一块黑色煤炭经过“七十二变”后，早已变得面目全非。它可以是天然气、甲醇、烯烃、聚乙烯，也可以是一块塑料、一件衣服。

凭借煤化工技术的突破，煤炭实现了“由黑到白”的转变。由中国航天科技集团有限公司一院航天工程公司自主研制的航天炉，通过对粉煤进行加压气化，就可以实现一块煤炭“由黑变白”。

目前，航天工程公司已形成1000吨、2000吨、3000吨和3500吨级系列化航天炉，可以覆盖煤化工行业的各种生产需求，对我国煤化工行业转型升级、实现双碳目标、走绿色低碳的发展道路起到积极的助推作用。

“为什么不自己做个炉子呢”

现代煤化工技术，就像中国的导弹、火箭一样，也需要自力更生。

起初，我国需要斥资几十亿甚至几百亿元去购买国外的技术和设备。上世纪90年代，国外关键备件供应紧张，原航天11所借鉴荷兰壳牌、德国GSP等煤化工先进技术，将特种泵阀等航天设备应用于煤化工领域，试图自主研发气化炉的一些关键小备件。

经过几年发展，他们逐渐产生了一个念头，“我们已经具备了核心装置研制能力，为什么不自己做个炉子呢？”航天工程公司热工部部长郭进军说。

方向确定，可是如何将航天与煤炭二者真正结合起来？郭进军介绍，为研制出高达10余米、由多层内件嵌套组成的气化炉，技术人员大量借鉴航天型号生产设计及管理经验，最终确定了盘管式水冷壁式气化炉的煤气化工艺方案。气化炉燃烧室内设有水冷壁，用以抵抗1450～1700摄氏度高温及熔渣侵蚀。水冷壁向火侧敷有一层薄薄的耐火材料，一方面减少热损失，另一方面为炉壁挂渣，即利用渣层的隔热功能“以渣挂渣”“以渣护冷壁”，提高航天炉耐火材料的使用寿命。

“因为项目进度要求，气化炉很多结构都是通过航天专有计算软件、模型获得设计参数后直接用于产品。”航天工程公司热工部工业炉设计工程师李振祥说，很多航天专有技术直接转化应用到气化炉中，为设备快速研制成功并满足长周期使用要求起到重要作用。

吃“粗粮”，变废煤为宝

技术难题迎刃而解，新的问题接踵而至：作为“新来者”，高大上的航天技术用在煤化工上，效率究竟有多少？成本是否高昂？

记者了解到，航天炉的碳转化率高达99%以上，冷煤气效率达80%~84%，产品气体洁净，不含重烃，甲烷含量极低，煤气中有效气体（一氧化碳和氢气）达到90%左右。

同时，航天炉对煤种适应范围广，即便是水分极高的褐煤、挥发分极低的无烟煤也同样适用。山西晋城的晋煤天溪煤制油分公司原生产副经理侯永军便尝到了其中的甜头。

“航天炉针对我们晋城‘三高煤’高硫、高灰、高灰熔点特性进行量身优化，设备也能‘吃粗粮’了。”侯永军表示，航天炉最大的优点是不挑食，各种类型煤通吃，吃得透、吃得好。

清洁化利用是煤炭行业的主基调。郭进军认为，航天炉完全可以实现煤化工技术的清洁化。然而，因地制宜开发适合我国国情的现代煤化工技术，具有更重要的意义。

在航天工程公司，有一个气化机理实验室，配置了全自动工业分析仪、元素分析仪等高自动化仪器设备，专门研究世界各地的煤种。实验室目前已累计完成数百个项目的煤质检测分析及评价，研究了1000多种煤的气化特性、熔渣特性等物理化学性能。

“我们重视基础能力建设，通过对不同煤种做个性化监测，有针对性地开发出新型烧嘴、新型气化炉，优化工艺路线。”郭进军说。

“一跟到底”的服务很重要

对大型化工企业来说，装置停运检修再重新启动，一般耗时数周至数月不等，且每停产一天就会造成数百万元的经济损失。航天炉连续运行的时间更长，这也就意味着为企业带来的经济效益更多。

“长周期稳定运行不仅得益于先进的技术，还需要完备的售后服务作保障。”航天工程公司董事长姜从斌说，“一跟到底”的服务很重要，要避免客户把“奥迪”开成“奥拓”。

航天工程公司坚持以市场为导向，开创了行业独有的全生命周期服务模式。该公司专门建成行业唯一的仿真培训系统，在项目开车前，客户操作员可以经过培训熟练掌握开车操作。经过培训上岗的操作员，最快7天就能完成以往2个月的开车前调试工作。

“曾有两个化工厂用的其他品牌气化炉出现了技术失败的情况。后来用了我们的航天炉，再加上系统的售后服务，项目起死回生。原来一年赔4个亿，现在年年都赚钱。这种系统解决问题的经营模式在行业内还没有过。”姜从斌说。

十几年来，航天工程公司共签订了约60个项目，有144台气化炉正在或即将投入运行，国内市场占有率达50%以上。据统计，航天炉满负荷下最长连续运行时间达485天，已连续5次打破世界纪录。（邓雨楠）