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UGI爐:想說淘汰不容易

   2012-10-25 中國(guó)化工報(bào)王樂意

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  煤氣化在合成氨生產(chǎn)過程中是道關(guān)鍵工序,它的能耗占整個(gè)工藝流程的70%左右,是直接影響產(chǎn)品成本和企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益的主要因素。作為與我國(guó)合成氨工業(yè)一起成長(zhǎng),并在很長(zhǎng)一段時(shí)間內(nèi)占主導(dǎo)地位的固定床間歇式氣化爐(UGI爐),卻從2006年起陷入了“能不能再選用”的糾結(jié)之中,原因與當(dāng)年7月國(guó)家發(fā)改委出臺(tái)的《關(guān)于加強(qiáng)煤化工項(xiàng)目建設(shè)管理促進(jìn)產(chǎn)業(yè)健康發(fā)展的通知》有關(guān)。《通知》提出,煤化工企業(yè)禁止核準(zhǔn)或備案采用固定床間歇?dú)饣椭绷骼鋮s技術(shù)的煤氣化項(xiàng)目,而應(yīng)發(fā)展流化床、氣流床等大型氣化技術(shù)。

 

 

國(guó)內(nèi)很多合成氨企業(yè)熱衷采用固定床間歇?dú)饣夹g(shù)。圖為某企業(yè)一字排開的UGI爐。 (本報(bào)記者 王樂意 攝)

  然而據(jù)記者了解,現(xiàn)實(shí)中,UGI爐在我國(guó)化肥企業(yè)中仍占主導(dǎo)地位。以山西為例,從《通知》出臺(tái)的2006年7月到現(xiàn)在,核準(zhǔn)或者備案了不下5套合成氨、尿素項(xiàng)目,合成氨總產(chǎn)能超過150萬噸,而這些項(xiàng)目全部采用UGI爐。這也不得不讓記者產(chǎn)生疑惑:國(guó)家發(fā)改委既然提出限制固定床間歇?dú)饣夹g(shù)工藝,為什么這么多企業(yè)仍然熱衷于采用該工藝?淘汰UGI爐為何這么難?記者在廣泛使用UGI爐的山西晉城地區(qū)企業(yè)中進(jìn)行了調(diào)查。


  現(xiàn)實(shí)狀況:
  ●國(guó)家明令淘汰
  ●企業(yè)仍然熱衷


  據(jù)悉,國(guó)家發(fā)改委提出限制固定床間歇?dú)饣夹g(shù)工藝主要是從環(huán)保方面來考慮。煤有褐煤、煙煤、無煙煤之分,還有大塊、中塊、小塊、煤粉之別。不同品種、粒度的煤結(jié)渣性、煤灰熔融性、灰熔點(diǎn)、冷強(qiáng)度、熱裂性各不相同。為經(jīng)濟(jì)合理利用煤炭資源,煤氣化技術(shù)主要分塊煤(包括型煤)固定床氣化、粉煤流化床氣化、粉煤氣流床氣化3種。


  目前全國(guó)有近萬臺(tái)氣化爐在運(yùn)行,各種煤氣化技術(shù)各有優(yōu)勢(shì)。從1935年引進(jìn)UGI常壓固定床間歇?dú)饣夹g(shù)起步,到20世紀(jì)50年代引進(jìn)加壓固定床連續(xù)氣化技術(shù)及20世紀(jì)80年代引進(jìn)德士古水煤漿加壓氣化技術(shù),進(jìn)入21世紀(jì)我國(guó)又引進(jìn)荷蘭殼牌公司的干粉煤加壓氣化技術(shù)。再加上我國(guó)自行研究開發(fā)的固定床無煙煤富氧氣化技術(shù)、灰熔聚流化床粉煤氣化技術(shù)、恩德爐粉煤氣化技術(shù)、多噴嘴水煤漿加壓氣化技術(shù)、多原料煤加壓氣化技術(shù)、二段式干煤粉加壓氣化技術(shù)、多噴嘴對(duì)置式干粉煤加壓氣化技術(shù)、航天爐氣化技術(shù)、水煤漿水冷壁氣化技術(shù)等,可以說我國(guó)是世界上研究與應(yīng)用各種煤氣化技術(shù)最多的國(guó)家。

 

 

山西天澤煤化工集團(tuán)采用UGI爐,噸氨綜合能耗降低到1156千克標(biāo)準(zhǔn)煤。圖為該公司操作工正在UGI爐自動(dòng)加煤機(jī)現(xiàn)場(chǎng)巡視。 (本報(bào)記者 王樂意 攝)


  由于過去固定床間歇?dú)饣に囋谥茪膺^程中設(shè)有吹風(fēng)階段,所產(chǎn)生的吹風(fēng)氣不經(jīng)過處理直接利用煙囪排放,不利于環(huán)保,因此,國(guó)家發(fā)改委要求禁止核準(zhǔn)間歇式煤氣化技術(shù)。


  然而,根據(jù)記者的調(diào)查,在山西晉城地區(qū)的14家煤化工企業(yè)中,有11家生產(chǎn)尿素、合成氨,去年尿素產(chǎn)量為434.8萬噸,占全國(guó)總產(chǎn)量的10.87%。這些化肥企業(yè)的煤氣化技術(shù)全都用的是UGI爐,總共244臺(tái)。


  山西煤化工協(xié)會(huì)專家委員會(huì)專家白玉祥指出:“山西采用UGI爐的情況可以說是全國(guó)的一個(gè)樣本。全國(guó)采用常壓固定床氣化技術(shù)的氨醇年生產(chǎn)能力共3000萬噸,占以煤為原料的氨醇生產(chǎn)能力的70%,在國(guó)內(nèi)化肥企業(yè)中占主導(dǎo)地位。”


  企業(yè)看法:
  ●政策不應(yīng)一刀切
  ●最適合才是最好


  記者所到之處,企業(yè)都認(rèn)為,固定床間歇?dú)饣夹g(shù)還要長(zhǎng)期存在下去,甚至還要存在十年、二十年,這是一個(gè)不爭(zhēng)的事實(shí)。山西一家化肥企業(yè)高層甚至很不客氣地指出,國(guó)家有關(guān)部門在制定相關(guān)產(chǎn)業(yè)政策時(shí),基層調(diào)研不徹底,專家論道很強(qiáng)勢(shì),真正來自化肥企業(yè)方的利益代表無法參與其中,以至于一些政策沒有完全站在化肥企業(yè)的立場(chǎng)上,并不能夠代表化肥企業(yè)的聲音。

 

 

  十月二十三日,山西晉豐煤化工公司工人們?cè)诠潭ù矚饣癄t現(xiàn)場(chǎng)研究技改方案。該公司年產(chǎn)三十六萬噸合成氨、五十二萬噸尿素,采用UGI爐進(jìn)行無煙煤制氣。近年來他們對(duì)UGI爐進(jìn)行了多項(xiàng)技改,降低了成本,增加了效益。(許嬋 攝)


  “先進(jìn)的不一定是最經(jīng)濟(jì)的,最適合企業(yè)的技術(shù)才是最好的技術(shù)。”這是接受調(diào)查的企業(yè)經(jīng)過多次挫折后得出的共識(shí)。這些企業(yè)一致認(rèn)為,以原料煤清潔高效利用為基礎(chǔ),既要考慮原料煤能夠滿足工藝要求,又要考慮原料煤供應(yīng)的可靠性,還要考慮經(jīng)濟(jì)性。如果一味追求“先進(jìn)”,那么大規(guī)模工業(yè)化生產(chǎn)的經(jīng)濟(jì)性、穩(wěn)定性就要大打折扣。


  一位企業(yè)老總舉例說:“在內(nèi)蒙古等煤炭產(chǎn)地,新上的大裝置盡管采用了新型煤氣化技術(shù),但其電耗依然很高。如果不是在電費(fèi)、運(yùn)輸上享受優(yōu)惠,其生存也成問題。”


  山西蘭花集團(tuán)副總經(jīng)理牛斌表示:“不同的煤種適合于選擇不同的氣化技術(shù),就像我們選擇交通工具一樣,有人愿意坐火車,有人不能乘飛機(jī),還有人就愛開汽車,沒有先進(jìn)性的區(qū)別,只有適用性之分。選擇合適的煤氣化爐,煤種是企業(yè)考慮的主要因素。”


  山西天澤煤化工集團(tuán)煤氣化廠廠長(zhǎng)張國(guó)瑞則認(rèn)為:“實(shí)踐證明,只能一爐一煤,或是一煤一爐,不可能一種氣化方式通吃各種煤。比如,我國(guó)內(nèi)蒙古、云南和廣西等地有大量褐煤,大都是灰分較高的劣質(zhì)煤,水分含量一般為30%左右。如果采用氣流床氣化,要把這么高的水分干燥掉,再磨成很細(xì)的煤粉,或制成濃度不高的水煤漿,顯然不合算。而采用加壓流化床或加壓固定床,就比較合適。”


  山西天澤煤化工集團(tuán)董事長(zhǎng)賈根柱還告訴記者:“我們也想用比固定床更先進(jìn)的煤氣化爐。我們?cè)啻谓M織專家和技術(shù)人員到已經(jīng)采用大型煤氣化技術(shù)的企業(yè)考察,通過大量的實(shí)際調(diào)研,并從能耗水平、環(huán)保治理、技術(shù)可靠性、建設(shè)投資、產(chǎn)品成本、原料適用范圍等多方面進(jìn)行綜合分析與對(duì)比,還沒有發(fā)現(xiàn)我們認(rèn)為理想的爐型,固定床氣化技術(shù)是目前無煙煤(含粉煤成型)制合成氨最合適的技術(shù)。”


  對(duì)此,一些企業(yè)高層人士建議,國(guó)家應(yīng)出臺(tái)政策完善固定床氣化技術(shù),以確保氮肥行業(yè)的結(jié)構(gòu)調(diào)整。首先,鑒于目前還沒有適合于晉城塊煤的先進(jìn)煤氣化技術(shù),而固定床氣化技術(shù)還是最適合晉城無煙煤造氣的現(xiàn)實(shí),希望國(guó)家不要一刀切。國(guó)家在提出“禁止核準(zhǔn)或備案采用固定床間歇?dú)饣║GI爐)項(xiàng)目”時(shí),應(yīng)注明“無煙煤除外”。


  其次,國(guó)家應(yīng)該把無煙煤氣化技術(shù)的攻關(guān)和應(yīng)用提高到戰(zhàn)略高度,通過對(duì)引進(jìn)技術(shù)的消化吸收和合作攻關(guān),掌握核心技術(shù)和關(guān)鍵技術(shù),形成具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的、適合晉城無煙煤氣化的新技術(shù),增強(qiáng)科技對(duì)產(chǎn)業(yè)發(fā)展的支撐力。


  再次,對(duì)于氮肥行業(yè)的節(jié)能環(huán)保項(xiàng)目、清潔安全生產(chǎn)技術(shù)改造項(xiàng)目、原料結(jié)構(gòu)與產(chǎn)品結(jié)構(gòu)調(diào)整項(xiàng)目、煤氣化新產(chǎn)品開發(fā)項(xiàng)目等,政府要在金融、資金、稅收政策等方面給予扶持。


  存在理由:
  ●適合無煙煤造氣
  ●投資少運(yùn)行穩(wěn)定


  為什么這種國(guó)家明令限制淘汰的氣化爐,在企業(yè)中仍占這么大的比例呢?接受調(diào)查的企業(yè)一致反映,現(xiàn)實(shí)中,許多號(hào)稱先進(jìn)的爐型均不合適當(dāng)?shù)孛悍N,淘汰UGI爐還比較難。


  首先,固定床氣化是最適合當(dāng)?shù)責(zé)o煙煤造氣的技術(shù)。


  晉城地處沁水煤田南端,是全國(guó)無煙煤儲(chǔ)量最集中的地區(qū),已探明儲(chǔ)量271億噸, 占山西省無煙煤儲(chǔ)量的61%,占全國(guó)無煙煤儲(chǔ)量的24%。晉城地區(qū)無煙煤俗稱白煤,由于其熱值高、灰分小、含硫低、密度大、硬度高、不結(jié)焦、穩(wěn)定性強(qiáng)、抗碎強(qiáng)度好等特點(diǎn), 特別適用于工業(yè)造氣,是化工生產(chǎn)的優(yōu)質(zhì)原料,長(zhǎng)期以來在全國(guó)占有一定的優(yōu)勢(shì)。據(jù)統(tǒng)計(jì),晉城每年向國(guó)內(nèi)26個(gè)省、市、自治區(qū)的化肥行業(yè)提供3000萬噸以上的原料煤,供應(yīng)著全國(guó)大部分中小氮肥企業(yè)的原料用煤。


  然而,晉城的無煙塊煤只能在固定床氣化爐中氣化,而UGI爐是目前無煙塊煤氣化最為成熟的爐型。其他爐型如魯奇、殼牌、航天爐、GSP、灰融聚等均不合適晉城的無煙塊煤。


  其次,固定床間歇?dú)饣夹g(shù)已經(jīng)得到了提升。


  在晉城地區(qū),記者在眾多企業(yè)都看到了一排排的固定床氣化爐。為什么“落后”的技術(shù)還有如此的陣勢(shì)?山西天澤煤化工集團(tuán)副董事長(zhǎng)韓永慶告訴記者:“無論是國(guó)外引進(jìn)的德士古水煤漿、殼牌和GSP的干粉氣化等煤氣化技術(shù),還是國(guó)內(nèi)新開發(fā)的水煤漿多噴嘴氣化和灰融聚、航天爐、兩段式干粉氣化等技術(shù),其研究應(yīng)用目的都是擺脫對(duì)山西優(yōu)質(zhì)無煙煤的長(zhǎng)期依賴,開發(fā)使用劣質(zhì)煤,實(shí)現(xiàn)煤化工原料本地化。但遺憾的是,目前真正適用于優(yōu)質(zhì)無煙煤的煤氣化技術(shù),除了固定床氣化技術(shù)外,在國(guó)內(nèi)外還沒有成熟的先例。”


  而據(jù)山西天澤煤化工集團(tuán)總經(jīng)理助理、技術(shù)研發(fā)中心主任王翔分析,常壓固定床間歇?dú)饣に囯m不算先進(jìn),但具有技術(shù)實(shí)用、投資低、建設(shè)周期短、操作簡(jiǎn)單易管理的特點(diǎn)。經(jīng)過企業(yè)幾十年的革新改造,現(xiàn)在已不是傳統(tǒng)意義上的固定床氣化技術(shù)。如通過采用微機(jī)油壓控制技術(shù)、蒸汽壓力前饋補(bǔ)償控制和流量自動(dòng)調(diào)節(jié)技術(shù)、合成氨氫氮比自調(diào)技術(shù)、機(jī)電一體化自動(dòng)加煤和下灰技術(shù)、爐況優(yōu)化控制技術(shù)等,實(shí)現(xiàn)了造氣自動(dòng)化連續(xù)生產(chǎn),減輕了勞動(dòng)強(qiáng)度,改善了操作環(huán)境,提高了單爐發(fā)氣量,穩(wěn)定了合成氨工藝指標(biāo)。再加上爐渣返回鍋爐和吹風(fēng)氣余熱回收利用等技術(shù)的運(yùn)用,其生產(chǎn)成本明顯低于其他煤氣化技術(shù)。


  據(jù)了解,山西天澤煤化工集團(tuán)采用固定床氣化爐,噸氨綜合能耗降到了1156千克標(biāo)準(zhǔn)煤。前幾年,在化肥市場(chǎng)嚴(yán)重疲軟的狀況下,在國(guó)內(nèi)以煤為原料的化肥企業(yè)中,有一定利潤(rùn)而不虧損的,不是采用先進(jìn)煤氣化技術(shù)的企業(yè),反而全部是采用固定床煤氣化技術(shù)的企業(yè)。今年上半年,采用固定床煤氣化技術(shù)的山西天澤煤化工集團(tuán)實(shí)現(xiàn)利潤(rùn)3.21億元。其中,通過節(jié)能降耗節(jié)約煤炭9.59萬噸、電3505萬千瓦時(shí),折合人民幣1.21億元,占公司全部利潤(rùn)的37.7%。“因此,固定床氣化裝置不但不應(yīng)算落后設(shè)備,而且還是一種非常適用于晉城當(dāng)?shù)孛簹饣慕?jīng)濟(jì)可行的技術(shù)選擇。”王翔說。


  山西天澤煤化工集團(tuán)副董事長(zhǎng)、總經(jīng)理馬月生還表示:“固定床煤氣化技術(shù)還有一個(gè)特點(diǎn)是裝置建設(shè)投資少,建設(shè)周期短,能夠穩(wěn)定運(yùn)行。如一個(gè)年產(chǎn)18萬噸合成氨、30萬噸尿素項(xiàng)目,選擇傳統(tǒng)的UGI爐只需1億元投資,而采用國(guó)外技術(shù)裝備的投資則需要4億~5億元,大部分企業(yè)特別是中小企業(yè)都難以承受動(dòng)輒數(shù)億元的投資。以我們?yōu)槔琔GI爐裝置建設(shè)時(shí)間只有8個(gè)月,而其他爐型至少也得2年以上。而且UGI爐對(duì)生產(chǎn)運(yùn)行有保障,幾乎不會(huì)因檢修影響生產(chǎn)。這些特點(diǎn)是其他新型煤氣化技術(shù)無法相比的。如果將這些算入成本,現(xiàn)在難說孰優(yōu)孰劣。”


  在蘭花集團(tuán)田悅公司固定床煤氣化爐現(xiàn)場(chǎng),造氣車間副主任樊紀(jì)峰指著正在運(yùn)行的一排爐子對(duì)記者說:“應(yīng)該重新認(rèn)識(shí)UGI爐。實(shí)際上,固定床連續(xù)氣化出口煤氣溫度和灰渣排出溫度均較低,這就奠定了該技術(shù)運(yùn)行成本較經(jīng)濟(jì)的基礎(chǔ)。而且,企業(yè)規(guī)模也有大中小之分,中小規(guī)模的企業(yè)不可能完全滅絕,不要簡(jiǎn)單地認(rèn)為引進(jìn)的煤氣化工藝就很環(huán)保和耗能低,因地制宜選擇合適的煤氣化工藝才對(duì)。”


  全國(guó)化肥工業(yè)信息總站常務(wù)副站長(zhǎng)鄭偉中則指出:“目前有500余家合成氨企業(yè)在應(yīng)用固定床連續(xù)氣化技術(shù),是我國(guó)目前煤氣化應(yīng)用最廣泛的技術(shù)。我們注意到,今年8月6日出臺(tái)的《節(jié)能減排‘十二五’規(guī)劃》中,并沒有提到要淘汰固定床氣化技術(shù)。”
 

 
 
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