UGI爐：化肥企業(yè)中仍唱主角

文/王樂(lè)意

煤氣化在合成氨生產(chǎn)過(guò)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)?！锻ㄖ诽岢?，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)。

然而據(jù)筆者了解，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(guò)150萬(wàn)噸，而這些項(xiàng)目全部采用UGI爐。這也不得不讓筆者產(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？筆者在廣泛使用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(lái)考慮。煤有褐煤、煙煤、無(wú)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(wàn)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(kāi)發(fā)的固定床無(wú)煙煤富氧氣化技術(shù)、灰熔聚流化床粉煤氣化技術(shù)、恩德?tīng)t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(shuō)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。

由于過(guò)去固定床間歇?dú)饣に囋谥茪膺^(guò)程中設(shè)有吹風(fēng)階段，所產(chǎn)生的吹風(fēng)氣不經(jīng)過(guò)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)筆者的調(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(wàn)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(shuō)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(wàn)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

企業(yè)普通認(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(mén)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(lái)自化肥企業(yè)方的利益代表無(wú)法參與其中，以至于一些政策沒(méi)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。

“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)?！边@是接受調(diào)查的企業(yè)經(jīng)過(guò)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(shuō)：“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(wèn)題?！?/p>

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(ài)開(kāi)汽車，沒(méi)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?！?/p>

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)賈根柱還告訴筆者：“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(guò)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(méi)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(wú)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(méi)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(wú)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(wú)煙煤除外”。

其次，國(guó)家應(yīng)該把無(wú)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(guò)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(wú)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(kāi)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(wú)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(wú)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(wú)煙煤儲(chǔ)量的61%，占全國(guó)無(wú)煙煤儲(chǔ)量的24%。晉城地區(qū)無(wú)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(lái)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(wàn)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(wú)煙塊煤只能在固定床氣化爐中氣化，而UGI爐是目前無(wú)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(wú)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)，筆者在眾多企業(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)韓永慶告訴筆者：“無(wú)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(kāi)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(wú)煙煤的長(zhǎng)期依賴，開(kāi)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(wú)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(méi)有成熟的先例?！?/p>

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(guò)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(guò)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(guò)節(jié)能降耗節(jié)約煤炭9.59萬(wàn)噸、電3505萬(wàn)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?！蓖跸枵f(shuō)。

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(wàn)噸合成氨、30萬(wàn)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?，UGI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(wú)法相比的。如果將這些算入成本，現(xiàn)在難說(shuō)孰優(yōu)孰劣?！?/p>

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)筆者說(shuō)：“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)?！?/p>

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(méi)有提到要淘汰固定床氣化技術(shù)?！?/p>