随着我国社会的发展，相关技术对于能源的利用也提出了更高的要求。我国的能源储备特点是缺油、少气、多煤，由于近年来国际燃油市场上石油价格不断攀升，因此，加快了我国“以煤代油”能源政策的实施，也加快了相关技术的研究和开发。洁净煤技术就是在这一背景下进入人们视野的。洁净煤技术在煤炭资源的气化、液化、高效燃烧与发电技术等领域具有广泛的利用前景，是目前国际上对高新技术开发研究中非常重要的课题。而煤气化技术则是洁净煤技术中通过长期优选而来的先进技术，对提升我国煤炭资源的利用率具有非常重要的意义。
1.粉煤气化炉的工作原理介绍
沥青拌和站是建筑工程中常见的设备，其燃料的使用更新经历了4个阶段：①主要是以柴油为主要燃料，每生产一吨料需要消耗约5.9 L柴油。
②从2003年开始将主要燃料改为重油，至2006年得到普及，每生产一吨料需要消耗约6 L重油。
③尝试以天然气作为沥青拌和站的主要燃料，每生产一吨料需要消耗约6 m3天然气。在此期间，为进一步控制能源成本，相关技术单位还尝试过燃煤粉和水煤浆气化技术，但前者污染大、效率低，后者功率低，都不是理想的沥青拌和站燃料选择。
④开始进行粉煤气化技术尝试，实际操作中每生产一吨料需消耗约10 kg煤粉，从经济效益上表现出了较明显的优势。
2.沥青拌和站粉煤气化炉装置配套设备
沥青拌和站成套设备由气化炉系统、柴油点火系统、煤粉输送系统、导热油循环系统、燃烧器系统等5部分共同组成。其粉煤气化炉系统则由气化炉本体、烟道、气化风机、助燃风机、底部烧嘴风机、捞渣机、空气预热器、相关仪表、管道及平台等构成。相关设备的用途如表2所示。
3.优势分析
3.1 有效控制燃料成本
目前，我国沥青拌和站的燃烧装置主要采用了重油为燃料。从实际使用的情况来看，采用粉煤气化技术的粉煤气化炉虽然需要进行专门安装，但从有效释放能量方面看，粉煤气化炉在沥青拌和站工作中的应用符合其进行燃烧装置改造的初衷，粉煤气化炉可实现99%以上的煤转化率，充分释放煤炭的化学能，与重油、天然气相比，采用粉煤气化技术可实现燃料30%、50%的成本节约。
3.2 能源利用清洁环保
从粉煤气化炉的工作原理看，粉煤气化技术的应用可实现清洁能源的供应，有利于环境保护。粉煤气化炉及其燃烧设备是先将煤粉气化生成主要成分为氢气、一氧化碳的煤气，其中不含焦油等污染物质，仅有少量的甲烷，其热能达4 185 851 J/m3左右。其中，硫元素一部分被固定于灰渣中，另一部分则转化成了硫化氢，最大限度地减少了二氧化硫的排放量，在清洁、高效方面是其他燃料及其相关燃烧技术无法相比的。此外，粉煤气化技术的发展还解决了氮氧化物的排放问题，将煤炭中的含氮化合物分解成了不会造成环境危害的单质氮气，在提高煤炭利用率方面，可实现99%的煤粉充分燃尽，而常规设备只能达到70%左右的煤粉燃尽率。在重油燃料燃烧的过程中，会产生2%～4%的硫元素，在二氧化硫的排放上一直没有得到很好的控制。此外，重油燃料还存在雾化不充分的问题，在实际燃烧过程中产生的大量多环芳烃由于成分复杂、具有强致癌性，对环境的破坏非常严重。粉煤气化炉的相关技术在提高煤炭能源的洁净利用方面下足了功夫，通过将炉内的反应温度提高到1 200～1 500 ℃，从而将煤炭的能源转化率提升到99%以上。这样有效控制了多环芳烃的生成，在污染物排放方面可以达到国家煤粉锅炉有关的大气污染物排放标准。
3.3 实际操作简单便捷
粉煤气化炉的相关设备系统在设计方面充分利用了现代化自动信息技术，设置了全自动的点火与产气工作程序，使得粉煤气化炉的整个工作过程可以在10 min内得以完成，为沥青搅和站的快速开工提供了可靠保障。在打火方面，利用自动电子打火将乙炔小气点燃，不仅实现了无油点火，且有效提高了打火成功率，操作也更简单。此外，相关设备还配置了自动关机程序，可以实现一键关机。粉煤气化炉的相关技术还可实现在没有任务预热装置的情况下开机启动，这可以使其生产的高温煤气在进行燃烧器时不用进行再次点火，通过助燃风就可以自动燃烧。为了满足沥青搅和器不同产量的要求，相关的粉煤气化炉还进行了煤气产生的负荷调节设计，可以在30%～120%的范围内进行自由调节。
3.4 工作过程安全、可靠
与其他燃烧设备相比，粉煤气化炉的安全性更高，一方面原因是气化炉的操作压力仅为2 000 Pa左右，不属于高压范围，还可保证随时启动关机；另一方面，由于其采用了符合国家相关标准的导热油循环系统，相关的煤粉输送管道采用的是全封闭结构，不会产生泄漏问题；相关设备还设置了自动报警系统和煤粉自燃预防措施，从根源上杜绝了煤粉自燃的安全隐患。
3.5 其他优势分析
在粉煤气化炉的设计中，采用了导热油冷却技术用于炉膛壁面的冷却，这项技术可以充分利用粉煤气化炉燃烧产生的余热用于沥青系统供热或其气化系统的工作，在最大程度上节约燃料成本。同时，由于相关技术产生的残留物少，不存在除尘器布袋污染的问题，对于延长布袋的使用寿命有一定的作用。
粉煤气化炉技术在沥青拌和机燃烧装置改造上的应用，是我国以煤代油政策推动下新兴的一种有效技术，具有明显的能源节约、环境保护的经济效益和社会效应。相信煤粉气化炉的应用将成为社会发展的必然趋势。
