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“十二五”煤气化技术百舸争流(2)

    单炉容量不断升级推动行业稳步发展

    大型化是煤化工的发展方向,也是煤气化的发展方向。“十二五”期间,全国煤气化技术的“最大”一次次被刷新;首台首套不断涌现;GE炉、壳牌炉、清华炉、航天炉、GSP炉、多喷嘴对置式气化炉等新型加压气化技术应用范围不断扩大,推动了我国新型煤化工行业的稳步发展。

    UGI炉以无烟块煤为原料,尤其适宜高灰熔点煤炭气化,单位能耗低、利用率高、投资省、安全性能好、操作简便,是最适合晋城无烟块煤的气化技术工艺。河南心连心、山西天泽等使用UGI炉的企业能耗水平处于以煤为原料的合成氨企业前列。但是,UGI炉日消耗煤量最大为70吨,1个百万吨煤制油项目日消耗煤量达1万多吨,如果用UGI炉,至少需要150台。如果选用大型炉,只用四五台就足够了,因为大型气化炉日消耗煤量最少为600吨,多的日消耗2000~3000吨,比UGI炉多10~30倍。

    2012年9月3日,首套水煤浆水冷壁气化炉在北京通过了中国石油和化学工业联合会组织的科技成果专家鉴定。中国工程院院士谢克昌、倪维斗、岑可法、秦裕琨以及方德巍等煤化工领域的知名专家组成的专家委员会一致认为,水煤浆水冷壁清华炉煤气化技术成果具有显著创新性,拥有自主常识产权,同时具有水煤浆耐火砖和干粉水冷壁气化炉的优点,综合性能优异,具有明显的经济效益和社会效益,总体技术处于国际领先水平。

    “装备大型化、产品精细化、能量梯级利用和节能减排是国内煤化工的发展方向。‘十二五’期间,GE大型化气化炉在国内受到众多业主的青睐。”通用电气神华气化技术有限企业营销经理方斌先容说,神华包头60万吨/年煤制烯烃项目是世界首套煤制烯烃工业装置。该项目采用美国GE企业的水煤浆气化技术,共7台单炉日投煤量为1500吨的气化炉,包括煤浆制备、气化、渣水处理等工序,7台气化炉5开2备,2011~2013年项目年均实现净利润约10亿元。

    据了解,采用GE水煤浆气化技术的还有中煤集团陕西榆林能源化工有限企业的煤制烯烃项目,年生产甲醇约360万吨,烯烃产能达120万吨;中天合创的煤炭深加工项目,项目采用14台900立方英尺气化炉在6.5兆帕的高温操作压力下运行,气化炉单炉投煤量约1500吨/天,每年合成约360万吨甲醇;蒲城清洁能源化工180万吨甲醇制烯烃项目,通过采用8.7兆帕高压气化配置提高产能,其单炉投煤量达到2350吨/日。

    除了GE水煤浆气化技术,多喷嘴对置式气化技术的大型化,在“十二五”期间也取得了进展。2011年11月25~28日,江苏灵谷化工有限企业日处理煤2000吨级多喷嘴对置式水煤浆气化技术工业装置通过现场连续72小时考核;2013年4月19日,中国石油和化学工业联合会在北京组织了对该技术的成果鉴定会。鉴定意见认为:该成果创新性强,总体处于同类技术的国际领先水平。

    如果说2000吨级是煤气化技术的一次升级,那么3000吨级更是多喷嘴对置式水煤浆气化技术的一次飞跃。2015年12月25日,由华东理工大学与兖州煤业股份有限企业共同承担的国家“863”计划3000吨/日级超大型煤气化关键技术研发及示范主题项目在北京通过验收。项目首席科学家、华东理工大学于广锁教授先容,在该校与兖矿集团兖州煤业股份有限企业的积极配合下,由兖矿集团内蒙古荣信化工有限企业承担建设的180万吨/年煤制甲醇项目一期工程,顺利完成了3套日处理煤3000吨级的超大型多喷嘴对置式水煤浆气化工业示范装置的建设。该工业装置自2014年6月24日首次投料试运行以来,各项工艺参数运行正常,装置整体运行状况良好,经济技术指标先进、运行平稳,为依托企业创造了较好的经济效益,在国内外产生了广泛的影响。

    此外,2014年3月下旬,西门子(中国)有限企业与北京杰斯菲克气化技术有限企业在京发布其研发的SFG850新型气化炉。北京杰斯菲克气化技术有限企业市场总监马凤桥表示,随着超大型气化炉项目的推进,气化效率相差几个百分点,一年的运行费用就会相差几亿元。这几亿元的效益差距,往往就可能是一个项目从盈利到亏损的反转。而整个项目能效的提高,有赖于项目总体联合各段技术专利商协同工作。

    除了以上几种技术,最后不得不说说壳牌煤气化技术。作为在中国应用的第一种干粉加压气流床煤气化技术,壳牌煤气化技术不但给中国传统的煤气化带来了先进的技术和全新的理念,同时也大大地促进了国内干粉气流床技术的发展,因此被应用于国内多个煤化工项目。比如,大唐内蒙古多伦煤化工有限责任企业年产46万吨煤制烯烃项目,气化炉是3台每天单台可处理干燥原煤2870吨的六烧嘴壳牌煤气化炉,目前运行平稳;又比如,云南天安、中石化、安庆、神华煤制油等多家采用壳牌先进煤气化工艺的企业,已取得单炉连续高负荷运行超过120日的业绩,实现了百日常态化;而双环、柳化、永城等多套壳牌煤气化装置累计运行超过300天,其中最高纪录是338天。据悉,壳牌已经实现98%的关键设备国产化率,不但减少了投资和备品备件成本,而且对提高我国煤化工过程装备制造水平具有积极意义。

    国家能源局原局长张国宝曾指出,我国煤化工发展比较快,是全球最大的煤气化市场,做好先进煤气化技术推广,不仅可以为我国能源替代战略作出贡献,而且还可以走出去,为煤炭资源占能源比重大的国家输出技术。

    但记者发现,我国煤气化技术虽然在“十二五”时期跃上了新台阶,但整体还处在各自为战、群雄割据的阶段,走出去局面尚未全面开启。有专家认为,“十三五”期间,如何用绿色、环保、高效的现代煤气化技术与“一带一路”沿线国家共享,将成为一个新的重要课题,有待我国煤气化领域各路英豪去开拓、实践和取得新成果。(中国化工报)

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