中國利用火箭“心臟”制造技術清潔高效使用煤炭資源

　　為擺脫地心引力、征戰星辰大海而研發的火箭技術，在地球上也有用武之地。中國這個煤炭消費大國正利用制造火箭“心臟”的技術更清潔高效地使用煤炭，減少對環境的污染。

　　“在中國，你每天吃的糧食所使用的化肥、穿的衣服、開的汽車上的許多非金屬部件，以及衣食住行的許多方面都與煤化工息息相關。”航天長征化學工程股份有限公司副總經理朱玉營說。

　　中國缺油、少氣，煤炭資源相對豐富。清潔高效地利用煤炭資源對于保障國家能源安全、經濟和社會可持續發展意義重大。

　　專家介紹，中國目前煤炭利用方式主要有直接燃燒、煉焦和氣化三種，其中煤炭的氣化最為清潔，過程也最為復雜。然而，煤炭氣化目前僅占中國煤炭消費總量的７％左右。煤氣化是煤炭清潔高效轉化的核心，可用于生產多種化工原料和清潔燃料。

　　朱玉營解釋說，煤氣化就是把煤炭中的碳和氫轉化為一氧化碳氣體和氫氣，然后再合成為化工產品。而煤氣化過程是在高溫、高壓下進行的，溫度在１４００攝氏度以上，產生的一氧化碳和氫氣易燃易爆，要讓整個轉化過程安全、連續、穩定進行，就需要很多技術和裝備做保障。

　　２１世紀初，中國的煤氣化技術還十分落后，成為制約整個煤化工行業健康發展、困擾中國產能升級的一大因素。當時中國主要依靠進口國外的煤氣化技術，很多企業雖然實現了技術升級，但卻因為投資成本高而賺不到錢。

　　２００３年前后，中國航天科技集團有限公司所屬中國運載火箭技術研究院已經將國外煤氣化技術的很多配套裝備實現了國產化，只差關鍵的氣化爐還未掌握。

　　研究院的科研人員發現，煤氣化所使用的氣化爐跟液體火箭發動機研制所使用的技術及裝備在原理上是相通的。他們便萌生了想法——依托液體火箭發動機的技術研制粉煤氣化爐。

　　朱玉營回憶說，在研發過程中，資金和技術都曾遇到過瓶頸。

　　“我們第一臺爐子就出過很嚴重的故障，一開始點不著火，后來點著了，運行一兩個小時就停，最嚴重的一次故障還把爐子燒壞了。當時非常危險，一旦爆炸后果不堪設想。”朱玉營至今仍心有余悸。

　　經過約五年的努力，航天煤氣化爐終于研制成功。“由于我們的技術是高溫氣化工藝，煤炭轉化過程中產生的有害氣體、氣化的污水和灰渣等固體排放物，都能得到很好的轉化與回收，實現了煤炭清潔高效利用。”朱玉營說。

　　例如，煤炭在燃燒利用過程中，會產生大量的大氣污染物二氧化硫。“我們的技術可以把硫轉化為硫化氫，并有硫化氫回收裝置，９９．５％以上的硫污染物都可以回收，并且粉塵排放也很少。”朱玉營說。

　　他說，由于氣化的溫度在１４００攝氏度以上，煤中的成分基本上都轉化為小分子，長鏈烴類和芳香烴類的污染物幾乎沒有，氣化過程中產生的污水處理起來工藝簡單，容易達標排放或實現污水零排放，不會對環境產生大的負面影響。而在這樣的高溫下，煤里的灰渣燒成熔融狀態，經水激冷后成為玻璃態，不會對環境產生有害影響。

　　據介紹，目前航天長征化學工程股份有限公司已生產８７臺（套）氣化爐，航天粉煤氣化技術占據中國粉煤氣化領域５０％以上的市場，技術水平處于國際領先，獲得美國、歐洲等國家和地區的海外ZL授權共２０余項。

　　此外，航天科研人員還成功實現了褐煤的安全、清潔、高效轉化。褐煤是較“年輕”的煤，形成時間較短，煤化程度低、水分大、發熱量低、易燃易碎。褐煤在中國儲量較大，內蒙古東部、云南、貴州的褐煤儲量約占中國煤炭資源總量的１３％。褐煤的經濟高效利用一直是煤化工行業里令人頭疼的問題。合理開發和利用這些地區的褐煤，對于降低煤化工企業原料成本、保證國家能源安全、促進國民經濟可持續發展具有重要意義。

　　朱玉營介紹，今后將向褐煤儲量豐富的地區重點推廣褐煤氣化技術，同時還將向印尼、澳大利亞等國家和地區積極推介褐煤氣化技術，為人類社會的能源安全，以及煤炭的清潔、高效利用做出更大的貢獻。