中國現(xiàn)代煤化工的發(fā)展速度令世人矚目,但由于發(fā)展時(shí)間短、技術(shù)成熟度不夠等原因,發(fā)展質(zhì)量不高的問題日益凸顯。“十四五”期間,現(xiàn)代煤化工仍然是行業(yè)發(fā)展的戰(zhàn)略重點(diǎn),是中國由石化大國向強(qiáng)國邁進(jìn)的標(biāo)志性領(lǐng)先產(chǎn)業(yè),轉(zhuǎn)型升級(jí)迫在眉睫。
9月9日-9月11日,2020年(第四屆)中國國際煤氣化技術(shù)與產(chǎn)業(yè)大會(huì)在山西省晉城市舉辦,700多名參會(huì)嘉賓及代表、120多位煤氣化行業(yè)專家、65個(gè)項(xiàng)目業(yè)主單位、40場(chǎng)行業(yè)報(bào)告,聚焦新形勢(shì)下煤氣化工藝升級(jí)、煤氣化裝備智造及國產(chǎn)化,重點(diǎn)推介無煙煤氣化技術(shù)及工程實(shí)踐,探索無煙煤清潔高效利用的更廣闊空間。
無煙煤作為傳統(tǒng)煤化工最優(yōu)質(zhì)的造氣原料,具有熱穩(wěn)定性好,發(fā)熱量大、機(jī)械強(qiáng)度大,低灰、低硫、低揮發(fā)分,固定碳含量高、化學(xué)活性高、灰熔點(diǎn)高、產(chǎn)塊率高的“一好二大三低四高”煤種優(yōu)勢(shì),更是冶金、石灰等乃至未來制氫最好的原料、燃料。
山西晉城,無煙煤總儲(chǔ)量達(dá)808億噸,占中國無煙煤儲(chǔ)量四分之一。作為歷史上英國皇室壁爐專用煤,無煙煤以其燃燒時(shí)間長、火力旺、無煙等特點(diǎn),成為民用首選,并經(jīng)歷了“唯獨(dú)無煙煤可生產(chǎn)尿素”的一段黃金期,創(chuàng)造了“皇帝的女兒不愁嫁”的佳話。
坐落于這里的國有特大型綜合能源企業(yè)集團(tuán)——晉煤集團(tuán)有60多年發(fā)展史,是全國最大的煤層氣開發(fā)利用企業(yè)、優(yōu)質(zhì)無煙煤重要的生產(chǎn)基地、最大的煤化工企業(yè)集團(tuán)和最大的瓦斯發(fā)電企業(yè)。依托優(yōu)質(zhì)的無煙煤資源稟賦,推進(jìn)“煤化聯(lián)動(dòng)”,煤化工產(chǎn)業(yè)在全國10個(gè)省市擁有20家化工企業(yè)和1家專業(yè)技術(shù)研究機(jī)構(gòu),合成氨、尿素產(chǎn)量約占全國總產(chǎn)量的20%,商品甲醇流通量約占全國總量的25%。
煤化工產(chǎn)業(yè)布局圖
晉煤集團(tuán)無煙煤從上世紀(jì)50年代到2010年前后,一直是常壓UGI氣化工藝最優(yōu)質(zhì)的化工原料用煤,一直是全國煤化工原料唯一保供基地,無煙潔凈炭成為國家糧食短缺期增產(chǎn)的唯一化肥原料。
隨著國家供給側(cè)結(jié)構(gòu)性調(diào)整和能源革命步伐的加快,新技術(shù)突飛猛進(jìn),煤氣化產(chǎn)業(yè)遭遇“洗牌”,“皇帝的女兒”也開始“愁嫁”。
2006年起,粉煤氣化、水煤漿氣化技術(shù)日益成熟,煤化工行業(yè)以航天爐、水煤漿為代表的現(xiàn)代加壓氣化工藝迅速發(fā)展,受低廉的長焰煙、煙煤價(jià)格影響,對(duì)UGI氣化工藝形成嚴(yán)重?cái)D壓。加之,國家環(huán)保政策不斷緊縮,UGI氣化工藝生存的政策空間日益狹小,進(jìn)一步削弱了無煙煤的競爭優(yōu)勢(shì),化工無煙煤市場(chǎng)急劇萎縮。
路在何方?難道無煙煤要退出煤化工的歷史舞臺(tái)?
身處百年未有之大變局的新時(shí)代,晉煤人不氣餒、不懈怠,秉承“不怕榜上無名、堅(jiān)信腳下有路”的企業(yè)精神,決心從哪里跌倒,就從哪里站起來。
作為省屬骨干國企業(yè),晉煤集團(tuán)以保障國家糧食和能源安全為己任,堅(jiān)定落實(shí)新發(fā)展理念和能源革命戰(zhàn)略思想,認(rèn)真落實(shí)山西省委“四位四高兩同步”總體思路和要求,遵照高端化、差異化、市場(chǎng)化和環(huán)境友好型“三化一型”要求,瞄準(zhǔn)“六新”蹚新路,響亮提出“三爐并進(jìn)”發(fā)展思路和“帶著爐子去賣煤、帶著爐子去賣氣”戰(zhàn)略舉措,打響了一場(chǎng)無煙塊煤高效氣化的攻堅(jiān)戰(zhàn)。
晉煤集團(tuán)聯(lián)合中國化學(xué)集團(tuán)賽鼎工程公司、中國航天科技集團(tuán)西安航天六院、上海倍能科技公司,針對(duì)晉城無煙塊(碎)煤特性,開發(fā)出晉煤S爐、晉煤H爐和晉煤L爐三種大型塊(碎)煤加壓氣化工藝,緊緊抓住未來2-3年的存量市場(chǎng)調(diào)整機(jī)遇期,加快推進(jìn)適應(yīng)無煙碎煤氣化技術(shù)研發(fā)示范和煤化工產(chǎn)業(yè)高質(zhì)量轉(zhuǎn)型發(fā)展,努力為全省乃至全國無煙塊煤清潔高效利用開辟一條示范路徑。
晉煤S爐
晉煤S爐,是晉煤集團(tuán)和中國化學(xué)集團(tuán)賽鼎工程有限公司聯(lián)合研發(fā)的一種新型加壓固定床高效熱能回收固態(tài)排渣氣化技術(shù)。目前晉煤S爐已有內(nèi)徑3.8米、5米(4.0-6.0MPa)不同系列產(chǎn)品,內(nèi)徑5米氣化爐單爐合成氨產(chǎn)能可達(dá)30萬噸/年,并副產(chǎn)SNG約8000Nm3/h,實(shí)現(xiàn)了碎煤加壓氣化技術(shù)大型化。該裝置正在河南晉煤天慶公司建設(shè),具有運(yùn)行穩(wěn)定、周期長、熱量回收利用率高、甲烷含量高等特點(diǎn),可廣泛的應(yīng)用于合成氨生產(chǎn)、城市煤氣、玻璃陶瓷燃料氣等領(lǐng)域。
晉煤H爐
晉煤H爐,由晉煤集團(tuán)和西安航天六院共同合作研發(fā),該爐借鑒熔渣氣化的眾多研究成果,成功破解高灰熔點(diǎn)碎煤液態(tài)排渣關(guān)鍵技術(shù)難題,具有原料適應(yīng)性廣、氣化效率高、建設(shè)周期短、運(yùn)行和維護(hù)成本低等優(yōu)勢(shì),是符合國家及行業(yè)發(fā)展要求的先進(jìn)氣化技術(shù)。該技術(shù)2020年4月27日在晉豐聞喜分公司工業(yè)化裝置圓滿完成168小時(shí)運(yùn)行測(cè)試,全過程廢水零排放、廢氣全達(dá)標(biāo)、廢固全回收,碳轉(zhuǎn)化率高達(dá)99%以上,環(huán)保、經(jīng)濟(jì)、節(jié)能效益顯著。
晉煤L爐
晉煤L爐,由晉煤集團(tuán)與上海倍能化工技術(shù)有限公司研發(fā)合作,在傳統(tǒng)碎煤移動(dòng)床加壓氣化技術(shù)的基礎(chǔ)上,引入現(xiàn)代煤氣化技術(shù)手段,是高灰熔點(diǎn)晉城無煙碎煤高效、安全氣化的最佳方案之一。具有運(yùn)行安全、生產(chǎn)強(qiáng)度大、操作壓力高、氣化溫度高,以及環(huán)境友好、適應(yīng)高灰熔點(diǎn)無煙碎煤的優(yōu)勢(shì)。
晉煤S爐、晉煤H爐、晉煤L爐均具有碳轉(zhuǎn)化率高、各項(xiàng)消耗低、氣體成分好、零污染等突出優(yōu)點(diǎn),是全球領(lǐng)先的大型加壓氣化工藝,同時(shí),實(shí)現(xiàn)了技術(shù)的全面國產(chǎn)化,擁有完全的自主知識(shí)產(chǎn)權(quán),成功走出一條軍民融合、產(chǎn)學(xué)研一體化的創(chuàng)新之路。
圖為2020年4月晉煤H爐工業(yè)化試驗(yàn)中央控制室。
目前,晉煤集團(tuán)“三爐并進(jìn)”技術(shù)已取得階段性成果,具有經(jīng)濟(jì)性均優(yōu)于傳統(tǒng)的UGI爐,市場(chǎng)比較優(yōu)勢(shì)逐步顯現(xiàn)。在無煙混塊比神木末煤高166元/噸的情況下,H爐和S爐與氣流床燒神木煤噸氨成本相近,L爐比氣流床燒神木煤低73元/噸,充分說明三爐具有較強(qiáng)的競爭力。
圖為晉煤集團(tuán)華昱公司2018年8月建成投產(chǎn)的高硫煤潔凈利用年產(chǎn)百萬噸清潔燃料項(xiàng)目。
為了加快先進(jìn)煤氣化工藝落地生根,晉煤集團(tuán)9個(gè)大型氣化島項(xiàng)目建設(shè)全面推進(jìn)。河南延化、湖北華強(qiáng)、江蘇恒盛、山東日月、江蘇雙多等9大型氣化島項(xiàng)目共投資約330億元,投運(yùn)后可轉(zhuǎn)化晉煤集團(tuán)原料煤931萬噸/年。此舉將助力晉煤集團(tuán)走出無煙煤氣化的困境,無煙煤的“春天”將再次來臨。
圖為2020年1月10日晉煤集團(tuán)與中國化學(xué)工程集團(tuán)有限公司在太原簽訂戰(zhàn)略合作協(xié)議。
鞏固和深化煤化聯(lián)動(dòng),走好“產(chǎn)業(yè)優(yōu)、質(zhì)量高、效益好、可持續(xù)”的發(fā)展新路,推進(jìn)“三爐并進(jìn)”戰(zhàn)略,帶著爐子去賣煤、帶著爐子去賣氣,通過“建島+供氣”模式,集成行業(yè)優(yōu)秀要素資源,為目標(biāo)用戶提供工業(yè)合成氣、燃料氣“氣源”和整套的技術(shù)支撐和一攬子服務(wù)……晉煤集團(tuán)正在推動(dòng)傳統(tǒng)煤化工產(chǎn)業(yè)高質(zhì)量轉(zhuǎn)型發(fā)展上奮力蹚出一條新路來,努力為實(shí)現(xiàn)全國無煙碎煤的清潔高效利用貢獻(xiàn)“晉煤力量”,為全國高灰熔點(diǎn)碎煤氣化技術(shù)研發(fā)提供“晉煤方案”。
面向“十四五”,晉煤集團(tuán)將繼續(xù)做強(qiáng)燃?xì)庵鳂I(yè),主導(dǎo)非常規(guī)天然氣基地建設(shè);鞏固煤炭產(chǎn)業(yè)的基礎(chǔ)地位,堅(jiān)定走好減、優(yōu)、綠發(fā)展之路;鞏固延伸“煤-氣-化”產(chǎn)業(yè)鏈,打造煤化工產(chǎn)業(yè)品牌;進(jìn)一步做大瓦斯發(fā)電規(guī)模,補(bǔ)強(qiáng)拓寬“煤-氣-化”產(chǎn)業(yè)鏈;聚焦“六新”突破,積極穩(wěn)妥布局新興產(chǎn)業(yè),加快建設(shè)燃?xì)庋b備制造基地,大力發(fā)展煤化工副產(chǎn)氣制氫,建設(shè)甲醇重整制氫、氫能重卡示范項(xiàng)目,推進(jìn)山西地?zé)豳Y源開發(fā)利用,開發(fā)無煙煤制備石墨烯、儲(chǔ)能電池負(fù)極材料,布局煤基化纖、塑料和有機(jī)硅化工新材料……探索無煙煤清潔高效利用和現(xiàn)代煤化工轉(zhuǎn)型升級(jí)的新思路、新方法、新途徑,晉煤集團(tuán)一直在路上!
(范瑞芳 吳麗)