我们特别策划了煤化工行业专题文章，带您一同看看煤化工行业发展中的一个个故事。
无论是高歌猛进还是踌躇不前，都不得不承认煤化工在现在化工中所占的重要性越来越大，它有这样或者那样的缺点、不足，但它存在的意义要比眼前经历的这一切更大。煤化工的发展，让很多企业走上了技术创新的道路，带动了一批国内装备技术企业的不断发展，国产化、关键技术的掌握突破了国外技术的垄断...接下来的两期内容我们来讲讲最关键的装备——气化炉。
图为晋煤集团天溪公司航天炉装置
煤气化，把煤炭转变为燃料用煤气或合成用煤气。无论是煤化工还是化肥氮氨、精细化工等行业，都需要首先完成煤气化这一步骤。
自从1987年鲁南化肥厂引进第一套国外进口的德士古气化炉开始，有很长一段时间煤气化装置全部被国外装备技术企业所垄断，但是随着使用企业的增多，不同地区不同企业生产条件的不同，国外装备娇贵和水土不服的毛病再一次暴露无疑。
再后来就是国内企业和科研机构加快了自主创新的速度，随后诞生了诸如多元料浆气化炉、HT-L（航天）粉煤气化炉、多喷嘴对置式水煤浆气化炉、两段式粉煤气化炉、神宁炉、五环炉、非熔渣-熔渣水煤浆气化炉、CAGG加压流化床碎粉煤炉、灰熔聚流化床气化炉、恩德流化床气化炉等多种炉型 。
航天炉，无疑是这里面成功应用的一个代表。
姓名：HT-L 航天粉煤加压气化装置
类型：粉煤气化+ 水激冷流程（粉煤气流床气化技术）
出生地：中国运载火箭技术研究院
户籍：航天长征化学工程股份有限公司
体重：750吨级和2000吨级（日投煤量）
特点：
1、煤粉为原料、纯氧和过热蒸汽为气化剂
2、盘管水冷壁结构，副产中压蒸汽，高温气化
3、水冷壁自我修复式隔热结构
4、单一的顶置式组合燃烧器
5、激冷、水浴式合成气冷却
6、气化段水冷壁设置温度测点
7、设置可视化火焰监测系统
8、可靠的DCS/ESD控制系统
9、自主知识产权、设备国产化
10、气化炉系列化
11、一站式服务模式（全生命周期服务）
适应性：
煤有褐煤、烟煤、无烟煤。煤矿开采出来的煤有大块、中块、小块、煤粉之分。每一品种、粒度的煤又有不同的结渣性、煤灰熔融性、灰熔点、冷强度、热裂性。
目前已使用或试烧过的煤种达数10种，挥发分含量从6%～35%；灰分含量从6%～36%；灰熔点流动温度从1150℃～>1500℃。
生产用煤包括：神木煤, 神木与新郑混煤, 新疆煤, 新疆与新郑混煤、与晋城煤的混煤, 甘肃煤, 新疆保利煤, 神木煤与晋城无烟煤末混烧, 神木煤配晋城高硫煤( 原煤含硫 2.35%) 等等。
结构及工艺情况：
关键词：国内首家、行业唯一的粉煤气化技术工程研究中心、“航天炉”连续运行时间两次打破世界纪录、成为主板上市公司。
2008年，随着航天粉煤加压气化装置两个示范项目在安徽临泉和河南濮阳两地投料试车，航天粉煤加压气化技术开启了10年的推广应用之路。
图为临泉HT-L煤气化装置框架
第一台长周期运行航天炉示范装置由航天长征化学工程股份有限公司（简称航天工程公司）和安徽晋煤中能化工股份有限公司（简称晋煤中能）合作建成，并于2008年10月开车运行。
这是我国第一台具有自主知识产权的气化炉。在航天炉开车成功后，包括国外引进的炉型在内的所有气化炉要价都跟着下来了，使气化炉投资成本大幅下降。同时也解决了我国之前大量粉煤无法用于气化炉的问题，使我国整体气流床气化技术在世界范围内迅速发展起来。
煤气化装置开车运行时间直接决定着煤化工项目的经济效益，一旦装置停车，一天就会给业主造成数十万元甚至数百万元的经济损失。
2013年3月投料开车的安徽昊源一期合成氨原料路线改造项目中使用的航天炉，截止今年年初，已经连续运行320天，再创世界气流床气化技术连续运行（A级）时间世界纪录。继2012年航天炉不间断连续运行215天的世界纪录，这是航天炉第二次刷新此项世界纪录，此次足足提高了105天！
图为安徽昊源化工集团有限公司航天炉
截至目前，航天长征化学工程股份有限公司已签订40个项目，共90台航天炉，其中20个项目的33台已投产，20个项目在建。
已投产项目包括：
图为山东瑞星化工股份有限公司航天炉装置
在航天炉设计初期，相关人员全面评估了对周围环境的影响，各单元在设计上将环境保护作为重要内容。其中，晋煤集团天溪公司自主对航天炉灰水系统的排放水进行污水处理改造，确保了达标排放，环境效益显著。
航天炉主要系统均采用全密闭工艺，但由于客观需要，仍要排放一部分惰气、废水和废渣。为保证排放气合格，系统中设计有粉煤袋式过滤器、粉煤贮罐过滤器、金属过滤器等设施；系统排渣方式为湿式排渣，同时自主改进增加了高频筛分，最大程度去除了排渣中的水分，并且筛分后排放的炉渣不落地，直接运送到临时渣场静置，切实保证、改善了排渣现场的操作环境；在航天炉正常运行中，灰水系统中的黑水在经过灰尘沉降后，会有少量富余水溢流外排，该部分溢流水经泵送至污水处理进行生化处理，处理完的水可以回用到循环水系统，既节约了新鲜补水，又保证了排放指标。
航天炉采用全自动操作，全系统基本实现一键启动。航天炉的磨煤与干燥、粉煤加压与输送、气化与排渣、灰水系统等各单元，在设计上自动化程度较高，相关仪表设备选型稳定可靠，系统运行的人工劳动强度较低。目前气化装置区环境好，噪音低，工艺自动化程度高，劳动强度低，开停车方便、快捷、安全。
气化装置历来是煤化工环境保护方面的重点治理区域，治理难度大、投资大、效果差。而航天炉采用的是湿法排渣，现场没有扬尘，炉渣经过脱水后用汽车运输到临时渣场。
图为阳煤沧州正元化肥有限公司航天炉装置
源头减排
航天炉研究之初就考虑了废水、废渣和VOCs的源头控制问题。航天炉的气化温度高，粉煤燃烧较完全，废渣、废水产生量少、组分简单，简单处理就可达到排放标准。其中，废渣处理方面，山东瑞星、河南晋开、安徽昊源、阳煤深州等多家工厂开展了将滤饼送CFB锅炉的应用。
废水处理方面，应用企业均反馈航天炉废水量整体产生量较低。山东瑞星水价较高，把废水量控制在0.5吨/时以内；其他企业也控制在1.2~1.5吨/时。
VOCs处理方面，航天工程已与环保部环评中心签署了合作协议，在“十三五”期间系统开展煤化工行业挥发性有机物控制及替代技术与装备研究，将填补国内煤化工行业VOCs排放研究的空白。
图为中化长山航天炉装置
本文参考资料：《HT-L 航天粉煤加压气化装置运行情况》作者姜丛斌，航天长征官微、
以及特别感谢中国化工报王卓峰的支持！
如果你看到这幅图很有亲切感，那么小七要给你加鸡腿了~
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