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。未來十年國內煤氣化技術水平將不斷提高，在傳統煤化工向新型煤化工轉變中迎來發展時機。”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有限公司總經理董宏海對中國煤氣化行業的最新定義以及對未來市場的基本判斷。
在當前煤化工市場相對低迷，諸多業界人士對煤化工發展仍持懷疑態度之時，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心針？我國煤氣化的發展道路到底該怎么走？
1 轉型提供發展平臺
“2012年全球合成氨需求量為1.64億噸，而實際產能卻已經達到了2.2億噸。在全球范圍內，合成氨的開工不足，行業處于不是特別景氣的階段。”董宏海表示，2013年全球合成氨產能平均增長5%，而中國將超過這一數字，行業面臨產能過剩的挑戰。預計到“十二五”末，將轉為產能嚴重過剩的態勢，屆時氮肥行業將呈現出比較顯著的優勝劣汰局面。
不僅產能相對過剩，合成氨行業面臨的能耗標準也并不樂觀。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》中明確規定，煤制合成氨項目能效基本要求≥48%，先進值≥52%，而煤間接液化兩項指標分別為≥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，其中化工行業就有4000余臺，絕大部分以間歇式氣化爐（UGI）為主。此外，國內大多數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，環境壓力大。“如果用天然氣生產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。如果不能在技術上盡快地實現升級，煤頭企業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的推廣提供了一個廣闊的發展平臺。”董宏海如是說。
“目前全國有40億噸煤的產量，而實現轉化的只有5億噸。要解決當前的環境問題，化工企業要努力，電力行業更是責無旁貸。但據我所知，火電行業對清潔生產的準備并不充分。所以，煤氣化技術不僅在化工行業大有可為，在聯合循環發電（IGCC）等行業同樣是商機無限。所以說，在實現美麗中國的過程中，煤氣化技術的發展是恰逢其時。”他進一步分析。
2 煙煤使用提供商機
受成本的壓力，很多合成氨已經開始逐步用煙煤替代無煙煤，而煤氣化技術也需要進行相應的改造。
全國新型煤氣化委員會、全國化肥工業總站常務副站長鄭偉中表示，新型煤氣化技術其實就是應“替代無煙煤”之運而生的，現在UGI的產量雖然還占絕對多數，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，走上“去無煙煤的道路”。
“我們看好清華爐技術。”陽煤正元化工集團設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。現在企業采用的是無煙煤，噸煤價格1104元，噸氨煤價1388.83元，采用新技術后，企業的煤種將從無煙煤變為煙煤，噸煤價格555.56元，噸氨煤價833.4元，噸氨相差555.43元，按年產30萬噸合成氨計算，一年可為企業節約1.667億元。”
記者了解到，利用新型水煤漿煤氣化技術對可用煤種進行改造，其實不只是水煤漿水冷壁氣化技術一種，多噴嘴對置式新型煤氣化技術和GE（德士古煤氣化技術）也早有涉足，由于效益可觀，逐漸成為業界效法的典范。
華東理工大學于廣鎖教授介紹說，以多噴嘴水煤漿氣化技術為例，該技術自2005年投入工業運行以來，經過研究單位及各用戶的不斷努力，經歷了多次升級改造，目前已經進入安全、穩定的運行階段。
據了解，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轉，開車第一年裝置安全運行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，神華寧夏煤業集團有限責任公司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，項目全部建成后日投煤量可達15400噸。
“多噴嘴對置式水煤漿技術的安全性和節能、環保特點在工業運行中得到了充分體現。截至2013年4月，該技術已在國內外32家企業中得到成功應用，累計氣化爐臺數達到91臺，全部用于生產后日投煤量將達到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）在國內一共簽了55個合同，總共涉及171臺氣化爐，其中93臺投入了商業化運行，全部投產后，每天的處理量能達到6萬噸。時下，用油、氣做合成氨也是一種發展思路，中國無煙煤制合成氨企業面臨的優勢正慢慢失去。現在新疆有好多合成氨項目，其中也包括煤頭裝置，這給煤氣化技術提供了很好的發展前景。我們的企業一定要抓住機會。”
圖為會議現場華東理工大學于廣鎖教授正在介紹多噴嘴水煤漿氣化技術。
3 大型高壓化趨勢明顯
清華大學張建勝教授告訴記者：“水冷壁水煤漿氣化技術是山西陽煤豐喜肥業（集團）有限責任公司與清華大學、北京達立科科技有限公司共同開發的新型煤氣化技術。這項技術正在朝大型化、高壓化方向發展。”
“清華爐現在簽訂的合同大多是6.5MPa的，其中包括產合成氨的山東金誠石化有限公司、產合成氨聯堿的江蘇德邦化工科技有限公司，產合成氨甲醇的中海油天野化工有限公司，產合成氨丁辛醇的江蘇華昌化工股份有限公司等多家企業。”北京盈德清大科技有限公司馬宏波總經理說。
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。南化、大化合成氨項目分別從2006、2010年開車投產，蒲城180萬噸甲醇制烯烴項目大概到明年四五月份投產，現在氣化爐已經到貨了。以合成氨行業為例，如果在8.7MPa的基礎上，把氣化爐的壓力再往上提一點，合成的壓力往下降一點，企業的效益就會提高。所以，國家現在也在鼓勵使用高壓氣化技術。國內合成氨企業消耗高，未來有作為的空間將會很大。”
“大型化應用是未來水煤漿煤氣化技術發展的另一特點。”丁輝介紹說，“2000噸級多噴嘴對置式水煤漿氣化裝置已經建成并運行了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，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，每個噴嘴僅需分擔相對較小的負荷，便可達到整爐較大的處理能力，在規模、大型化方面具有明顯的優勢。特別是在單爐日投煤1500噸級以上的氣化爐上運行優勢更加突出。
記者了解到，目前工業應用的日投煤量1500噸級多噴嘴氣化爐達到17臺，已運行12臺；工業應用的日投煤量2000噸級氣化爐36臺，已運行7臺；工業應用的2500噸級氣化爐8臺；3000噸級氣化爐5臺。向大型化發展有助于在氣化裝置建設中減少氣化爐數量，降低裝置投資額度。
圖為山西陽煤豐喜肥業有限責任公司水煤漿煤氣化工作人員正在氣化爐頂部巡檢。
4 向提供整體方案進軍
“從賣產品到賣技術是進步，從賣技術到賣服務更是進步，從賣服務到提供整體方案、賣理念則是飛躍。現在煤氣化企業可以靠提供技術為生，但未來還是要全方位發展，逐漸擺脫單一化的發展模式。”在采訪中，多家企業負責人紛紛向記者呼吁。
“我們從事水煤漿加壓氣化研究及生產已有20年時間，走的是典型的產、學、研結合運作模式。”山東兗礦國拓科技工程有限公司副總經理張濤介紹說，公司自成立以來，已簽訂多噴嘴氣化技術轉讓合同17份，建設氣化爐47臺套，并與國內多家煤化工企業、國外多家科研機構達成合作意向。但企業的腳步并沒有就此而放慢，依托一流的技術服務團隊，公司力爭為用戶在項目論證、技術開發、工程勘察、施工承包、開車運行等方面提供全方位的服務。
“現在煤化工企業比較多，但真正賺錢的不是很多，而煤化工是神華賺錢的板塊之一。公司在工程運作和產業化方面都有良好的業績。不僅要能提供技術，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，把國內的煤氣化產業向前推進一步。”董宏海解釋說，“僅僅采用一個單獨的氣化技術是不能挽救一個企業，只有將可靠的煤氣化技術與完整的產業鏈條結合起來，通過對資源的綜合有效利用，才能使一個企業健康發展。”
“技術是要靠實際業績來說話的，用什么技術和煤種，要由你周圍的環境來定，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，不僅浪費能源，還會帶來嚴重的生態災難。”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年多年中一直穩定運行，最好周期能達到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？關鍵是企業產業鏈條規劃的好，比如，醋酸下游可開發的產業非常多。雖然是1臺爐子運行，但效益非常好。”董宏海表示。
業內專家指出，煤氣化氣化爐技術的選擇應該從投資額、可靠性、可用率、運行成本、環保全流程能耗等多方面進行綜合考慮，其中環保因素越來越重要。韓喜民指出，研發出一種具有煤種適應性寬、氣化強度高、污染排放少、高效潔凈、運行平穩，具有中國知識產權的煤氣化技術，對推動我國煤氣化技術的發展和進步具有重要意義。
董宏海表示，GE收購德士古這個技術，看好的條件之一是火電技術的升級，例如IGCC技術。“美國50%的電力是靠火電，傳統的火電是被動環保，IGCC是主動的環保，整個IGCC能比傳統的火電節約30%的水。由于新型煤氣化技術的發展，IGCC非常適合我們中國煤化工的轉型升級，現在環境效益和天然氣在一個數量級上，IGCC產生的PM10小于10ppm，在節能環保日益受到重視的中國，IGCC有望迎來發展機遇。從煤化工到發電，我們呼吁政府出臺一些硬性規定。不搞好節能環保，機組和設備就不準運轉，發不了電、產不出產品。”
“但是，中國的IGCC還沒有準備好，從技術、裝備到制造，電力行業準備的不是非常充分。這個市場一旦開啟，中國的煤氣化行業將是最大的受益者，包括裝備。現在，我們這個行業其實還走在奔小康的路上，會迎來一個前所未有的機遇，有準備的人獲得更多的效益。”談到未來，董宏海充滿希望。
