航天爐粉煤加壓氣化技術(shù)應(yīng)用研究

劉星

（黔西縣黔希煤化工投資有限責(zé)任公司，貴州 黔西 551500）

自C919 飛機(jī)以下線狀態(tài)并運(yùn)營(yíng)以來(lái)，我國(guó)航天技術(shù)由傳統(tǒng)的進(jìn)口向獨(dú)立創(chuàng)新階段轉(zhuǎn)變。目前，我國(guó)航天技術(shù)正處于發(fā)展階段。它帶動(dòng)了我國(guó)的航天產(chǎn)業(yè)，在航天爐粉煤加壓氣化技術(shù)的轉(zhuǎn)型升級(jí)也取得了一定的發(fā)展和有效的應(yīng)用。從技術(shù)角度看，航天爐用粉煤加壓氣化技術(shù)的發(fā)明，基于傳統(tǒng)的煤新氣方式的比較優(yōu)勢(shì)，一些創(chuàng)新方法和技術(shù)創(chuàng)新制造出來(lái)的新技術(shù)也從根本上促進(jìn)了我國(guó)的航天產(chǎn)業(yè)的更快發(fā)展。

一、在航天爐中粉煤加壓氣化技術(shù)概要

航天爐粉煤加壓氣化技術(shù)由北京航天萬(wàn)源煉化工工程技術(shù)有限公司開發(fā)。從創(chuàng)新的觀點(diǎn)來(lái)看，該公司以我國(guó)傳統(tǒng)的煤炭新燃?xì)鉃榛A(chǔ)，吸收了殼牌、德士古及其他加壓氣化進(jìn)程的設(shè)計(jì)概念和相關(guān)經(jīng)驗(yàn)。

以對(duì)當(dāng)前產(chǎn)業(yè)化示范項(xiàng)目應(yīng)用的結(jié)果及經(jīng)驗(yàn)分析為基礎(chǔ)，加壓拖放床工程在運(yùn)行方面具有明顯的優(yōu)勢(shì)，低成本、短建設(shè)時(shí)間、簡(jiǎn)單便捷的運(yùn)營(yíng)、輕松的中央集中式管理、節(jié)能降耗等特點(diǎn)。這項(xiàng)技術(shù)的不斷應(yīng)用和不斷改進(jìn)，為我國(guó)航天產(chǎn)業(yè)提供了獨(dú)特的、強(qiáng)大的技術(shù)支持。

二、航天爐粉煤加壓氣化裝置及工程分析

（一）四大部分構(gòu)成

目前使用的航天爐粉煤加壓氣化裝置是由4 個(gè)零件，即4 個(gè)主要組成部分構(gòu)成：1.U1500磨煤與干燥單元；2.U1600粉煤加壓與輸送單元；3.U1700 粉末煤氣化裝置，4.U1800 平板和重水處理裝置。通過(guò)4 大單位的分析，可以看出在航空航天領(lǐng)域，粉煤加壓氣化裝置和加壓軟盤工程生產(chǎn)工程存在一貫的傾向，各單位的構(gòu)成與勞動(dòng)分工相同。該工程是一家制造廠商，單位構(gòu)成采用模塊處理系統(tǒng)，在設(shè)計(jì)水平上具有明顯的產(chǎn)業(yè)化特性。這也是相對(duì)較高的生產(chǎn)效率，相對(duì)保證裝置啟動(dòng)和管理的主要保證。適用時(shí)

（二）主要四大部分功能與動(dòng)作分析

以U1500 裝置為例，由于工程采用系統(tǒng)的控制方法，該裝置有煤炭粉碎、惰性氣體輸送和粉煤篩選3個(gè)主要組成部分。從設(shè)備應(yīng)用的角度看，本單位預(yù)設(shè)了兩條生產(chǎn)線，一條生產(chǎn)線的運(yùn)行模式可通過(guò)優(yōu)化的設(shè)計(jì)方式個(gè)別體現(xiàn)出來(lái)?？蛇_(dá)30 噸/h 的有效作業(yè)。例如，U1600 裝置可分為儲(chǔ)存、加壓和運(yùn)輸三個(gè)主要部件。每個(gè)單位都是密切相關(guān)的，而且都是聯(lián)動(dòng)的，所以U1500une 的粉煤作業(yè)完成后，進(jìn)入U(xiǎn)1600une 內(nèi)，體現(xiàn)粉煤儲(chǔ)藏罐，之后用粉煤鎖住，可以施加壓力。經(jīng)過(guò)處理后，移動(dòng)到高壓區(qū)儲(chǔ)煤罐，為U1700unute 的粉煤氣化作業(yè)準(zhǔn)備好步驟。從使用裝置的觀點(diǎn)來(lái)看，U1700 裝置是將焦點(diǎn)放在了全部煤氣化裝置的應(yīng)用功能上的核心裝置，如粉煤燃燒、合成冷氣和洗滌等。分析設(shè)備和裝置主要包括：氣化爐、渣鎖斗、洗滌塔、燃燒器等；燃?xì)庋b置及其應(yīng)用效果觀察裝置是提高燃?xì)庋b置效率的核心環(huán)節(jié)。創(chuàng)造燃燒方法。優(yōu)化氣化效應(yīng)，實(shí)現(xiàn)節(jié)能降耗目標(biāo)。舉個(gè)例子,一般在煤氣化工程在空氣分離裝置生成的粉煤4.7mpa 和純氧4.9mpa 1400 —1700℃的高溫環(huán)境中執(zhí)行不完全氧化反應(yīng),完全可以實(shí)現(xiàn)混合燃燒。合成原料H2 和CO2通過(guò)“冷卻-加濕-去除灰塵的環(huán)節(jié)”進(jìn)入轉(zhuǎn)換系統(tǒng)。它可以在U1800 設(shè)備中被重復(fù)利用。此設(shè)備的組件包含沉淀系統(tǒng)、黑水點(diǎn)滅及重水脫氧消解。在特定的工程作業(yè)中，主要包含“氣化器—過(guò)濾器—沉降罐—除氧器—高壓回收泵—?dú)饣b置”。具體來(lái)說(shuō)，首先從燃?xì)庹羝礈焖懦龊谒?，在高壓處理及真空? 階段瞬間蒸發(fā)后，可以將其送往沉淀組，凈化后黑水通過(guò)脫硫機(jī)器運(yùn)輸。氧氣的處理最終通過(guò)高壓回收泵加壓，然后發(fā)送給U1700 設(shè)備以回收利用。

三、航天爐結(jié)構(gòu)及比較優(yōu)勢(shì)分析

在結(jié)構(gòu)解釋中，航天爐由“燒嘴—?dú)饣紵摇崩錃馐摇獕毫ν鈿ぁ苯M成。燃?xì)鉅t燃燒室主要采用“點(diǎn)火—啟動(dòng)—噴煤”的組合方式，煤氣化燃燒室主要在內(nèi)部安裝了水冷墻，以抵抗高溫和石板腐蝕的危險(xiǎn)。目前累計(jì)數(shù)據(jù)增加到1700℃高溫電阻在1450℃可以展示。

原理分析主要使用重壓鍋爐循環(huán)泵強(qiáng)制水循環(huán)，實(shí)現(xiàn)熱和蒸汽的吸收。冷卻艙在分析中主要由耐壓的中空殼體構(gòu)成，外徑與U1700 裝置燃?xì)鉄煓C(jī)燃燒室直徑相同，設(shè)置了冷卻圈。將吊瓶冷卻的水有效地送到氣化爐。此外，為了有效解決燃?xì)鉄煔庵械乃畣?wèn)題，設(shè)計(jì)了一個(gè)消除氣泡的隔離裝置和單擊分離裝置，使得燃?xì)鉄煔獾氖褂眯室恢睕](méi)有下降。從材料的觀點(diǎn)來(lái)看，除了對(duì)電線桿和燃?xì)鉅t適用不銹鋼材料外，航天爐的設(shè)計(jì)師們基本實(shí)現(xiàn)了對(duì)碳鋼材料的完全適用，從而提高了壽命。瓦爾納的使用壽命可達(dá)10 年(其中頭部6 個(gè)月維修一次)，瓦斯化瓦防水墻的設(shè)計(jì)壽命可達(dá)10-20 年。減少投資成本。與謝爾煤氣化技術(shù)相比，航天爐爐在工程設(shè)計(jì)、運(yùn)營(yíng)程序和投資成本方面具有優(yōu)勢(shì)。目前Shell 氣化投資約3 億元人民幣，轉(zhuǎn)換率約70%，其中H2 凈化比率相對(duì)較高。和合成氣體的溫度超出警戒地區(qū),在190～200 ℃,co 轉(zhuǎn)換率比電子相當(dāng)高。從電力消耗方面來(lái)看，Shell 瓦斯化工程使用大量CO2 和N2，主要基于航天爐、干式供應(yīng)和輕抽，從合成瓦斯方面來(lái)說(shuō)，使用N2 幾乎為零。二氧化碳排放量通常是航天爐消毒量的1.5 倍以上。另一個(gè)例子是，航天爐的熱交換系統(tǒng)需要使用Shell 的熱交換管。結(jié)合冷卻壓縮機(jī)保障燃?xì)饣厥?，所以電力消耗相?duì)較高。在空間，工程使用單一的簡(jiǎn)單化結(jié)構(gòu)，但由于工程流程和單位功能高度整合，使用效率相對(duì)較高。據(jù)消費(fèi)電量數(shù)據(jù)顯示，如果生產(chǎn)1t94%的甲醇，消費(fèi)電量?jī)H為330 千瓦*h。

四、結(jié)論

大體上來(lái)說(shuō)，在航空航天路上，航天爐粉煤加壓氣化技術(shù)與我國(guó)航空航天產(chǎn)業(yè)的迅速發(fā)展有著密切的關(guān)系。目睹了我國(guó)航空航天技術(shù)的革新，促進(jìn)了航空航天的迅速發(fā)展。以結(jié)果的適用形態(tài)產(chǎn)業(yè)。通過(guò)以上的分析可以看出，在航天爐粉煤加壓氣化技術(shù)的比較優(yōu)勢(shì)集中在低投資、低能源消費(fèi)、高效率管理、短時(shí)間工程等多方面。因此，在現(xiàn)階段考慮到航天爐粉煤加壓氣化技術(shù)各方面的優(yōu)勢(shì)，在今后所有方面都應(yīng)該為了積累提高適用效率的經(jīng)驗(yàn)而進(jìn)行更特別的研究。在這一階段，我國(guó)應(yīng)該積極收集航天爐粉煤加壓氣化技術(shù)適用于航天爐中的各種數(shù)據(jù)，建立以該技術(shù)為主體的數(shù)據(jù)庫(kù)，對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行持續(xù)的統(tǒng)計(jì)分析，使之公式化。從不同水平上改進(jìn)應(yīng)用過(guò)程的效率性。