航天煤气化技术使褐煤碳转化率达99% 解决国家劣质煤炭利用难题

发布时间 : 2016-08-11     来源 : 中国运载火箭技术研究院新闻中心

  航天工程公司中化吉林长山褐煤项目现场,年逾7旬的中国煤炭工业协会会长王显政,不顾年事已高,坚持爬上了几十米高的气化装置塔架,看着眼前充分燃烧的褐煤和清洁高效的航天粉煤加压气化装置,激动地对航天工程公司的陪同人员说:“你们真是解决了国家劣质煤炭能源利用的大问题啊!”
  由航天工程公司设计研制的首套应用于褐煤气化的航天炉,自2015年9月开车以来,经过半年多的长周期稳定运行,各项指标均达到了设计要求,航天煤气化技术工业应用取得了重大突破,实现了褐煤产业的可持续发展,这对我国国民经济可持续发展和保障国家能源安全具有重大意义。
                            携手中化,解决褐煤利用问题
  褐煤是煤化程度最低的矿产煤,化学反应性强,容易风化,不易储存和运输,且燃烧时对空气污染严重,是一种低级劣质煤,占我国煤炭总资源量的13%,因此如何清洁高效利用褐煤一直是我国煤化工行业的一个大难题。
  “原先的技术不成熟,褐煤利用率低,污染大。”航天工程公司总经理助理朱玉营谈起了为什么要啃褐煤这块硬骨头的初衷。“作为一家煤化工企业,我们一直想利用航天煤气化技术实现产业报国,帮国家解决这个难题。”
  就在航天工程公司渴望报国之际,出现一个契机。近年来航天煤气化技术所取得的成绩在业内有目共睹,中化吉林长山化工有限公司找到航天工程公司,希望双方携手解决褐煤利用难题。因为该公司迫于原料成本,一直使用当地褐煤作原料,可是他们以前采用的煤化工技术消耗大、成本高、污染严重,这种情况下生产的煤化工产品是亏本的,企业要想继续生存,必须改变现有的生产工艺和装备。
  客户有需求,航天工程公司有技术基础,就这样,航天工程公司和他们一拍即合,开始努力解决褐煤利用问题。
                 几十项改进,打造专烧褐煤的航天炉
  当时客户找上门的时候直接就问航天煤气化技术用在褐煤上有没有风险。朱玉营回忆,“当时我们也没有直接对客户拍胸脯说我们的技术烧褐煤一点问题没有。我们老实地向客户要来了褐煤的煤样进行系统分析。”
  航天工程公司针对项目选取了四套煤样,进行了4轮、16组试验,特别是预干燥试验。为了获取不同温差下褐煤停留时的失重值及安全温度,技术人员进行了几十次试验,最后获得了第一手安全可靠的实验数据。
  为了打造出专烧褐煤的航天炉,航天工程公司技术人员在原有的航天炉基础上进行了几十项改进,设计了一系列新型装备。如“左轮”粉煤过滤阀,实现了航天炉不停工清理;调整气化炉结构尺寸,让褐煤得以更充分燃烧;预干燥系统输煤管上加了小天窗,可时时观察输煤状态……尤其是特别研制的预干燥装置的输煤装置,用螺旋输送方式代替了传统的气输送方式,将用电量从1300千瓦小时降低到了100千瓦小时,仅此一项,每年就可以为客户节省电费600万元。
  朱玉营说,做试验那会儿,大家经常是几天连轴转,但每一项试验结果出来后,都会有一种说不出的满足感。航天煤气化技术在褐煤上的试验结果,得到了客户的高度肯定,2011年吉林长白山项目立项,2012年合同签订,2015年顺利投产。
                            点火,看不见炉内的火苗
  2015年9月20日晚10点,吉林长白山项目开车,随着点火命令,监控器上的火苗闪了一下就不见了,关掉再来,还是火苗闪了一下就不见了。项目经理马铁回忆,当时现场所有人的汗都下来了,仪表上温度值、压力值都有,就是看不到火,要是继续投料的话,有爆炸的可能!
  关掉再重来,一点点加油,加大喷嘴点火力度,还是看不见火苗,难道是烧嘴堵了?技术人员用水重新喷了通道,结果火苗还是一闪就不见了。就这样,直到凌晨2点,大家只好把问题锁定在了烧嘴内部结构是不是出问题这一点上。马铁说,当时感到客户方现场人员的眼神都不对了。
  紧要时刻,马铁拨通了航天工程公司总经理王明坤的电话,凌晨2点多,王明坤直接说,“马上安排新的烧嘴送过去。”于是,航天工程公司后勤保障团队开始高效运转,两位师傅带着烧嘴踏上了1100多公里的征途,出发直奔吉林长白山……
  吉林长白山,一夜过去,就在所有人等新烧嘴送达的无奈之时,马铁说,“我上塔架去看,我一定要看看这火哪里去了!”再次点火后,马铁只身爬上了几十米高的塔架,透过观测孔向炉内望去,却看到一簇鲜艳的火苗在完美地跳跃。再究其原因,原来是安装在炉内监视器镜头上出现了异物……
  一夜惊魂,9月21日上午,就在运送新烧嘴的车驶近吉林长白山的同时,虚惊一夜后的航天炉一次点火成功、投料成功,虽然新烧嘴没有用上,让后勤保障团队白跑一趟,但在关键时刻,身后能有这样一支高效的快速反应团队为前方提供强大的支持,作为航天工程公司的一员,感到无比自豪。
  经过一段时间的长周期运行,至今年上半年,吉林长白山项目运行稳定,各项指标均达到合同要求,尤其是碳转化率达到99%。这期间,作为国家褐煤利用示范项目,国内外的众多客户多次前往吉林长白山项目参观,为航天工程公司的后续市场开拓打下良好的基础。
  朱玉营说:“吉林长白山项目解决了富褐煤地区原料本地化问题,解决了当地煤化工企业供给侧改革降成本难题。我们实现了初衷,相比获得的经济效益,更自豪的是用航天煤气化技术实现了我们的产业报国梦。”

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