中國運載火箭技術研究院設計制造的“航天爐”連續(xù)運行時間達485天，第五次打破世界紀錄。這次運行時間破世界紀錄的“航天爐”裝置在安徽昊源項目。截至目前，它已在滿負荷下最長連續(xù)運行時間達485天，創(chuàng)世界氣流床氣化技術連續(xù)運行（A級）時間新的紀錄。

“航天爐”全稱為航天粉煤加壓氣化爐，由火箭院航天長征化學工程股份有限公司（簡稱“航天工程公司”）設計研發(fā)，依托中國航天在運載火箭和液體火箭發(fā)動機在燃燒、傳熱、特種泵閥等技術的研制、生產(chǎn)和試驗方面積累的優(yōu)勢，研發(fā)出擁有我國完全獨立自主知識產(chǎn)權的航天粉煤加壓氣化技術，一舉打破國外技術壟斷。


自2008年10月，首個示范項目的“航天第一爐”點火投煤成功后，裝置運行時間被接連突破，不斷刷新紀錄。


第一次破紀錄

2012年，安徽臨泉二期項目中，“航天爐”不間斷連續(xù)運行215天，首創(chuàng)世界氣流床氣化技術連續(xù)運行（A級）時間世界紀錄。


第二次破紀錄

2016年，安徽昊源一期項目不間斷連續(xù)運行了320天，第2次刷新此項世界紀錄。

第三次破紀錄

2017年-2018年間，在新疆瑪納斯項目中，“航天爐”連續(xù)運行407天，第3次打破世界紀錄。

第四次破紀錄

2018年-2019年間，安徽昊源一期項目長周期連續(xù)運行467.5天，第4次創(chuàng)世界紀錄。

第五次破紀錄

截至2022年，安徽昊源一期項目長周期連續(xù)運行485天，第5次創(chuàng)世界紀錄。

對大型化工企業(yè)來說，裝置停運檢修再重新啟動，一般耗時數(shù)周至數(shù)月不等，且每停產(chǎn)一天都會有數(shù)百萬元的經(jīng)濟損失。因此，作為化工廠“龍頭”的氣化裝置——“航天爐”，連續(xù)運行的時間更長，就意味著更高的產(chǎn)量和更多的利潤，為企業(yè)帶來更多的經(jīng)濟效益。

煤炭清潔高效利用是推動能源綠色低碳轉(zhuǎn)型、實現(xiàn)碳達峰碳中和目標的重要途徑。航天工程公司堅持自主創(chuàng)新，深耕煤炭潔凈高效利用領域。“航天爐”在大型化、高壓化、智能化方面引領行業(yè)技術發(fā)展方向，不斷增強我國能源自主保障的能力。

以國內(nèi)首套日處理煤量3500噸級超大型航天爐為例，截至2022年9月15日，裝置累計運行327天，運行期間氣化操作彈性大，綜合能耗低，“三廢”排放達標，實現(xiàn)了安全穩(wěn)定運行。該裝置每年能減少煤炭消耗折標煤5萬噸，二氧化碳排放13萬噸，為企業(yè)增加效益3億元，既降低企業(yè)生產(chǎn)成本，又能為我國煤化工行業(yè)節(jié)能降耗低碳高效發(fā)展提供強力支撐。

航天爐發(fā)展回顧：“航天方案”攻克煤氣化難題

煤氣化技術是煤炭清潔高效利用的重要技術方式，也是煤化工發(fā)展的龍頭。在本世紀初以前，先進粉煤加壓氣化技術一直被國外公司壟斷。當時，這種技術在國內(nèi)規(guī)模較大的氮肥和甲醇企業(yè)已經(jīng)有一定數(shù)量的引進。但由于國外技術專利費用高昂、技術復雜、裝置投資大、維修費用高，一般中小企業(yè)很難承受，嚴重制約了我國煤化工產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。

從產(chǎn)業(yè)需求出發(fā)，航天工程依托中國航天在運載火箭和液體火箭發(fā)動機研制、生產(chǎn)和試驗方面積累的優(yōu)勢，研發(fā)出擁有我國完全獨立自主知識產(chǎn)權的航天粉煤加壓氣化技術，一舉打破國外技術壟斷。以航天粉煤加壓氣化技術為代表的煤氣化技術的成功實踐，推動了中國現(xiàn)代煤化工行業(yè)的快速發(fā)展。

為盡快將航天粉煤加壓氣化技術投入工程應用，2005年和2006年，航天工程分別與濮陽市甲醇廠和安徽臨泉化工股份有限公司簽訂了合作協(xié)議，2項示范工程先后破土動工。歷經(jīng)2年的努力，2008年10月13日，河南濮陽化工年產(chǎn)15萬噸甲醇項目航天粉煤加壓氣化爐一次投煤成功。同年10月31日，安徽臨泉化工年產(chǎn)20萬噸合成氨原料路線調(diào)整改造工程開車試運行，一次投料試車成功，并于同年11月3日生產(chǎn)出合格產(chǎn)品。

航天爐的成功問世，為我國煤化工產(chǎn)業(yè)開啟了一片新天地，被譽為航天技術應用產(chǎn)業(yè)放飛的“神七”。2個示范項目的相繼點火成功，為航天工程航天煤氣化技術向產(chǎn)業(yè)化推廣邁出了重要一步。

2012年10月，航天工程自主研發(fā)的國內(nèi)首套2000噸級航天爐，在河南晉開化工投資控股集團有限公司百萬噸總氨項目中一次點火投煤成功，并打通了全部氣化裝置流程。這是當時國內(nèi)最大的國產(chǎn)煤粉加壓氣化裝置。該裝置的成功運行，標志著我國在大型粉煤加壓氣化技術研制和關鍵裝備制造領域又向前邁進了一大步，其多項技術成果填補了國內(nèi)空白，總體技術處于國際領先水平。

首臺2000噸級航天爐投產(chǎn)后，成熟的航天粉煤氣化技術取得了領先的市場優(yōu)勢�？梢哉f，在我國有煤化工的地方就有航天爐的身影。與此同時，面對新技術競爭的挑戰(zhàn)，航天工程開始了新一代氣化技術的研究，向大型化、高壓化、智能化進發(fā)，引領行業(yè)技術發(fā)展方向。

2017年，航天工程承擔了國家重點研發(fā)計劃項目——大規(guī)模干煤粉氣流床氣化技術開發(fā)及示范項目的研發(fā)。該項目形成了日處理煤3500噸級6.5兆帕大型廢鍋-激冷型干煤粉氣化技術，開發(fā)了大型氣化爐及關鍵部件，建立了大規(guī)模干煤粉氣化積灰防控新方法及關鍵技術，并形成成套技術。日投煤量3500噸級航天爐具有產(chǎn)量更大、技術指標更優(yōu)、一次性投資更省、運行成本更低、環(huán)保水平更高等優(yōu)勢，代表著現(xiàn)代煤化工先進的煤氣化技術方向。

2017年8月，日處理煤量3500噸干煤粉氣流床氣化成套技術在山東潤銀生物化工股份有限公司開始工業(yè)示范。2021年9月25日，裝置投料試車并打通全流程，產(chǎn)出合格的合成氨產(chǎn)品。截至2022年9月15日，裝置累計運行327天，運行期間氣化裝置操作彈性大，綜合能耗低，“三廢”排放達標，實現(xiàn)了安全、穩(wěn)定運行。裝置每年可減少煤炭消耗折標煤5萬噸，減少二氧化碳排放13萬噸，有效降低了合成氨的生產(chǎn)成本，每年可為企業(yè)增加效益3億元。

2022年2月，作為綠色技術工藝，“大型先進煤氣化、半/全廢鍋流程氣化”被國家發(fā)改委和工信部列入《高耗能行業(yè)重點領域節(jié)能降碳改造升級實施指南(2022年版)》，滿足了煤化工生產(chǎn)大型化發(fā)展的需要，促進了煤氣化系統(tǒng)節(jié)能減排，推動煤化工行業(yè)可持續(xù)發(fā)展，為我國煤化工行業(yè)節(jié)能降耗低碳高效發(fā)展提供強力支撐。

目前，航天工程核心設備氣化爐、燃燒器、特種閥門已經(jīng)形成了系列型譜，實現(xiàn)產(chǎn)品標準化、系列化;擁有獨立知識產(chǎn)權的氣化爐和燒嘴，可按需要實現(xiàn)不同壓力、規(guī)模和流程的自由組合，核心設備全部國產(chǎn)化。

2022年航天環(huán)保工程技術研究院落戶浙江臺州

“航天爐最大的特點是先研究透原料煤，再進行爐型設計，這是取得成功的關鍵。”中國煤炭工業(yè)協(xié)會原會長王顯政表示。

航天工程一直致力于適應我國煤炭資源特點的自主知識產(chǎn)權先進煤氣化技術的研發(fā)，全面分析了我國煤炭資源構成及煤質(zhì)特性，布局了以煙煤、褐煤、無煙煤為氣化原料的技術發(fā)展規(guī)劃。針對不同煤種的氣化特性，航天工程進行了大量研究工作，充分掌握了煤灰灰熔融、灰黏度、可磨指數(shù)、熱解特性、燃燒實驗等數(shù)據(jù)以及反應動力學等參數(shù)，開發(fā)出適用于不同煤種的粉煤氣化解決方案。同時根據(jù)各類煤種氣化特性，成功開發(fā)出褐煤、無煙煤氣化爐，燒嘴及其配套工藝技術，并在中化吉林長山項目、山西晉煤華昱甲醇項目中得到應用。

2019年8月31日，航天爐褐煤清潔高效轉(zhuǎn)化技術通過了中國石油和化學工業(yè)聯(lián)合會組織的科技成果鑒定。專家認為，該項技術擁有自主知識產(chǎn)權，自主開發(fā)了國內(nèi)首套適用褐煤加工的粉煤水冷壁加壓氣化技術，可實現(xiàn)褐煤的安全、清潔、高效轉(zhuǎn)化，整體達到國際先進水平。

2020年9月10日，航天爐無煙粉煤清潔高效轉(zhuǎn)化技術被中國石化聯(lián)合會組織的專家鑒定為系國內(nèi)首套自主研發(fā)的、適用無煙粉煤的大型化粉煤水冷壁加壓氣化技術。該技術在晉煤集團華昱高硫煤潔凈利用化電熱一體化示范項目一期年產(chǎn)百萬噸甲醇工程中成功應用，單臺日處理干煤粉1500噸。裝置自2018年8月打通全流程以來，實現(xiàn)了無煙粉煤的安全、清潔、高效轉(zhuǎn)化和裝置長周期穩(wěn)定運行。

航天爐接連攻克了以褐煤、無煙煤為原料的氣化難關，可應用于合成氨、甲醇、烯烴、乙二醇等煤化工領域，為劣質(zhì)煤的資源清潔高效利用提供了有效途徑。