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最近幾年，煤化工越來越熱。隨著我國煤化工的快速發(fā)展，作為煤化工裝置龍頭的氣化爐，其運行也進入成熟穩(wěn)定期。從不同技術(shù)看，以多噴嘴、航天爐為代表的國產(chǎn)化技術(shù)運行穩(wěn)定，并走向大型化；以前爭議不斷的殼牌氣化爐，其開車運行也漸入佳境；去年下半年，世界首臺水煤漿水冷壁氣化爐也開發(fā)成功。

然而，最近記者在調(diào)查采訪中發(fā)現(xiàn)，不少煤化工企業(yè)在選擇氣化爐的時候，往往會出現(xiàn)“挑花了眼”的尷尬，且面臨三大誤區(qū)。

誤區(qū)一：水煤漿爐全改為水冷壁

去年8月，世界首臺水煤漿氣化水冷壁氣化爐在陽煤豐喜臨猗分公司成功開發(fā)并建成投運。該爐型由山西陽煤豐喜肥業(yè)（集團）有限責任公司與清華大學、北京達力科公司等共同開發(fā)，能消化高灰分、高灰熔點、高硫煤，易于實現(xiàn)原料煤本地化，解決了水煤漿氣化爐耐火磚磨損、不能長周期運轉(zhuǎn)的問題。水冷壁爐的成功開發(fā)，為煤化工企業(yè)提供了新的選擇，也引起了業(yè)內(nèi)的廣泛關(guān)注。

不過，最近記者了解到，國內(nèi)有不少煤化工企業(yè)都打算把正在運行的水煤漿氣化爐，由耐火磚結(jié)構(gòu)改造為水冷壁結(jié)構(gòu)。對此，多位業(yè)內(nèi)人士表示，這是一種誤區(qū)。

航天長征化學工程股份有限公司技術(shù)總監(jiān)盧正滔表示，水冷壁結(jié)構(gòu)只是將氣化爐的襯里進行了改變，仍屬于水煤漿氣化爐。進入這種氣化爐的煤漿含有35%～40%的水，水要被加熱到氣化反應(yīng)溫度，就需多消耗煤和氧氣，且要把熱量傳到水冷壁副產(chǎn)蒸汽，還要再消耗煤和氧氣。不少企業(yè)為了擴寬煤種的使用范圍，將耐火磚改造為水冷壁。在這種情況下，實現(xiàn)燒灰熔點高的煤，是以多消耗煤和氧氣為代價，以拼成本為代價的。因此，企業(yè)在改造時不能盲目，要全面考慮問題。

作為水冷壁氣化爐研發(fā)單位之一的山西陽煤豐喜肥業(yè)集團有限責任公司的總工程師韓喜民向記者坦承，水冷壁爐的性能肯定比熱壁爐要好，但企業(yè)在選用時應(yīng)考慮經(jīng)濟性問題。現(xiàn)在他們的水冷壁爐使用的是神木煤，摻燒10%、20%、30%高灰熔點的陽泉末煤后，氧耗增加了，相應(yīng)的二氧化碳也增加了，有效氣體產(chǎn)生量下降，等于是用氧氣產(chǎn)了蒸汽。目前，神木煤價格是750元/噸，如果陽泉沫煤價格不超過600元/噸，算總賬還是劃算的。但是，目前陽泉沫煤價格已經(jīng)達到900～1000元/噸，再用水冷壁爐燒陽泉末煤已經(jīng)沒有意義了。他指出，煤化工企業(yè)選用水冷壁爐，如果當?shù)赜懈呋胰埸c的煤，在煤價低時可行，如果價格太高就不劃算了。

中科合成油工程有限公司高級工程師唐宏青指出，水冷壁爐只適合灰熔點高于1300℃的煤，這樣煤的制漿性能才好，而用干煤粉氣化時，不合適選用這種爐型。企業(yè)在選擇時應(yīng)全面考慮。

針對有企業(yè)想把正在運行中的水煤漿氣化爐改造為水冷壁結(jié)構(gòu)，華東理工大學潔凈煤技術(shù)研究所所長于廣鎖表示，對氣化爐“開膛破肚”進行改造存在安全隱患。把爐子割開后，如果企業(yè)缺少現(xiàn)場整體熱處理經(jīng)驗，安全風險會很大。

誤區(qū)二：廢鍋流程最適用煤化工

進入中國的20多臺殼牌氣化爐，全部采用廢熱鍋爐流程（簡稱廢鍋流程）。當時，煤化工業(yè)內(nèi)對此有質(zhì)疑，認為廢鍋流程適合發(fā)電，并不適用于煤化工。事實上，國內(nèi)多臺殼牌爐投產(chǎn)后，起初開車也并不順利。但是，經(jīng)過近幾年的摸索、調(diào)試，殼牌爐開車運行逐漸穩(wěn)定，有的甚至滿負荷連續(xù)運行了300多天。隨之而來的是另一種觀點：既然殼牌爐開好了，證明廢鍋流程能連續(xù)長周期穩(wěn)定運行，那么煤化工企業(yè)應(yīng)該優(yōu)先選擇這種流程。這種說法對嗎？

據(jù)了解，氣化爐產(chǎn)生的高溫合成氣的冷卻方式一般有2種。一種是廢鍋流程，即先采用循環(huán)煤氣激冷，然后采用廢熱鍋爐進一步對合成氣進行冷卻；另一種是激冷流程，即采用水激冷的方式對合成氣進行直接冷卻。

記者了解到，華能集團清潔能源技術(shù)研究院開發(fā)的兩段式干煤粉氣化爐，其應(yīng)用在天津綠色煤電250兆瓦級整體煤氣化聯(lián)合循環(huán)發(fā)電工業(yè)示范工程上時，采用的是廢鍋流程；而其應(yīng)用于內(nèi)蒙古世林化工有限公司年產(chǎn)30萬噸/年甲醇項目上時，采用的卻是激冷流程。同樣是兩段爐，應(yīng)用于發(fā)電與甲醇生產(chǎn)上時，配備的流程為何不一樣？

兩段爐研發(fā)帶頭人、華能集團清潔能源技術(shù)研究院院長許世森向記者介紹，發(fā)電是用煤產(chǎn)生蒸汽、燃氣，然后用于發(fā)電，是把熱能轉(zhuǎn)變成電能的過程，熱能要全部回收。如果發(fā)電工藝采用激冷流程，就需要把1400℃的蒸汽降至210℃，這樣會造成熱量損失，每小時要少產(chǎn)生100噸蒸汽，這樣發(fā)電就少了。因此，發(fā)電項目采用廢鍋流程比較合適。

許世森表示，煤化工是把煤轉(zhuǎn)變成有效合成氣，如果采用激冷流程，熱效率會損失一點，但由于后續(xù)變換系統(tǒng)還要加入蒸汽，相互抵消，熱損失不大。而煤化工如果采用廢鍋流程，其廢熱鍋爐、陶瓷過濾器的投資很大，相較采用激冷流程，一個日投煤2000噸的氣化爐要多花2億元。

許世森指出，廢鍋流程確實比激冷流程熱能轉(zhuǎn)換效率高，節(jié)能效果明顯。煤化工項目采用廢鍋流程后，爐子運行穩(wěn)定，煤種適應(yīng)性也強，但其代價是投資比較高、故障率高、產(chǎn)品競爭力弱。相較之下，還是激冷流程用于煤化工比較理想。

唐宏青認為，后續(xù)流程也是氣化的一部分，在氣化中得到或損失的能量，要看在后續(xù)工序中能否補充回來。在同樣原料、不同的設(shè)計中，蒸汽平衡如果做得好，全系統(tǒng)的能耗就低。因此，單獨討論氣化爐能回收多少能量是沒有意義的。

“目前，不少企業(yè)喜歡宣傳這樣的字眼：連續(xù)開車多少天、最高負荷多少。其實，我認為不能把類似體育比賽的規(guī)則引入化工。如果說打通流程得到產(chǎn)品就是成功，那么，用電解水得到氫氣，再用空分得到氮氣，然后將氫氣和氮氣合成氨就是成功。但是，企業(yè)能接受這樣的工業(yè)化流程嗎？化工項目應(yīng)當用優(yōu)化的方法來進行流程設(shè)計，裝置如果能安穩(wěn)常滿運行，就可以節(jié)能省錢。煤氣化爐有兩個用途--發(fā)電與化工。兩者的后續(xù)流程，應(yīng)各自取舍。”唐宏青說。

誤區(qū)三：氣化爐規(guī)模越大就越好

大型化是煤化工的發(fā)展方向。而煤化工要大型化，作為裝置龍頭的氣化爐也要大型化，要提高日投煤量，擴大單爐制氣能力。今年2月14日，工信部、科技部、財政部、國務(wù)院國資委聯(lián)合制定發(fā)布《重大技術(shù)裝備自主創(chuàng)新指導目錄》（2012年版），大型氣流床氣化爐成套設(shè)備也被列入其中。在這種情況下，在國內(nèi)推廣使用的煤氣化爐也越來越大。目前，多噴嘴水煤漿氣化爐已經(jīng)從日投煤750噸發(fā)展到3000噸，航天爐從日投煤750噸發(fā)展到1600噸，殼牌煤氣化爐也達到了每天單臺可處理干燥原煤2870噸。

對此，目前業(yè)內(nèi)有一種論調(diào)認為：氣化爐要大型化，越大就越好，沒有上限。業(yè)內(nèi)人士認為，這種看法也存在偏頗。

唐宏青認為，氣化爐并不是越大越好，因為爐子越大，操作越困難，開停車一次的損失就越大。此外，爐子大了，會帶來一系列后續(xù)問題，比如灰塵容易堵塞，其他設(shè)備、管道、管件都要大型化，會帶來投資增加。因此，他認為在選擇氣化爐大小的時候要從整體上考慮，不能只看一點。總的來說，氣化爐日投煤量在1500～2000噸比較合適。

于廣鎖也向記者表示，氣化爐的大小應(yīng)當根據(jù)項目來定，要根據(jù)項目的需求來選擇匹配的大小。比如，上海焦化原來是4臺日投煤量500噸的水煤漿氣化爐，三開一備，但爐子太小，氣化爐太多，造成投資大、操作管理難度大，操作工人也多。后來，上海焦化將氣化爐改造為日投煤量2000噸的多噴嘴氣化爐，只需要兩臺爐子，一開一備，總的開停車費用降低了。于廣鎖表示，今后氣化爐日投煤量在2000～3000噸比較合適。

陜西延長石油集團西灣煤化工項目籌建處技術(shù)顧問李佩玉則認為，氣化爐日投煤量在4000噸比較合適，因為大型化后投資少。不過，企業(yè)也不能盲目追求大，還是應(yīng)該綜合統(tǒng)籌考慮。

據(jù)了解，煤氣化爐的尺寸大、殼體厚、結(jié)構(gòu)復雜，受運輸條件的限制。比如，長50.1米、總重1283噸的殼牌爐，其設(shè)備殼體共分14段制造，其中氣化爐7段，輸氣管1段，氣體返回室2段，合成氣冷卻器2段，合成氣冷卻器裙座2段。設(shè)備制造完畢后，再分段發(fā)運到用戶現(xiàn)場，進行殼體的組裝及內(nèi)件安裝。如果氣化爐太大，其制造、運輸、組裝也會存在一些問題。

另據(jù)專家介紹，在氣化爐大型化過程中，如果水煤漿爐單噴嘴投煤量為3000噸，燒嘴會霧化不好，無法做到均勻混合，此外還會帶來碳轉(zhuǎn)化率、氣化效率低的問題。許世森認為，在氣化爐大型化過程中，還有個對氣化爐優(yōu)化設(shè)計的問題，比如燒嘴的布置。爐子投煤量放大后，要考慮提高其運行穩(wěn)定性、可靠性，提高其碳轉(zhuǎn)化率。