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為現代煤化工轉型升級提供“晉煤方案”
“三爐并進”蹚出高質量轉型發展新路

2020-09-11 14:12:00

  中國現代煤化工的發展速度令世人矚目,但由于發展時間短、技術成熟度不夠等原因,發展質量不高的問題日益凸顯。“十四五”期間,現代煤化工仍然是行業發展的戰略重點,是中國由石化大國向強國邁進的標志性領先產業,轉型升級迫在眉睫。

  9月9日-9月11日,2020年(第四屆)中國國際煤氣化技術與產業大會在山西省晉城市舉辦,700多名參會嘉賓及代表、120多位煤氣化行業專家、65個項目業主單位、40場行業報告,聚焦新形勢下煤氣化工藝升級、煤氣化裝備智造及國產化,重點推介無煙煤氣化技術及工程實踐,探索無煙煤清潔高效利用的更廣闊空間。

  無煙煤作為傳統煤化工最優質的造氣原料,具有熱穩定性好,發熱量大、機械強度大,低灰、低硫、低揮發分,固定碳含量高、化學活性高、灰熔點高、產塊率高的“一好二大三低四高”煤種優勢,更是冶金、石灰等乃至未來制氫最好的原料、燃料。

  山西晉城,無煙煤總儲量達808億噸,占中國無煙煤儲量四分之一。作為歷史上英國皇室壁爐專用煤,無煙煤以其燃燒時間長、火力旺、無煙等特點,成為民用首選,并經歷了“唯獨無煙煤可生產尿素”的一段黃金期,創造了“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集團——晉煤集團有60多年發展史,是全國最大的煤層氣開發利用企業、優質無煙煤重要的生產基地、最大的煤化工企業集團和最大的瓦斯發電企業。依托優質的無煙煤資源稟賦,推進“煤化聯動”,煤化工產業在全國10個省市擁有20家化工企業和1家專業技術研究機構,合成氨、尿素產量約占全國總產量的20%,商品甲醇流通量約占全國總量的25%。

煤化工產業布局圖

  晉煤集團無煙煤從上世紀50年代到2010年前后,一直是常壓UGI氣化工藝最優質的化工原料用煤,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的唯一化肥原料。

  隨著國家供給側結構性調整和能源革命步伐的加快,新技術突飛猛進,煤氣化產業遭遇“洗牌”,“皇帝的女兒”也開始“愁嫁”。

  2006年起,粉煤氣化、水煤漿氣化技術日益成熟,煤化工行業以航天爐、水煤漿為代表的現代加壓氣化工藝迅速發展,受低廉的長焰煙、煙煤價格影響,對UGI氣化工藝形成嚴重擠壓。加之,國家環保政策不斷緊縮,UGI氣化工藝生存的政策空間日益狹小,進一步削弱了無煙煤的競爭優勢,化工無煙煤市場急劇萎縮。

  路在何方?難道無煙煤要退出煤化工的歷史舞臺?

  身處百年未有之大變局的新時代,晉煤人不氣餒、不懈怠,秉承“不怕榜上無名、堅信腳下有路”的企業精神,決心從哪里跌倒,就從哪里站起來。

  作為省屬骨干國企業,晉煤集團以保障國家糧食和能源安全為己任,堅定落實新發展理念和能源革命戰略思想,認真落實山西省委“四位四高兩同步”總體思路和要求,遵照高端化、差異化、市場化和環境友好型“三化一型”要求,瞄準“六新”蹚新路,響亮提出“三爐并進”發展思路和“帶著爐子去賣煤、帶著爐子去賣氣”戰略舉措,打響了一場無煙塊煤高效氣化的攻堅戰。

  晉煤集團聯合中國化學集團賽鼎工程公司、中國航天科技集團西安航天六院、上海倍能科技公司,針對晉城無煙塊(碎)煤特性,開發出晉煤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年的存量市場調整機遇期,加快推進適應無煙碎煤氣化技術研發示范和煤化工產業高質量轉型發展,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,是晉煤集團和中國化學集團賽鼎工程有限公司聯合研發的一種新型加壓固定床高效熱能回收固態排渣氣化技術。目前晉煤S爐已有內徑3.8米、5米(4.0-6.0MPa)不同系列產品,內徑5米氣化爐單爐合成氨產能可達30萬噸/年,并副產SNG約8000Nm3/h,實現了碎煤加壓氣化技術大型化。該裝置正在河南晉煤天慶公司建設,具有運行穩定、周期長、熱量回收利用率高、甲烷含量高等特點,可廣泛的應用于合成氨生產、城市煤氣、玻璃陶瓷燃料氣等領域。

晉煤H爐

  晉煤H爐,由晉煤集團和西安航天六院共同合作研發,該爐借鑒熔渣氣化的眾多研究成果,成功破解高灰熔點碎煤液態排渣關鍵技術難題,具有原料適應性廣、氣化效率高、建設周期短、運行和維護成本低等優勢,是符合國家及行業發展要求的先進氣化技術。該技術2020年4月27日在晉豐聞喜分公司工業化裝置圓滿完成168小時運行測試,全過程廢水零排放、廢氣全達標、廢固全回收,碳轉化率高達99%以上,環保、經濟、節能效益顯著。

晉煤L爐

  晉煤L爐,由晉煤集團與上海倍能化工技術有限公司研發合作,在傳統碎煤移動床加壓氣化技術的基礎上,引入現代煤氣化技術手段,是高灰熔點晉城無煙碎煤高效、安全氣化的最佳方案之一。具有運行安全、生產強度大、操作壓力高、氣化溫度高,以及環境友好、適應高灰熔點無煙碎煤的優勢。

  晉煤S爐、晉煤H爐、晉煤L爐均具有碳轉化率高、各項消耗低、氣體成分好、零污染等突出優點,是全球領先的大型加壓氣化工藝,同時,實現了技術的全面國產化,擁有完全的自主知識產權,成功走出一條軍民融合、產學研一體化的創新之路。

圖為2020年4月晉煤H爐工業化試驗中央控制室。

  目前,晉煤集團三爐并進技術已取得階段性成果,具有經濟性均優于傳統的UGI爐,市場比較優勢逐步顯現。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的競爭力。

圖為晉煤集團華昱公司2018年8月建成投產的高硫煤潔凈利用年產百萬噸清潔燃料項目。

  為了加快先進煤氣化工藝落地生根,晉煤集團9個大型氣化島項目建設全面推進。河南延化、湖北華強、江蘇恒盛、山東日月、江蘇雙多等9大型氣化島項目共投資約330億元,投運后可轉化晉煤集團原料煤931萬噸/年。此舉將助力晉煤集團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日晉煤集團與中國化學工程集團有限公司在太原簽訂戰略合作協議。

  鞏固和深化煤化聯動,走好“產業優、質量高、效益好、可持續”的發展新路,推進“三爐并進”戰略,帶著爐子去賣煤、帶著爐子去賣氣,通過“建島+供氣”模式,集成行業優秀要素資源,為目標用戶提供工業合成氣、燃料氣“氣源”和整套的技術支撐和一攬子服務……晉煤集團正在推動傳統煤化工產業高質量轉型發展上奮力蹚出一條新路來,努力為實現全國無煙碎煤的清潔高效利用貢獻“晉煤力量”,為全國高灰熔點碎煤氣化技術研發提供“晉煤方案”。

  面向“十四五”,晉煤集團將繼續做強燃氣主業,主導非常規天然氣基地建設;鞏固煤炭產業的基礎地位,堅定走好減、優、綠發展之路;鞏固延伸“煤-氣-化”產業鏈,打造煤化工產業品牌;進一步做大瓦斯發電規模,補強拓寬“煤-氣-化”產業鏈;聚焦“六新”突破,積極穩妥布局新興產業,加快建設燃氣裝備制造基地,大力發展煤化工副產氣制氫,建設甲醇重整制氫、氫能重卡示范項目,推進山西地熱資源開發利用,開發無煙煤制備石墨烯、儲能電池負極材料,布局煤基化纖、塑料和有機硅化工新材料……探索無煙煤清潔高效利用和現代煤化工轉型升級的新思路、新方法、新途徑,晉煤集團一直在路上!

  (范瑞芳 吳麗)

來源:中國冶金報-中國鋼鐵新聞網

編輯:陳曦

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