圖為山東兗礦魯南化工有限公司日處理煤1150噸的多噴嘴水煤漿氣化爐。
“中國現(xiàn)在是全球最大的煤化工市場，也是最大的煤氣化市場。未來十年國內(nèi)煤氣化技術(shù)水平將不斷提高，在傳統(tǒng)煤化工向新型煤化工轉(zhuǎn)變中迎來發(fā)展時機(jī)。”這是日前在貴陽召開的新型水煤漿煤氣化會議上，通用電氣神華氣化技術(shù)有限公司總經(jīng)理董宏海對中國煤氣化行業(yè)的最新定義以及對未來市場的基本判斷。
在當(dāng)前煤化工市場相對低迷，諸多業(yè)界人士對煤化工發(fā)展仍持懷疑態(tài)度之時，董宏海的觀點讓煤氣化的同行看到了希望。那么，誰會給煤氣化市場注射一劑強(qiáng)心針？我國煤氣化的發(fā)展道路到底該怎么走？
1 轉(zhuǎn)型提供發(fā)展平臺
“2012年全球合成氨需求量為1.64億噸，而實際產(chǎn)能卻已經(jīng)達(dá)到了2.2億噸。在全球范圍內(nèi)，合成氨的開工不足，行業(yè)處于不是特別景氣的階段。”董宏海表示，2013年全球合成氨產(chǎn)能平均增長5%，而中國將超過這一數(shù)字，行業(yè)面臨產(chǎn)能過剩的挑戰(zhàn)。預(yù)計到“十二五”末，將轉(zhuǎn)為產(chǎn)能嚴(yán)重過剩的態(tài)勢，屆時氮肥行業(yè)將呈現(xiàn)出比較顯著的優(yōu)勝劣汰局面。
不僅產(chǎn)能相對過剩，合成氨行業(yè)面臨的能耗標(biāo)準(zhǔn)也并不樂觀。國家在頒布的《“十二五”期間煤炭深加工示范項目能效和資源消耗指標(biāo)》中明確規(guī)定，煤制合成氨項目能效基本要求≥48%，先進(jìn)值≥52%，而煤間接液化兩項指標(biāo)分別為≥42%和≥47%、煤制天然氣為≥56%和≥60%、煤制烯烴為≥40%和≥44%以及低階煤提質(zhì)為≥75%和≥85%。
目前中國擁有各種類型的煤氣爐9000多臺，其中化工行業(yè)就有4000余臺，絕大部分以間歇式氣化爐（UGI）為主。此外，國內(nèi)大多數(shù)中小化肥廠和許多大型化肥廠基本上以無煙煤為主要原料，能效比較低，環(huán)境壓力大。“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，煤制合成氨的成本最高。如果不能在技術(shù)上盡快地實現(xiàn)升級，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)的推廣提供了一個廣闊的發(fā)展平臺。”董宏海如是說。
“目前全國有40億噸煤的產(chǎn)量，而實現(xiàn)轉(zhuǎn)化的只有5億噸。要解決當(dāng)前的環(huán)境問題，化工企業(yè)要努力，電力行業(yè)更是責(zé)無旁貸。但據(jù)我所知，火電行業(yè)對清潔生產(chǎn)的準(zhǔn)備并不充分。所以，煤氣化技術(shù)不僅在化工行業(yè)大有可為，在聯(lián)合循環(huán)發(fā)電（IGCC）等行業(yè)同樣是商機(jī)無限。所以說，在實現(xiàn)美麗中國的過程中，煤氣化技術(shù)的發(fā)展是恰逢其時。”他進(jìn)一步分析。
2 煙煤使用提供商機(jī)
受成本的壓力，很多合成氨已經(jīng)開始逐步用煙煤替代無煙煤，而煤氣化技術(shù)也需要進(jìn)行相應(yīng)的改造。
全國新型煤氣化委員會、全國化肥工業(yè)總站常務(wù)副站長鄭偉中表示，新型煤氣化技術(shù)其實就是應(yīng)“替代無煙煤”之運(yùn)而生的，現(xiàn)在UGI的產(chǎn)量雖然還占絕對多數(shù)，但由于無煙煤的價格是煙煤價格的近2倍，所以今后會有越來越多的企業(yè)，走上“去無煙煤的道路”。
“我們看好清華爐技術(shù)。”陽煤正元化工集團(tuán)設(shè)計院院長張長秋告訴記者，“下一步，我們打算對石家莊柏坡正元化肥有限公司年產(chǎn)30萬噸合成氨項目中的氣化裝置采用水冷壁水煤漿氣化技術(shù)。現(xiàn)在企業(yè)采用的是無煙煤，噸煤價格1104元，噸氨煤價1388.83元，采用新技術(shù)后，企業(yè)的煤種將從無煙煤變?yōu)闊熋海瑖嵜簝r格555.56元，噸氨煤價833.4元，噸氨相差555.43元，按年產(chǎn)30萬噸合成氨計算，一年可為企業(yè)節(jié)約1.667億元。”
記者了解到，利用新型水煤漿煤氣化技術(shù)對可用煤種進(jìn)行改造，其實不只是水煤漿水冷壁氣化技術(shù)一種，多噴嘴對置式新型煤氣化技術(shù)和GE（德士古煤氣化技術(shù)）也早有涉足，由于效益可觀，逐漸成為業(yè)界效法的典范。
華東理工大學(xué)于廣鎖教授介紹說，以多噴嘴水煤漿氣化技術(shù)為例，該技術(shù)自2005年投入工業(yè)運(yùn)行以來，經(jīng)過研究單位及各用戶的不斷努力，經(jīng)歷了多次升級改造，目前已經(jīng)進(jìn)入安全、穩(wěn)定的運(yùn)行階段。
據(jù)了解，為了用煙煤替代無煙煤，2009年6月，江蘇靈谷化工有限公司2套日處理煤2000噸級的水煤漿氣化大型化裝置投入運(yùn)轉(zhuǎn)，開車第一年裝置安全運(yùn)行318天，噸氨煤耗1.1~1.2噸。去年底，公司還正式簽訂了第三臺氣化爐專利實施許可合同；2010年3月，神華寧夏煤業(yè)集團(tuán)有限責(zé)任公司3套日處理2000噸煤氣化裝置一次投料成功；此外還有河南心連心化肥有限公司，日投煤1200噸，2開1備裝置；新疆心連心能源化工有限公司，日投煤1500噸，1開1備裝置；兗礦新疆煤化工有限公司、中鹽昆山有限公司、山東海力化工股份有限公司、安陽盈德氣體有限公司、江蘇華昌化工有限公司總共開6備5，這些合成氨項目都采用了這種技術(shù)，項目全部建成后日投煤量可達(dá)15400噸。
“多噴嘴對置式水煤漿技術(shù)的安全性和節(jié)能、環(huán)保特點在工業(yè)運(yùn)行中得到了充分體現(xiàn)。截至2013年4月，該技術(shù)已在國內(nèi)外32家企業(yè)中得到成功應(yīng)用，累計氣化爐臺數(shù)達(dá)到91臺，全部用于生產(chǎn)后日投煤量將達(dá)到4.3萬噸。”山東兗礦國拓科技工程有限公司董事長丁輝表示。
董宏海告訴記者：“截至4月13日，GE（德士古技術(shù)）在國內(nèi)一共簽了55個合同，總共涉及171臺氣化爐，其中93臺投入了商業(yè)化運(yùn)行，全部投產(chǎn)后，每天的處理量能達(dá)到6萬噸。時下，用油、氣做合成氨也是一種發(fā)展思路，中國無煙煤制合成氨企業(yè)面臨的優(yōu)勢正慢慢失去。現(xiàn)在新疆有好多合成氨項目，其中也包括煤頭裝置，這給煤氣化技術(shù)提供了很好的發(fā)展前景。我們的企業(yè)一定要抓住機(jī)會。”
圖為會議現(xiàn)場華東理工大學(xué)于廣鎖教授正在介紹多噴嘴水煤漿氣化技術(shù)。
3 大型高壓化趨勢明顯
清華大學(xué)張建勝教授告訴記者：“水冷壁水煤漿氣化技術(shù)是山西陽煤豐喜肥業(yè)（集團(tuán)）有限責(zé)任公司與清華大學(xué)、北京達(dá)立科科技有限公司共同開發(fā)的新型煤氣化技術(shù)。這項技術(shù)正在朝大型化、高壓化方向發(fā)展。”
“清華爐現(xiàn)在簽訂的合同大多是6.5MPa的，其中包括產(chǎn)合成氨的山東金誠石化有限公司、產(chǎn)合成氨聯(lián)堿的江蘇德邦化工科技有限公司，產(chǎn)合成氨甲醇的中海油天野化工有限公司，產(chǎn)合成氨丁辛醇的江蘇華昌化工股份有限公司等多家企業(yè)。”北京盈德清大科技有限公司馬宏波總經(jīng)理說。
董宏海表示，“南化、大化搬遷項目，蒲城項目都采用的是高壓合成技術(shù)。南化、大化合成氨項目分別從2006、2010年開車投產(chǎn)，蒲城180萬噸甲醇制烯烴項目大概到明年四五月份投產(chǎn)，現(xiàn)在氣化爐已經(jīng)到貨了。以合成氨行業(yè)為例，如果在8.7MPa的基礎(chǔ)上，把氣化爐的壓力再往上提一點，合成的壓力往下降一點，企業(yè)的效益就會提高。所以，國家現(xiàn)在也在鼓勵使用高壓氣化技術(shù)。國內(nèi)合成氨企業(yè)消耗高，未來有作為的空間將會很大。”
“大型化應(yīng)用是未來水煤漿煤氣化技術(shù)發(fā)展的另一特點。”丁輝介紹說，“2000噸級多噴嘴對置式水煤漿氣化裝置已經(jīng)建成并運(yùn)行了7套，江蘇靈谷化工有限公司45萬噸/年合成氨項目就是其中的代表。未來建設(shè)中的超大型多噴嘴對置式水煤漿氣化示范裝置，單爐日處理煤將達(dá)到3000噸級，這是‘十二五’‘863計劃’立項示范超大型水煤漿氣化技術(shù)，計劃于2014年建成。”
談到大型化，于廣鎖為記者做了一個形象的對比：單噴嘴氣化爐只有一個噴嘴，在操作壓力確定的情況下，加大生產(chǎn)能力需要增加噴嘴間隙，但較大的噴嘴間隙會影響霧化效果，造成碳轉(zhuǎn)化率降低。而多噴嘴對置式水煤漿氣化爐有4個噴嘴，每個噴嘴僅需分擔(dān)相對較小的負(fù)荷，便可達(dá)到整爐較大的處理能力，在規(guī)模、大型化方面具有明顯的優(yōu)勢。特別是在單爐日投煤1500噸級以上的氣化爐上運(yùn)行優(yōu)勢更加突出。
記者了解到，目前工業(yè)應(yīng)用的日投煤量1500噸級多噴嘴氣化爐達(dá)到17臺，已運(yùn)行12臺；工業(yè)應(yīng)用的日投煤量2000噸級氣化爐36臺，已運(yùn)行7臺；工業(yè)應(yīng)用的2500噸級氣化爐8臺；3000噸級氣化爐5臺。向大型化發(fā)展有助于在氣化裝置建設(shè)中減少氣化爐數(shù)量，降低裝置投資額度。
圖為山西陽煤豐喜肥業(yè)有限責(zé)任公司水煤漿煤氣化工作人員正在氣化爐頂部巡檢。
4 向提供整體方案進(jìn)軍
“從賣產(chǎn)品到賣技術(shù)是進(jìn)步，從賣技術(shù)到賣服務(wù)更是進(jìn)步，從賣服務(wù)到提供整體方案、賣理念則是飛躍。現(xiàn)在煤氣化企業(yè)可以靠提供技術(shù)為生，但未來還是要全方位發(fā)展，逐漸擺脫單一化的發(fā)展模式。”在采訪中，多家企業(yè)負(fù)責(zé)人紛紛向記者呼吁。
“我們從事水煤漿加壓氣化研究及生產(chǎn)已有20年時間，走的是典型的產(chǎn)、學(xué)、研結(jié)合運(yùn)作模式。”山東兗礦國拓科技工程有限公司副總經(jīng)理張濤介紹說，公司自成立以來，已簽訂多噴嘴氣化技術(shù)轉(zhuǎn)讓合同17份，建設(shè)氣化爐47臺套，并與國內(nèi)多家煤化工企業(yè)、國外多家科研機(jī)構(gòu)達(dá)成合作意向。但企業(yè)的腳步并沒有就此而放慢，依托一流的技術(shù)服務(wù)團(tuán)隊，公司力爭為用戶在項目論證、技術(shù)開發(fā)、工程勘察、施工承包、開車運(yùn)行等方面提供全方位的服務(wù)。
“現(xiàn)在煤化工企業(yè)比較多，但真正賺錢的不是很多，而煤化工是神華賺錢的板塊之一。公司在工程運(yùn)作和產(chǎn)業(yè)化方面都有良好的業(yè)績。不僅要能提供技術(shù)，還要能提供一個整體的方案。我們就是想通過中國的實踐，借助國際化的平臺，把國內(nèi)的煤氣化產(chǎn)業(yè)向前推進(jìn)一步。”董宏海解釋說，“僅僅采用一個單獨(dú)的氣化技術(shù)是不能挽救一個企業(yè)，只有將可靠的煤氣化技術(shù)與完整的產(chǎn)業(yè)鏈條結(jié)合起來，通過對資源的綜合有效利用，才能使一個企業(yè)健康發(fā)展。”
“技術(shù)是要靠實際業(yè)績來說話的，用什么技術(shù)和煤種，要由你周圍的環(huán)境來定，并不是所有的煤都適合做煤化工的；如果受地方政府影響，不考慮煤種特性，逢煤必化，不僅浪費(fèi)能源，還會帶來嚴(yán)重的生態(tài)災(zāi)難。”董宏海解釋說。
董宏海為記者舉了一個例子：美國伊斯曼公司煤固體氣化裝置是6.5MPa、450立方英尺的爐子，一開一備，日處理1130噸煤，20年多年中一直穩(wěn)定運(yùn)行，最好周期能達(dá)到233天的水平。“美國的煤并不比我們的煤便宜多少，但人家為什么能開得這么好？關(guān)鍵是企業(yè)產(chǎn)業(yè)鏈條規(guī)劃的好，比如，醋酸下游可開發(fā)的產(chǎn)業(yè)非常多。雖然是1臺爐子運(yùn)行，但效益非常好。”董宏海表示。
業(yè)內(nèi)專家指出，煤氣化氣化爐技術(shù)的選擇應(yīng)該從投資額、可靠性、可用率、運(yùn)行成本、環(huán)保全流程能耗等多方面進(jìn)行綜合考慮，其中環(huán)保因素越來越重要。韓喜民指出，研發(fā)出一種具有煤種適應(yīng)性寬、氣化強(qiáng)度高、污染排放少、高效潔凈、運(yùn)行平穩(wěn)，具有中國知識產(chǎn)權(quán)的煤氣化技術(shù)，對推動我國煤氣化技術(shù)的發(fā)展和進(jìn)步具有重要意義。
董宏海表示，GE收購德士古這個技術(shù)，看好的條件之一是火電技術(shù)的升級，例如IGCC技術(shù)。“美國50%的電力是靠火電，傳統(tǒng)的火電是被動環(huán)保，IGCC是主動的環(huán)保，整個IGCC能比傳統(tǒng)的火電節(jié)約30%的水。由于新型煤氣化技術(shù)的發(fā)展，IGCC非常適合我們中國煤化工的轉(zhuǎn)型升級，現(xiàn)在環(huán)境效益和天然氣在一個數(shù)量級上，IGCC產(chǎn)生的PM10小于10ppm，在節(jié)能環(huán)保日益受到重視的中國，IGCC有望迎來發(fā)展機(jī)遇。從煤化工到發(fā)電，我們呼吁政府出臺一些硬性規(guī)定。不搞好節(jié)能環(huán)保，機(jī)組和設(shè)備就不準(zhǔn)運(yùn)轉(zhuǎn)，發(fā)不了電、產(chǎn)不出產(chǎn)品。”
“但是，中國的IGCC還沒有準(zhǔn)備好，從技術(shù)、裝備到制造，電力行業(yè)準(zhǔn)備的不是非常充分。這個市場一旦開啟，中國的煤氣化行業(yè)將是最大的受益者，包括裝備。現(xiàn)在，我們這個行業(yè)其實還走在奔小康的路上，會迎來一個前所未有的機(jī)遇，有準(zhǔn)備的人獲得更多的效益。”談到未來，董宏海充滿希望。
