气化剂返回系统使用,减少外供蒸汽40%以上。整个系统的能源转化效率提升了2.69%,实现了能量的梯级与高效利用,解决了固定床气化能耗高的问题。
JM-S炉通过工艺优化,实现了低排放与资源节约。首先,其加压连续运行特性消除了UGI炉间歇放空带来的无组织废气排放。其次,优化的炉内温度场和布气模型,取得了灰渣含碳量下降0.2%的良好效果,证明了其具有更高的碳转化率,减少了固废和碳排放。
应用JM-S炉的工厂其污染物排放优于国家标准。同时,蒸汽利用与水循环优化也减少了吨氨产品的外排水量。若现有UGI产能全部改造为JM-S炉技术,将取得减排二氧化碳、废水数十万吨的环保效益。
筑牢安全底线,打造本质安全装置
安全是化工生产的生命线。JM-S炉在研发设计中,将“本质安全”理念贯穿始终,优化结构,攻克运行难题。
针对原有气化炉运行中出现的粗煤气出口温度高、灰锁排渣温度高的“两高”顽疾,赛鼎通过建立精确的气化炉内温度场模型,优化了气化炉高径比,将有效床层高度提升至7米左右,确保了反应过程的稳定性和热量吸收的充分性。同时对炉箅布气系统进行改进,使气化剂分布更均匀,有效消除了炉内局部烧结、沟流等安全隐患。对煤锁和灰锁上下阀的结构与材质进行升级,改善其运行环境,提升了关键阀门的可靠性和使用寿命。
长达四年多的工业化运行表明,JM-S炉控制系统优良,操作工况平稳,非计划停车率大幅降低。这种长周期、稳定可靠的运行能力是对装置安全生产最有力的保障,减少了因频繁开停车或工况波动带来的安全风险,为企业创造了安全、稳定的生产环境。

湖北晋控气体年产55万吨氨醇项目
融合智能智造,驱动核心技术升级
JM-S炉不仅在工艺技术上实现突破,也是数字化、智能化与制造业深度融合的成果。赛鼎的核心创新在于建立了与实际工况相符合的气化理论模型。该模型融合了原料煤特性分析、真实运行数据与动力学计算,能够真实反映气化炉内的复杂反应过程。基于此模型开发的气化炉布气模型,可以针对不同煤种和工况,精准优化布气方案和调整入炉煤粒径,为装置的智能化控制和优化运营奠定了坚实基础。
JM-S炉技术具有自主知识产权,全部采用国产设备,它的推广应用带动了国内高端装备制造业、机电设备和电器仪表产业的发展,形成了具有竞争力的技术链和产业链,是“中国智造”在大型煤气化领域的生动实践。
落地攻坚成果,引领气化技术推广
在“十四五”期间,JM-S炉技术实现了从示范到大规模推广,重大技术攻关成果得到了市场的充分检验与行业的高度认可。
2020年底,全球首台JM-S炉在河南晋控天庆煤化工有限责任公司一次投料成功,并持续稳定运行。2021年,该技术通过了中国氮肥工业协会组织的科技成果鉴定,被专家委员会一致认定为“在晋城无烟块煤气化技术方面达到国际领先水平”。
使用该技术后,千标方有效气煤耗降低0.07吨、氧耗降低55.6标准立方米、蒸汽消耗降低0.6吨,其卓越的性能带来了显著的经济效益,吨氨成本下降约200元,单位产品综合能耗低于标杆水平,达到1150千克标准煤。
该技术于2022年荣获中国氮肥工业协会科技进步一等奖,2024年获得了中国施工企业管理协会科技进步三等奖,2025年该技术再获中国化工学会科技进步三等奖,这些奖项表明JM-S炉从技术研发到工程落地全链条的综合实力得到认可。
接连的奖项荣誉推动了JM-S炉技术的大规模应用。截至“十四五”末,已有多个大型项目采用或改造采用JM-S炉技术,推广应用成果遍地开花。例如:湖北晋控气体年产55万吨氨醇项目采用5台JM-S炉,已于2024年投料;河北沙河燃气480万标方/日清洁工业燃气项目采用10台JM-S炉,部分已投产……这些项目的落地,标志着JM-S炉技术可以替代UGI处理无烟块煤及高灰熔点块煤。
回顾“十四五”,赛鼎以JM-S炉为代表的技术创新,诠释了绿色发展的内涵。它将无烟块煤转化为高效、清洁的化工原料,打通了传统煤化工转型升级的“最后一公里”,为山西省乃至全国的无烟煤资源找到了绿色出口,保障了国家化肥产业链供应链的安全与稳定。
展望未来,赛鼎公司将继续秉承绿色、安全、智能的发展理念,持续优化JM-S炉技术,拓展其原料适应性,并将以此为基础,积极投身于生物质气化、低碳能源化工等新领域的科技攻关,为我国石油和化学工业在“十五五”乃至更长时期的高质量、可持续发展,贡献更多的“赛鼎智慧”和“赛鼎方案”。
赛鼎炉驱动煤化工多领域规模化再提速
在中国煤化工领域,有一项技术以其对煤的高效转化能力、对能源结构的优化作用,持续推动着行业向绿色、高效、大型化方向迈进。这便是由赛鼎工程有限公司(以下简称“赛鼎”)自主研发并不断迭代创新的赛鼎炉碎煤加压干法排渣气化技术。
自主创新破局,铸就煤气化战略级核心利器
煤气化是现代煤化工的龙头与基石,其技术水平直接关系到整个产业链的竞争力、能耗水平和环境友好性。赛鼎自上世纪70年代起,便深耕碎煤加压气化领域,从引进消化吸收再到自主创新,走出了一条独具特色的国产化技术崛起之路。
“十四五”期间,我国石油和化学工业将高端化、多元化、低碳化发展作为重点方向。赛鼎炉技术凭借其原料适应性广、甲烷含量高、热效率高、氧耗低的独特优势,契合煤炭清洁高效利用、保障能源安全等战略需求。该技术可应用于煤制天然气、合成氨、甲醇等领域,成为煤炭分质分级、高效清洁转化的核心技术。
过去五年中,赛鼎聚焦技术迭代与大型化攻关,实现了赛鼎炉系列的全面升级。该技术首创的3.8米、4兆帕碎煤加压气化炉实现了大规模工业化应用,将气化压力从传统的3兆帕提升至4兆帕,显著提高了单炉产能、气化效率和能源综合利用水平。针对晋城无烟煤“高灰、高硫、高灰熔点”的特点,赛鼎升级专用气化技术,打破了无烟煤难以高效气化的技术壁垒,拓宽了原料煤种范围,提升了资源利用价值。配套的酚氨回收成套技术攻克了高浓酚氨废水处理的难题,实现了污染物高效脱除与资源化回收,保障了全流程的环保达标与经济效益,形成了气化与环保协同发展的绿色技术体系。

伊犁新天煤制气项目
工程落地赋能,筑牢国家能源安全产业支柱
技术的价值在于应用。五年来,赛鼎炉技术在国家能源战略工程和重点煤化工项目中大规模应用,一座座由赛鼎炉驱动的现代化工厂在祖国大地拔地而起,成为保障国家能源安全、促进区域经济发展的强大引擎。
赛鼎炉成为煤制天然气领域的主力,现已投产的大唐克旗、新疆庆华、伊犁新天等煤制天然气项目,均大规模采用赛鼎炉碎煤加压气化技术,合计应用超过100台3.8米、4兆帕气化炉。
内蒙古大唐国际克什克腾煤制气项目是首套4兆帕碎煤加压气化炉的应用范例,一期工程16台气化炉自2012年投运以来运行稳定,产出的天然气于2013年底并入北京燃气管网;二期工程继续采用同型技术,已于2023年投产。伊犁新天煤化工20亿立方米/年煤制天然气项目采用22台赛鼎4兆帕气化炉,为全球单系列规模最大、处理气量最高的碎煤加压气化项目。这些项目的成功运营,验证了赛鼎炉在高压、大型化条件下的安全性、可靠性与稳定性。并且相较于同规模水煤浆气化路线,赛鼎炉煤制天然气的单位产品综合能耗降低约20%,原料煤耗降低约27%,能量转化效率高出约10个百分点,全面达到并优于国家相关标准的先进值指标。目前,赛鼎公司已完成世界上最大5米、4-6兆帕大型碎煤加压干排灰气化技术。
赛鼎炉还实现了多元化煤化工领域的广泛应用,其在合成氨、甲醇、乙二醇等传统及新兴煤化工领域遍地开花。在合成氨/尿素行业,赛鼎炉服务于晋煤金石、晋煤天庆、国电赤峰、中煤平朔等多个大型合成氨项目,实现了对无烟煤、贫瘦煤、褐煤等多种原料的稳定气化,保障了化肥生产。在甲醇及下游产业链,赛鼎炉应用于新疆广汇新能源(年产120万吨甲醇)、新疆新业能源等大型甲醇装置,并为襄矿泓通20万吨/年乙二醇等项目提供合成气,支撑了高端化学品的原料本土化。在煤制油领域,赛鼎炉在山西潞安煤基合成油示范项目中稳定运行,为国家油品多元化战略提供了技术路径。

新疆庆华煤制气固定床碎煤加压气化装置
创新成果焕彩,构建煤气化技术引领新标杆
赛鼎炉在煤气化及煤化工领域持续深耕,凭借多项核心技术与重大工程项目的杰出表现,先后荣获国家及省部级多项重要奖项,充分展现了其在科技创新、工程设计与项目实施方面的强大实力与领先水平。
在技术研发方面,赛鼎炉低阶煤4兆帕气化技术表现尤为突出,于2022年至2023年间,接连获得中国化工学会、中国石油和化学工业联合会等相关奖项,并于2023年被中国化学工程集团有限公司授予“十大突出贡献奖”。该技术针对低阶煤的高效清洁利用提供了创新解决方案。
在工程项目方面,赛鼎炉参与设计或实施的多个大型煤制气项目也屡获殊荣。伊犁新天年产20亿立方米煤制天然气项目荣获2021年度国家优质工程金奖;内蒙古大唐国际克什克腾煤制气项目(二期)荣获2025年中国勘察设计协会石油和化工工业工程设计一等奖;新疆庆华能源集团年产55亿立方米煤制天然气项目一期工程同样荣获该协会优秀勘察设计项目二等奖。这些奖项充分印证了赛鼎炉在大型煤化工工程领域的综合技术实力。
在自主知识产权体系方面,围绕赛鼎炉技术,赛鼎构建了坚实的知识产权壁垒,已获得40余项国家级专利,覆盖气化炉、煤锁、灰锁、废热回收器、旋转炉篦等核心设备及工艺方法,形成了完整的技术保护体系。
回首过去,赛鼎公司以赛鼎炉为支点,撬动我国碎煤加压气化产业的技术升级与规模发展,为保障国家能源安全、促进煤炭清洁高效利用、推动煤化工产业高质量发展作出了突出贡献。
展望未来,赛鼎公司将持续围绕“双碳”战略,将煤气化技术向着更高效、更低碳、更智能、更集成的方向演进,为我国石油和化学工业“十五五”期间实现高质量发展、为构建清洁低碳、安全高效的现代能源体系贡献更大的“赛鼎力量”!
图片由企业提供
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