圖為由中國(guó)華能清潔能源技術(shù)研究院下屬市場(chǎng)拓展公司與青島三力本諾化學(xué)工業(yè)有限公司共同投資6000萬(wàn)元的國(guó)內(nèi)首個(gè)化工領(lǐng)域100噸/日干煤粉加壓氣化裝置工業(yè)化示范基地建設(shè)現(xiàn)場(chǎng)。 （陳鍇 攝）

　　最近，一種被稱做“袖珍爐”的100噸/日干煤粉加壓氣化爐進(jìn)入了人們的視野。據(jù)該爐的發(fā)明單位——中國(guó)華能集團(tuán)清潔能源技術(shù)研究院（以下簡(jiǎn)稱華能清能院）院長(zhǎng)助理徐越告訴記者，目前已經(jīng)有部分計(jì)劃實(shí)施技改的中小型化工企業(yè)對(duì)此爐型很感興趣，表示了合作意向。那么，在煤化工建設(shè)熱度很高，企業(yè)紛紛上馬大型氣化爐的今天，發(fā)這種小而精且適應(yīng)性強(qiáng)的袖珍型氣化爐對(duì)中小化工企業(yè)來(lái)說(shuō)有著什么實(shí)際意義？目前中小企業(yè)裝置改造升級(jí)的著眼點(diǎn)又在哪里呢？記者專門(mén)對(duì)此進(jìn)行了調(diào)研。

　　生逢其時(shí)正給力

　　談起“袖珍爐”的誕生，還得從我國(guó)煤化工行業(yè)的發(fā)展說(shuō)起。

　　據(jù)記者了解，近年來(lái)我國(guó)現(xiàn)代煤化工產(chǎn)業(yè)快速發(fā)展，煤制甲醇、二甲醚、烯烴和煤制油等具有能源替代概念的新建和改擴(kuò)建項(xiàng)目眾多，對(duì)先進(jìn)煤氣化技術(shù)需求旺盛，同時(shí)合成氨等傳統(tǒng)煤化工產(chǎn)業(yè)也對(duì)煤氣化技術(shù)的應(yīng)用及進(jìn)展給予了極大的關(guān)注。

　　華能清能院煤氣化與多聯(lián)產(chǎn)技術(shù)部主任任永強(qiáng)告訴記者，煤化工行業(yè)發(fā)展到目前，存在的一個(gè)重要問(wèn)題是，現(xiàn)在行業(yè)里有眾多是規(guī)模小于20萬(wàn)噸/年的中小型合成氨企業(yè)，而他們所使用的都是技術(shù)相對(duì)落后的固定床間歇式造氣爐。因?yàn)閺?949年到20世紀(jì)60年代，我國(guó)氮肥工業(yè)當(dāng)時(shí)所掌握的制合成氣技術(shù)有限，只有用無(wú)煙煤為原料的常壓固定床間歇式煤氣爐制取合成氣的方法生產(chǎn)合成氨，才能解決我國(guó)氮肥工業(yè)發(fā)展不足的問(wèn)題。但是隨著時(shí)間的推移和科技的進(jìn)步，這一技術(shù)出現(xiàn)了兩大問(wèn)題：

　　一是原料供應(yīng)面窄價(jià)高。早期氮肥項(xiàng)目上馬時(shí)，大部分企業(yè)設(shè)想的是利用無(wú)煙煤制合成氣，當(dāng)時(shí)只有山西有豐富的無(wú)煙煤資源，這就造成了我國(guó)中小型氮肥廠的生產(chǎn)原料主要依靠山西晉城無(wú)煙煤的局面。隨著煤炭機(jī)械化開(kāi)采的發(fā)展，碎煤率變高，作為氣化原料的塊煤產(chǎn)量相對(duì)減少，再加上遍布全國(guó)各地的中小型氮肥企業(yè)又遠(yuǎn)離主要的無(wú)煙煤產(chǎn)地，當(dāng)無(wú)煙煤經(jīng)長(zhǎng)途運(yùn)輸?shù)綇S后，其利用率一般只有60%左右。這樣的現(xiàn)實(shí)使許多企業(yè)面臨著運(yùn)費(fèi)高、碎煤率高、原料價(jià)格高問(wèn)題，加之產(chǎn)品尿素又限價(jià)，使部分氮肥廠無(wú)法維持生產(chǎn)。

　　二是尾氣利用問(wèn)題。傳統(tǒng)的常壓固定床間歇式氣化技術(shù)工藝中，吹風(fēng)氣大量放空，既浪費(fèi)了可回收的能源，又對(duì)周圍環(huán)境造成了極大的污染。目前雖開(kāi)發(fā)出了采用富氧氣化的常壓固定床氣化爐，提高了進(jìn)廠原料利用率，對(duì)大氣無(wú)污染，但只能氣化無(wú)煙塊煤，對(duì)煙煤不適應(yīng)，所以對(duì)已有常壓固定床間歇式氣化技術(shù)進(jìn)行改進(jìn)造成局限性。

　　“這些情況給中小型化肥企業(yè)造成了嚴(yán)重的虧損，企業(yè)市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力日益降低。現(xiàn)在有部分的小型合成氨廠的開(kāi)車率很低，50%都達(dá)不到，有的甚至只有20%，產(chǎn)品不得不賠本銷售，根本爭(zhēng)不過(guò)大企業(yè)，生存狀況十分艱難，只能進(jìn)行技改。無(wú)力技改的小型企業(yè)，就只能倒閉或被兼并。這也促進(jìn)了我們開(kāi)始研發(fā)適應(yīng)中小化工企業(yè)日投煤量的‘袖珍’氣化爐。”任永強(qiáng)說(shuō)。

　　除了經(jīng)營(yíng)上面臨的困難，政策的出臺(tái)也讓中小企業(yè)壓力倍增。據(jù)了解，今年3月16日，工業(yè)和信息化部發(fā)布的《先進(jìn)煤氣化節(jié)能技術(shù)推廣實(shí)施方案》提出，在5年內(nèi)，要選擇19家左右以煤為原料的大中型合成氨等煤化工企業(yè)進(jìn)行技術(shù)改造，形成一定規(guī)模的以先進(jìn)煤氣化技術(shù)為龍頭的煤氣化能力，爭(zhēng)取替代780萬(wàn)噸常壓固定床煤氣化能力，實(shí)現(xiàn)年節(jié)約標(biāo)準(zhǔn)煤171萬(wàn)噸。這意味著國(guó)家再一次明確淘汰不符合國(guó)家節(jié)能降耗要求的固定床煤氣化技術(shù)。

　　“現(xiàn)在我們非常慶幸當(dāng)初做了開(kāi)發(fā)‘袖珍’氣化爐的決定，讓這種新型粉煤加壓氣化技術(shù)不只是為大型煤化工服務(wù)，也能給中小型煤化工企業(yè)技術(shù)改造提供技術(shù)支撐。” 華能清能院院長(zhǎng)助理徐越表示。

通過(guò)技術(shù)改造，化肥企業(yè)的產(chǎn)品質(zhì)量提升、成本下降，效益明顯。圖為雙聯(lián)化工工人正在仔細(xì)觀察技改后造粒情況。（本報(bào)記者 薛慶海 攝）

　　獨(dú)樹(shù)一幟添活力

　　據(jù)記者了解，此前華能清能院已開(kāi)發(fā)出了1000~2000噸/日的大型爐，分別采用廢鍋式和激冷式流程，且擁有了50噸/日投煤量的試驗(yàn)裝置，使其開(kāi)發(fā)日投煤量百噸級(jí)的小型爐技術(shù)更為成熟。

　　在通過(guò)對(duì)中小型氣化爐市場(chǎng)前景進(jìn)行精準(zhǔn)的調(diào)研后，華能清能院最終以化工基礎(chǔ)較好、陸路海運(yùn)鐵路發(fā)達(dá)、化工產(chǎn)業(yè)鏈較為完整的山東省為重點(diǎn)，發(fā)展激冷式流程氣化爐的小型化，推廣中小型氣化技術(shù)。

　　他們聯(lián)合青島三力本諾化學(xué)工業(yè)有限公司，共同投資6000萬(wàn)元，合作建立了首座應(yīng)用化工領(lǐng)域工業(yè)化配套的100噸/日干煤粉加壓氣化爐實(shí)驗(yàn)示范基地，旨在為中小型化肥和化工企業(yè)提供更適宜技術(shù)改造及制氫的高效、潔凈、環(huán)保、經(jīng)濟(jì)的中小型氣化爐。

　　據(jù)了解，目前國(guó)內(nèi)外中小型氣化爐型約有9類。包括常壓固定床間歇式氣化爐，原料使用無(wú)煙煤（或焦炭），最小投煤量為100噸/日；魯奇固定床煤加壓氣化爐，最小投煤量為800~900噸/日；灰熔聚煤氣化爐，最小投煤量為600~700噸/日；恩德粉煤氣化爐，最小投煤量為700噸/日；GE水煤漿加壓氣化爐，最小投煤量為720噸/日；多元料漿加壓氣化爐；還有華東理工大學(xué)、兗礦魯南化肥廠、中國(guó)天辰化學(xué)工程公司共同開(kāi)發(fā)的多噴嘴（四燒嘴）氣化爐，最小投煤量為750噸/日；殼牌干煤粉加壓氣化爐（荷蘭），最小投煤量為1000噸/日；GSP干煤粉加壓氣化爐（西門(mén)子），最小投煤量為720噸/日；H-TL干煤粉加壓氣化爐的最小投煤量為670噸/日。

　　中科合成油工程有限公司技術(shù)顧問(wèn)唐宏青介紹說(shuō)：“其實(shí)，目前華東理工大學(xué)等開(kāi)發(fā)的多噴嘴（四噴嘴）氣化爐以及德士古水煤漿爐等都可以往小型爐上做，而且環(huán)保上也有保證，但是他們還都沒(méi)有把重點(diǎn)放在小型爐的研發(fā)上，都在著重研發(fā)大型化設(shè)備。”

　　“而且和這些設(shè)備相比，華能清能院開(kāi)發(fā)的這種100噸/日氣化爐不僅能適應(yīng)劣質(zhì)煤，符合中小型企業(yè)生產(chǎn)合成氨所需原料氣氣量，最為關(guān)鍵的是不會(huì)給企業(yè)帶來(lái)巨額投資的壓力，適應(yīng)了國(guó)內(nèi)市場(chǎng)的需求。因此，不管在戰(zhàn)略規(guī)劃還是在市場(chǎng)定位上，推廣它都是明智的決策。” 任永強(qiáng)強(qiáng)調(diào)說(shuō)。

　　任永強(qiáng)給記者算了一筆賬，他說(shuō)，他們給中國(guó)化工集團(tuán)下屬一家化工有限公司5萬(wàn)噸/年合成氨的固定床間歇式氣化技改后作了一次經(jīng)濟(jì)核算，技改前其公司的固定床間歇?dú)饣癄t生產(chǎn)1噸合成氨的成本在2900元/噸，如果進(jìn)行技改后，原料從原來(lái)的塊煤改為沫煤，從粉煤氣化爐和后續(xù)變化工段還能每小時(shí)副產(chǎn)4~6噸蒸汽的效益計(jì)算，技改后每噸合成氨的生產(chǎn)成本為1900元/噸，比他們?cè)瓉?lái)要節(jié)約1000元/噸左右，5萬(wàn)噸/年合成氨一年就可節(jié)約4000萬(wàn)~5000萬(wàn)元。對(duì)小企業(yè)來(lái)說(shuō)，這是一筆不菲的金額，非常合算。

　　唐宏青也對(duì)該公司的100噸/日干煤粉加壓氣化爐表示了認(rèn)可，認(rèn)為其可以取代老的恩德?tīng)t及UGI（固定床間歇式造氣爐）等老式的小型氣化爐，而且比較清潔環(huán)保，能效也高。

　　據(jù)了解，華能清能院原來(lái)也做大型氣化爐，是兩段式的，形成了自己的知識(shí)產(chǎn)權(quán)。之后，為了適合中小企業(yè)技改及煉油廠對(duì)氫氣的需要，又決定將大型爐縮小。“現(xiàn)在因?yàn)槌霈F(xiàn)煤化工熱，大家都愿意建大廠，掙大錢，所以只想往大型爐方面做，都不愿意往小里做。我們國(guó)家這么大，有要大爐子的，也有要小爐子的，你不能樣樣都去做大的，做小的也需要國(guó)家鼓勵(lì)。”唐宏青說(shuō)。

　　制勝未來(lái)有潛力

　　對(duì)于“袖珍爐”的未來(lái)前景，業(yè)內(nèi)人士普遍表示看好。

　　從宏觀面看，在當(dāng)前全球能源日趨緊缺的情況下，目前國(guó)內(nèi)合成氨企業(yè)生產(chǎn)合成氣所用的原料結(jié)構(gòu)不盡合理，煤焦占到了64%。小氮肥主要以煤焦為原料，以天然氣為原料的不足10%。因此，中小型氮肥生產(chǎn)企業(yè)正面臨煤炭、天然氣、原油價(jià)格和電力價(jià)格不斷上漲以及節(jié)能型設(shè)備少、能源利用率低，環(huán)境污染嚴(yán)重的困境。

　　鑒于此，業(yè)內(nèi)人士預(yù)計(jì)，今后將有更多的合成氨企業(yè)采用先進(jìn)的煤氣化技術(shù)生產(chǎn)合成氨，可以充分利用當(dāng)?shù)氐拿禾抠Y源，實(shí)現(xiàn)原料煤的本地化，改變對(duì)山西晉城無(wú)煙煤的依賴，有效提高煤炭的利用率，降低生產(chǎn)成本，增強(qiáng)產(chǎn)品的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)能力，實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展，創(chuàng)造效益和環(huán)境雙贏的局面。

　　從實(shí)際出發(fā)看，徐越告訴記者，在合成氨制氣原料路線和氣化方法的選擇上，要有科學(xué)性、前瞻性、合理性和綜合性，并逐步實(shí)現(xiàn)國(guó)產(chǎn)化，擺脫長(zhǎng)期依賴國(guó)外、持續(xù)引進(jìn)的被動(dòng)局面。特別是我國(guó)擁有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的新型粉煤加壓氣化技術(shù)，其能耗和投資費(fèi)用均低于國(guó)外引進(jìn)技術(shù)，顯示了出良好的產(chǎn)業(yè)化前景。

　　針對(duì)中小企業(yè)的技改，有關(guān)專家還提出了建議。

　　“我覺(jué)得如果小企業(yè)要想實(shí)現(xiàn)技改升級(jí)，還是要看需要，不要跟風(fēng)。當(dāng)對(duì)氣體的需要量不大的時(shí)候，無(wú)論是合成氨企業(yè)或是需要?dú)錃獾臒捰推髽I(yè)，小型氣化爐都是一個(gè)首選。否則對(duì)小企業(yè)而言投資可能吃不消，因?yàn)榧几牡耐瑫r(shí)也需要氧氣和空分設(shè)備，這一系列設(shè)備的投入還是滿大的。” 唐宏青提醒說(shuō)。

　　徐越則告訴記者，現(xiàn)在的問(wèn)題是，做干煤粉氣化，無(wú)論是大型爐，還是小型爐，一次性投資都要比現(xiàn)在的水煤漿氣化爐要高。因此，他們?yōu)橹行∑髽I(yè)關(guān)于資金少的問(wèn)題還想出了一個(gè)辦法。比如，企業(yè)要上馬這種小型氣化爐，他們授權(quán)的小型氣化爐代理權(quán)市場(chǎng)拓展公司——成都高科達(dá)科技有限公司可以跟企業(yè)進(jìn)行聯(lián)合，并引入風(fēng)險(xiǎn)投資，創(chuàng)造一種新的投資模式。前期，企業(yè)從成都高科達(dá)科技有限公司“買氣”，雙方協(xié)商合作年份期滿之后，企業(yè)就可以擁有這臺(tái)氣化爐的產(chǎn)權(quán)，合成氣也可以自產(chǎn)自銷，這樣就能減少企業(yè)的投資壓力。

　　“最為關(guān)鍵的是企業(yè)在雙方合作過(guò)程中‘買氣’的價(jià)格都比原來(lái)造氣技術(shù)造出來(lái)的合成氣體的價(jià)格要便宜，合成氨企業(yè)還可以借此進(jìn)行產(chǎn)品結(jié)構(gòu)調(diào)整，生產(chǎn)附加值較高的下游產(chǎn)品。這種合作方式將帶動(dòng)企業(yè)技改和華能清能院技術(shù)的不斷改進(jìn)，從而走出一條新的氣體供應(yīng)的路線。” 徐越向記者描繪著“袖珍爐”巨大的市場(chǎng)潛力和未來(lái)。

中國(guó)華能清潔能源技術(shù)研究院已研發(fā)小型氣化爐多年。圖為華能清能院建成的投煤量為36～40噸/日的干煤粉加壓半工業(yè)性示范裝置。該裝置已經(jīng)通過(guò)了168小時(shí)連續(xù)運(yùn)行考核試驗(yàn)，累計(jì)運(yùn)行達(dá)2200小時(shí)。（劉向東 攝）