整裝待發(fā)的2.5代清華爐。 

　　煤氣化是新型煤化工的龍頭技術(shù)，技術(shù)發(fā)展得好壞，直接關(guān)系著整個(gè)煤化工產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。“十二五”期間，我國(guó)各種新型煤氣化技術(shù)根據(jù)企業(yè)的不同需求，大型化、精細(xì)化步伐不斷加快，安穩(wěn)長(zhǎng)滿優(yōu)成為常態(tài)，不僅助推了氮肥、甲醇產(chǎn)業(yè)原料結(jié)構(gòu)的大調(diào)轉(zhuǎn)，而且推進(jìn)了現(xiàn)代煤化工的穩(wěn)定發(fā)展。 

無(wú)煙煤供應(yīng)緊張 
　　企業(yè)渴求新技術(shù)

　　據(jù)了解，合成氨和甲醇的原料都是以無(wú)煙煤為主。以合成氨生產(chǎn)氮肥為例，2010年，全國(guó)氮肥行業(yè)用煤總量為8534.5萬(wàn)噸，占全國(guó)煤炭產(chǎn)量的2.6%；氮肥用無(wú)煙煤量為5260.8萬(wàn)噸，占全國(guó)氮肥原料煤總量的87%。而氮肥用無(wú)煙煤中又以無(wú)煙塊煤為主，大多采用間歇式固定床煤氣化（UGI）技術(shù)。然而，無(wú)煙煤僅占我國(guó)煤炭總產(chǎn)量的18%，隨著煤炭行業(yè)機(jī)采率的提高，2010年前后塊煤率已經(jīng)降至15%左右。當(dāng)時(shí)與全國(guó)煤炭供應(yīng)緊張的形勢(shì)相比，無(wú)煙煤供應(yīng)更加緊張，無(wú)煙塊煤供應(yīng)則是緊上加緊。
　　“2010年無(wú)煙塊煤、無(wú)煙粉煤、天然氣和電力等平均進(jìn)廠價(jià)格比2005年分別增長(zhǎng)了114%、83%、50%和34%，而同期尿素價(jià)格只增長(zhǎng)了3%，行業(yè)效益嚴(yán)重受擠。”全國(guó)新型煤氣化委員會(huì)、全國(guó)化肥工業(yè)總站常務(wù)副站長(zhǎng)鄭偉中在接受中國(guó)化工報(bào)記者采訪時(shí)說(shuō)，“由于無(wú)煙煤的價(jià)格當(dāng)時(shí)是煙煤價(jià)格的近2倍，這就造成越來(lái)越多的企業(yè)，走上去無(wú)煙煤的道路。”  
　　“2012年，中國(guó)擁有各種類型的煤氣化爐9000多臺(tái)，其中化工行業(yè)就有4000余臺(tái)，絕大部分以UGI爐為主。如果用天然氣生產(chǎn)合成氨的成本估算成1，那么用油做的是1.5，用煤做的就是2。由此看來(lái)，煤制合成氨的成本最高。如果不能在技術(shù)上盡快地實(shí)現(xiàn)升級(jí)，煤頭企業(yè)將面臨不小的生存壓力，而這恰好給新型水煤漿煤氣化技術(shù)的推廣提供了一個(gè)廣闊的發(fā)展平臺(tái)。”GE氣化業(yè)務(wù)中國(guó)區(qū)總經(jīng)理董宏海2012年的話，也反映了企業(yè)對(duì)新型煤氣化技術(shù)的期許。 
　　而中國(guó)工程院院士、清華大學(xué)教授倪維斗“到2020年，我國(guó)對(duì)煤氣化爐的需求量將達(dá)到2250套”的研判，更是點(diǎn)燃了企業(yè)對(duì)新型煤氣化技術(shù)的渴求。

2015年，河南煤氣化公司與賽鼎工程公司共同啟動(dòng)了國(guó)家“863”項(xiàng)目——大規(guī)模碎煤加壓氣化技術(shù)與示范項(xiàng)目配套公用工程的技術(shù)方案。目前方案正在進(jìn)一步完善，現(xiàn)場(chǎng)也同步施工中，項(xiàng)目完成后可以將現(xiàn)有同規(guī)模氣化爐產(chǎn)氣收率提高2倍以上。圖為該項(xiàng)目討論現(xiàn)場(chǎng)。 

多種技術(shù)突飛猛進(jìn) 
　　調(diào)整行業(yè)原料結(jié)構(gòu)

　　記者調(diào)查發(fā)現(xiàn)，2010年，我國(guó)以煤、天然氣、油和焦?fàn)t氣為原料的合成氨產(chǎn)量比例分別為76.2%、21.9%、1.3%和0.3%；2015年，我國(guó)以煤、天然氣和焦?fàn)t氣為原料的合成氨產(chǎn)量比例分別為76%、22%和2%。其中，以非無(wú)煙煤為原料的產(chǎn)能比重由10%提高到24%，提高了14%；以無(wú)煙煤為原料的合成氨產(chǎn)能比重由65%下降至51%，下降了14%。
　　非無(wú)煙煤使用比例的提高，是煤氣化技術(shù)進(jìn)步的結(jié)果。“現(xiàn)在陽(yáng)煤化機(jī)正對(duì)陽(yáng)煤豐喜臨猗公司的日投煤750噸氣化爐進(jìn)行半廢鍋流程改造（清華爐3.0技術(shù)或第三代清華爐氣化技術(shù)），改造投產(chǎn)后，預(yù)計(jì)每小時(shí)能副產(chǎn)4.0兆帕、35～40噸高品位蒸汽，1噸蒸汽按100元計(jì)算，1小時(shí)就是3500～4000元，1個(gè)月就是270萬(wàn)元左右，噸甲醇可以降低90元左右，節(jié)能效果、經(jīng)濟(jì)效益非常明顯。”山西陽(yáng)煤豐喜肥業(yè)（集團(tuán)）有限責(zé)任公司執(zhí)行董事、山西陽(yáng)煤化工機(jī)械（集團(tuán)）有限公司董事長(zhǎng)李廣民在接受中國(guó)化工報(bào)記者采訪時(shí)說(shuō)，“豐喜臨猗公司目前老廠采用無(wú)煙煤固定層間歇式煤氣化技術(shù)（UGI），新廠采用清華爐氣化技術(shù)，現(xiàn)在老廠賠錢，新廠賺錢，上述改造完成后，新廠的氣化技術(shù)將得到較大水平的提高，盈利能力將提升一個(gè)級(jí)別。” 
　　據(jù)了解，李廣民所說(shuō)的老廠是豐喜集團(tuán)臨猗分公司一廠，年產(chǎn)36萬(wàn)噸合成氨、5萬(wàn)噸聯(lián)醇、60萬(wàn)噸尿素，采用間歇式固定床無(wú)煙塊煤為原料制半水煤氣工藝，目前共3套系統(tǒng)；新廠是指豐喜集團(tuán)臨猗分公司二廠，年產(chǎn)甲醇30萬(wàn)噸，采用清華爐水煤漿制氣低壓甲醇合成工藝，也是3套系統(tǒng)。 
　　其實(shí)，豐喜集團(tuán)早在“十五”期間就和清華大學(xué)合作開(kāi)展第一代清華爐氣化技術(shù)的研制； 2012年，第二代清華爐氣化技術(shù)在臨猗公司成功應(yīng)用；2013年，陽(yáng)煤化機(jī)聯(lián)合清華大學(xué)、豐喜集團(tuán)等單位共同組成研發(fā)團(tuán)隊(duì)，承擔(dān)了“十二五”山西省科技重大專項(xiàng)——水煤漿水冷壁氣化爐的開(kāi)發(fā)與制造項(xiàng)目，成功突破了氣化溫度低、無(wú)法燃燒劣質(zhì)煤、排渣易堵塞、運(yùn)行周期偏短等制約煤氣化的關(guān)鍵瓶頸，并將這一科技成果成功實(shí)現(xiàn)工業(yè)化應(yīng)用（清華爐2.5代）。 
　　據(jù)了解，截至2014年年底，全國(guó)合成氨裝置采用清華爐氣化技術(shù)的7臺(tái)，產(chǎn)能48萬(wàn)噸；甲醇裝置采用3臺(tái)，產(chǎn)能30萬(wàn)噸。2015年已經(jīng)投產(chǎn)并平穩(wěn)運(yùn)行的有新疆天智辰業(yè)化工有限公司2臺(tái)6.5兆帕日投煤1550噸的氣化爐；山西陽(yáng)煤豐喜泉稷能源有限公司焦?fàn)t氣綜合利用生產(chǎn)尿素聯(lián)產(chǎn)LNG轉(zhuǎn)型升級(jí)項(xiàng)目的2臺(tái)已經(jīng)穩(wěn)定運(yùn)行；正在安裝的陽(yáng)煤集團(tuán)壽陽(yáng)化工有限責(zé)任公司40萬(wàn)噸/年乙二醇項(xiàng)目、陽(yáng)泉煤業(yè)集團(tuán)平定化工有限責(zé)任公司乙二醇項(xiàng)目（一期）、新疆國(guó)泰新華各2臺(tái)；制作完成待提貨的有6臺(tái)；正在制造的還有6臺(tái)。

河南煤化新鄉(xiāng)中新化工有限責(zé)任公司的航天爐。

　　“不僅清華爐得到較快發(fā)展，而且多噴嘴對(duì)置式氣化、航天煤氣化技術(shù)、多元料漿氣化、碎煤加壓氣化、兩段式粉煤氣化，還有GE水煤漿氣化、殼牌粉煤氣化、科林（CCG）粉煤氣化、西門子（GSP）粉煤氣化等也得到較快的發(fā)展，對(duì)我國(guó)原料煤結(jié)構(gòu)的調(diào)整起到了重要的作用。”鄭偉中說(shuō)。
　　“2010年年底，全國(guó)合成氨企業(yè)472家，產(chǎn)能6560萬(wàn)噸，已建和在建的水煤漿、干煤粉加壓氣化裝置分別有66臺(tái)、36臺(tái)，合成氨能力分別為706萬(wàn)噸、768萬(wàn)噸,其中42%建成投產(chǎn)，投產(chǎn)產(chǎn)能620萬(wàn)噸，新型煤氣化產(chǎn)能不到總產(chǎn)能的10%。”鄭偉中介紹說(shuō)，“到2014年年底，全國(guó)合成氨企業(yè)數(shù)331家，采用新型煤氣化技術(shù)企業(yè)數(shù)49家，占比14.8%；采用新型煤氣化已建成投產(chǎn)的水煤漿、干煤粉、碎煤加壓氣化裝置分別有75臺(tái)、20臺(tái)、35臺(tái)，合成氨能力分別為957.5萬(wàn)噸、578萬(wàn)噸、286萬(wàn)噸,投產(chǎn)產(chǎn)能1821.5萬(wàn)噸，產(chǎn)能提高了2倍多，占全國(guó)合成氨總產(chǎn)能的24.6%。”               
　　除了合成氨行業(yè)，甲醇行業(yè)的原料結(jié)構(gòu)也得到了調(diào)整。據(jù)鄭偉中介紹，2014年底，全國(guó)甲醇企業(yè)345家，采用新型煤氣化技術(shù)企業(yè)61家，占比17.7%；全國(guó)甲醇產(chǎn)量4540.1萬(wàn)噸，采用新型煤氣化技術(shù)的產(chǎn)品產(chǎn)量2343.5萬(wàn)噸，占比51.6%；已建成的水煤漿、干煤粉、碎煤加壓氣化裝置分別有127臺(tái)、28臺(tái)、24臺(tái)，甲醇能力分別達(dá)2531萬(wàn)噸、1027萬(wàn)噸、250萬(wàn)噸,投產(chǎn)產(chǎn)能3808萬(wàn)噸。 
　　中國(guó)石油和化學(xué)工業(yè)聯(lián)合會(huì)會(huì)長(zhǎng)李壽生曾在2015年8月中國(guó)氮肥工業(yè)協(xié)會(huì)組織召開(kāi)的一次氮肥、甲醇行業(yè)發(fā)展研討會(huì)上指出，我國(guó)化肥行業(yè)已經(jīng)到了轉(zhuǎn)型發(fā)展的關(guān)鍵時(shí)期，企業(yè)要加強(qiáng)重大關(guān)鍵技術(shù)及裝備開(kāi)發(fā)，對(duì)已建成投產(chǎn)的先進(jìn)煤氣化爐做好達(dá)產(chǎn)達(dá)標(biāo)工作，同時(shí)根據(jù)原料結(jié)構(gòu)調(diào)整的要求，集中力量?jī)?yōu)化先進(jìn)煤氣化技術(shù)，改善原料結(jié)構(gòu)，力爭(zhēng)到2020年采用非無(wú)煙煤的合成氨產(chǎn)能占比從目前的24%提升至40%左右，采用常壓無(wú)煙煤的合成氨產(chǎn)能從目前的51%下降到41%。

單爐容量不斷升級(jí) 
　　推動(dòng)行業(yè)穩(wěn)步發(fā)展

　　大型化是煤化工的發(fā)展方向，也是煤氣化的發(fā)展方向。“十二五”期間，全國(guó)煤氣化技術(shù)的“最大”一次次被刷新；首臺(tái)首套不斷涌現(xiàn)；GE爐、殼牌爐、清華爐、航天爐、GSP爐、多噴嘴對(duì)置式氣化爐等新型加壓氣化技術(shù)應(yīng)用范圍不斷擴(kuò)大，推動(dòng)了我國(guó)新型煤化工行業(yè)的穩(wěn)步發(fā)展。
　　UGI爐以無(wú)煙塊煤為原料，尤其適宜高灰熔點(diǎn)煤炭氣化，單位能耗低、利用率高、投資省、安全性能好、操作簡(jiǎn)便，是最適合晉城無(wú)煙塊煤的氣化技術(shù)工藝。河南心連心、山西天澤等使用UGI爐的企業(yè)能耗水平處于以煤為原料的合成氨企業(yè)前列。但是，UGI爐日消耗煤量最大為70噸，1個(gè)百萬(wàn)噸煤制油項(xiàng)目日消耗煤量達(dá)1萬(wàn)多噸，如果用UGI爐，至少需要150臺(tái)。如果選用大型爐，只用四五臺(tái)就足夠了，因?yàn)榇笮蜌饣癄t日消耗煤量最少為600噸，多的日消耗2000～3000噸，比UGI爐多10～30倍。 
　　2012年9月3日，首套水煤漿水冷壁氣化爐在北京通過(guò)了中國(guó)石油和化學(xué)工業(yè)聯(lián)合會(huì)組織的科技成果專家鑒定。中國(guó)工程院院士謝克昌、倪維斗、岑可法、秦裕琨以及方德巍等煤化工領(lǐng)域的知名專家組成的專家委員會(huì)一致認(rèn)為，水煤漿水冷壁清華爐煤氣化技術(shù)成果具有顯著創(chuàng)新性，擁有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)，同時(shí)具有水煤漿耐火磚和干粉水冷壁氣化爐的優(yōu)點(diǎn)，綜合性能優(yōu)異，具有明顯的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益，總體技術(shù)處于國(guó)際領(lǐng)先水平。 
　　“裝備大型化、產(chǎn)品精細(xì)化、能量梯級(jí)利用和節(jié)能減排是國(guó)內(nèi)煤化工的發(fā)展方向。‘十二五’期間，GE大型化氣化爐在國(guó)內(nèi)受到眾多業(yè)主的青睞。”通用電氣神華氣化技術(shù)有限公司營(yíng)銷經(jīng)理方斌介紹說(shuō)，神華包頭60萬(wàn)噸/年煤制烯烴項(xiàng)目是世界首套煤制烯烴工業(yè)裝置。該項(xiàng)目采用美國(guó)GE公司的水煤漿氣化技術(shù)，共7臺(tái)單爐日投煤量為1500噸的氣化爐，包括煤漿制備、氣化、渣水處理等工序，7臺(tái)氣化爐5開(kāi)2備，2011～2013年項(xiàng)目年均實(shí)現(xiàn)凈利潤(rùn)約10億元。 
　　據(jù)了解，采用GE水煤漿氣化技術(shù)的還有中煤集團(tuán)陜西榆林能源化工有限公司的煤制烯烴項(xiàng)目，年生產(chǎn)甲醇約360萬(wàn)噸，烯烴產(chǎn)能達(dá)120萬(wàn)噸；中天合創(chuàng)的煤炭深加工項(xiàng)目，項(xiàng)目采用14臺(tái)900立方英尺氣化爐在6.5兆帕的高溫操作壓力下運(yùn)行，氣化爐單爐投煤量約1500噸/天，每年合成約360萬(wàn)噸甲醇；蒲城清潔能源化工180萬(wàn)噸甲醇制烯烴項(xiàng)目，通過(guò)采用8.7兆帕高壓氣化配置提高產(chǎn)能，其單爐投煤量達(dá)到2350噸/日。 
　　除了GE水煤漿氣化技術(shù)，多噴嘴對(duì)置式氣化技術(shù)的大型化，在“十二五”期間也取得了進(jìn)展。2011年11月25～28日，江蘇靈谷化工有限公司日處理煤2000噸級(jí)多噴嘴對(duì)置式水煤漿氣化技術(shù)工業(yè)裝置通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)連續(xù)72小時(shí)考核；2013年4月19日，中國(guó)石油和化學(xué)工業(yè)聯(lián)合會(huì)在北京組織了對(duì)該技術(shù)的成果鑒定會(huì)。鑒定意見(jiàn)認(rèn)為：該成果創(chuàng)新性強(qiáng)，總體處于同類技術(shù)的國(guó)際領(lǐng)先水平。 
　　如果說(shuō)2000噸級(jí)是煤氣化技術(shù)的一次升級(jí)，那么3000噸級(jí)更是多噴嘴對(duì)置式水煤漿氣化技術(shù)的一次飛躍。2015年12月25日，由華東理工大學(xué)與兗州煤業(yè)股份有限公司共同承擔(dān)的國(guó)家“863”計(jì)劃3000噸/日級(jí)超大型煤氣化關(guān)鍵技術(shù)研發(fā)及示范主題項(xiàng)目在北京通過(guò)驗(yàn)收。項(xiàng)目首席科學(xué)家、華東理工大學(xué)于廣鎖教授介紹，在該校與兗礦集團(tuán)兗州煤業(yè)股份有限公司的積極配合下，由兗礦集團(tuán)內(nèi)蒙古榮信化工有限公司承擔(dān)建設(shè)的180萬(wàn)噸/年煤制甲醇項(xiàng)目一期工程，順利完成了3套日處理煤3000噸級(jí)的超大型多噴嘴對(duì)置式水煤漿氣化工業(yè)示范裝置的建設(shè)。該工業(yè)裝置自2014年6月24日首次投料試運(yùn)行以來(lái)，各項(xiàng)工藝參數(shù)運(yùn)行正常，裝置整體運(yùn)行狀況良好，經(jīng)濟(jì)技術(shù)指標(biāo)先進(jìn)、運(yùn)行平穩(wěn)，為依托企業(yè)創(chuàng)造了較好的經(jīng)濟(jì)效益，在國(guó)內(nèi)外產(chǎn)生了廣泛的影響。 
　　此外，2014年3月下旬，西門子（中國(guó)）有限公司與北京杰斯菲克氣化技術(shù)有限公司在京發(fā)布其研發(fā)的SFG850新型氣化爐。北京杰斯菲克氣化技術(shù)有限公司市場(chǎng)總監(jiān)馬鳳橋表示，隨著超大型氣化爐項(xiàng)目的推進(jìn)，氣化效率相差幾個(gè)百分點(diǎn)，一年的運(yùn)行費(fèi)用就會(huì)相差幾億元。這幾億元的效益差距，往往就可能是一個(gè)項(xiàng)目從盈利到虧損的反轉(zhuǎn)。而整個(gè)項(xiàng)目能效的提高，有賴于項(xiàng)目總體聯(lián)合各段技術(shù)專利商協(xié)同工作。 
　　除了以上幾種技術(shù)，最后不得不說(shuō)說(shuō)殼牌煤氣化技術(shù)。作為在中國(guó)應(yīng)用的第一種干粉加壓氣流床煤氣化技術(shù)，殼牌煤氣化技術(shù)不但給中國(guó)傳統(tǒng)的煤氣化帶來(lái)了先進(jìn)的技術(shù)和全新的理念，同時(shí)也大大地促進(jìn)了國(guó)內(nèi)干粉氣流床技術(shù)的發(fā)展，因此被應(yīng)用于國(guó)內(nèi)多個(gè)煤化工項(xiàng)目。比如，大唐內(nèi)蒙古多倫煤化工有限責(zé)任公司年產(chǎn)46萬(wàn)噸煤制烯烴項(xiàng)目，氣化爐是3臺(tái)每天單臺(tái)可處理干燥原煤2870噸的六燒嘴殼牌煤氣化爐，目前運(yùn)行平穩(wěn)；又比如，云南天安、中石化、安慶、神華煤制油等多家采用殼牌先進(jìn)煤氣化工藝的企業(yè)，已取得單爐連續(xù)高負(fù)荷運(yùn)行超過(guò)120日的業(yè)績(jī),實(shí)現(xiàn)了百日常態(tài)化；而雙環(huán)、柳化、永城等多套殼牌煤氣化裝置累計(jì)運(yùn)行超過(guò)300天，其中最高紀(jì)錄是338天。據(jù)悉，殼牌已經(jīng)實(shí)現(xiàn)98%的關(guān)鍵設(shè)備國(guó)產(chǎn)化率，不但減少了投資和備品備件成本，而且對(duì)提高我國(guó)煤化工過(guò)程裝備制造水平具有積極意義。 
　　國(guó)家能源局原局長(zhǎng)張國(guó)寶曾指出，我國(guó)煤化工發(fā)展比較快，是全球最大的煤氣化市場(chǎng)，做好先進(jìn)煤氣化技術(shù)推廣，不僅可以為我國(guó)能源替代戰(zhàn)略作出貢獻(xiàn)，而且還可以走出去，為煤炭資源占能源比重大的國(guó)家輸出技術(shù)。 
　　但記者發(fā)現(xiàn)，我國(guó)煤氣化技術(shù)雖然在“十二五”時(shí)期躍上了新臺(tái)階，但整體還處在各自為戰(zhàn)、群雄割據(jù)的階段，走出去局面尚未全面開(kāi)啟。有專家認(rèn)為，“十三五”期間，如何用綠色、環(huán)保、高效的現(xiàn)代煤氣化技術(shù)與“一帶一路”沿線國(guó)家共享，將成為一個(gè)新的重要課題，有待我國(guó)煤氣化領(lǐng)域各路英豪去開(kāi)拓、實(shí)踐和取得新成果。

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