UGI爐：化肥企業中仍唱主角

文/王樂意

煤氣化在合成氨生產過程中是道關鍵工序，它的能耗占整個工藝流程的70%左右，是直接影響產品成本和企業經濟效益的主要因素。作為與我國合成氨工業一起成長，并在很長一段時間內占主導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”的糾結之中，原因與當年7月國家發改委出臺的《關于加強煤化工項目建設管理促進產業健康發展的通知》有關。《通知》提出，煤化工企業禁止核準或備案采用固定床間歇氣化和直流冷卻技術的煤氣化項目，而應發展流化床、氣流床等大型氣化技術。

然而據筆者了解，現實中，UGI爐在我國化肥企業中仍占主導地位。以山西為例，從《通知》出臺的2006年7月到現在，核準或者備案了不下5套合成氨、尿素項目，合成氨總產能超過150萬噸，而這些項目全部采用UGI爐。這也不得不讓筆者產生疑惑：國家發改委既然提出限制固定床間歇氣化技術工藝，為什么這么多企業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爐的山西晉城地區企業中進行了調查。

現實狀況：國家明令淘汰 企業仍然熱衷

據悉，國家發改委提出限制固定床間歇氣化技術工藝主要是從環保方面來考慮。煤有褐煤、煙煤、無煙煤之分，還有大塊、中塊、小塊、煤粉之別。不同品種、粒度的煤結渣性、煤灰熔融性、灰熔點、冷強度、熱裂性各不相同。為經濟合理利用煤炭資源，煤氣化技術主要分塊煤(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。

目前全國有近萬臺氣化爐在運行，各種煤氣化技術各有優勢。從1935年引進UGI常壓固定床間歇氣化技術起步，到20世紀50年代引進加壓固定床連續氣化技術及20世紀80年代引進德士古水煤漿加壓氣化技術，進入21世紀我國又引進荷蘭殼牌公司的干粉煤加壓氣化技術。再加上我國自行研究開發的固定床無煙煤富氧氣化技術、灰熔聚流化床粉煤氣化技術、恩德爐粉煤氣化技術、多噴嘴水煤漿加壓氣化技術、多原料煤加壓氣化技術、二段式干煤粉加壓氣化技術、多噴嘴對置式干粉煤加壓氣化技術、航天爐氣化技術、水煤漿水冷壁氣化技術等，可以說我國是世界上研究與應用各種煤氣化技術最多的國家。

由于過去固定床間歇氣化工藝在制氣過程中設有吹風階段，所產生的吹風氣不經過處理直接利用煙囪排放，不利于環保，因此，國家發改委要求禁止核準間歇式煤氣化技術。

然而，根據筆者的調查，在山西晉城地區的14家煤化工企業中，有11家生產尿素、合成氨，去年尿素產量為434.8萬噸，占全國總產量的10.87%。這些化肥企業的煤氣化技術全都用的是UGI爐，總共244臺。

山西煤化工協會專家委員會專家白玉祥指出：“山西采用UGI爐的情況可以說是全國的一個樣本。全國采用常壓固定床氣化技術的氨醇年生產能力共3000萬噸，占以煤為原料的氨醇生產能力的70%，在國內化肥企業中占主導地位。”

企業看法：政策不應一刀切 最適合才是最好

企業普通認為，固定床間歇氣化技術還要長期存在下去，甚至還要存在十年、二十年，這是一個不爭的事實。山西一家化肥企業高層甚至很不客氣地指出，國家有關部門在制定相關產業政策時，基層調研不徹底，專家論道很強勢，真正來自化肥企業方的利益代表無法參與其中，以至于一些政策沒有完全站在化肥企業的立場上，并不能夠代表化肥企業的聲音。

“先進的不一定是最經濟的，最適合企業的技術才是最好的技術。”這是接受調查的企業經過多次挫折后得出的共識。這些企業一致認為，以原料煤清潔高效利用為基礎，既要考慮原料煤能夠滿足工藝要求，又要考慮原料煤供應的可靠性，還要考慮經濟性。如果一味追求“先進”，那么大規模工業化生產的經濟性、穩定性就要大打折扣。

一位企業老總舉例說：“在內蒙古等煤炭產地，新上的大裝置盡管采用了新型煤氣化技術，但其電耗依然很高。如果不是在電費、運輸上享受優惠，其生存也成問題。”

山西蘭花集團副總經理牛斌表示：“不同的煤種適合于選擇不同的氣化技術，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，還有人就愛開汽車，沒有先進性的區別，只有適用性之分。選擇合適的煤氣化爐，煤種是企業考慮的主要因素。”

山西天澤煤化工集團煤氣化廠廠長張國瑞則認為：“實踐證明，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，我國內蒙古、云南和廣西等地有大量褐煤，大都是灰分較高的劣質煤，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董事長賈根柱還告訴筆者：“我們也想用比固定床更先進的煤氣化爐。我們曾多次組織專家和技術人員到已經采用大型煤氣化技術的企業考察，通過大量的實際調研，并從能耗水平、環保治理、技術可靠性、建設投資、產品成本、原料適用范圍等多方面進行綜合分析與對比，還沒有發現我們認為理想的爐型，固定床氣化技術是目前無煙煤（含粉煤成型）制合成氨最合適的技術。”

對此，一些企業高層人士建議，國家應出臺政策完善固定床氣化技術，以確保氮肥行業的結構調整。首先，鑒于目前還沒有適合于晉城塊煤的先進煤氣化技術，而固定床氣化技術還是最適合晉城無煙煤造氣的現實，希望國家不要一刀切。國家在提出“禁止核準或備案采用固定床間歇氣化（UGI爐）項目”時，應注明“無煙煤除外”。

其次，國家應該把無煙煤氣化技術的攻關和應用提高到戰略高度，通過對引進技術的消化吸收和合作攻關，掌握核心技術和關鍵技術，形成具有自主知識產權的、適合晉城無煙煤氣化的新技術，增強科技對產業發展的支撐力。

再次，對于氮肥行業的節能環保項目、清潔安全生產技術改造項目、原料結構與產品結構調整項目、煤氣化新產品開發項目等，政府要在金融、資金、稅收政策等方面給予扶持。

存在理由：適合無煙煤造氣 投資少運行穩定

為什么這種國家明令限制淘汰的氣化爐，在企業中仍占這么大的比例呢？接受調查的企業一致反映，現實中，許多號稱先進的爐型均不合適當地煤種，淘汰UGI爐還比較難。

首先，固定床氣化是最適合當地無煙煤造氣的技術。

晉城地處沁水煤田南端，是全國無煙煤儲量最集中的地區，已探明儲量271億噸, 占山西省無煙煤儲量的61%，占全國無煙煤儲量的24%。晉城地區無煙煤俗稱白煤，由于其熱值高、灰分小、含硫低、密度大、硬度高、不結焦、穩定性強、抗碎強度好等特點, 特別適用于工業造氣，是化工生產的優質原料，長期以來在全國占有一定的優勢。據統計，晉城每年向國內26個省、市、自治區的化肥行業提供3000萬噸以上的原料煤，供應著全國大部分中小氮肥企業的原料用煤。

然而，晉城的無煙塊煤只能在固定床氣化爐中氣化，而UGI爐是目前無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煙塊煤。

其次，固定床間歇氣化技術已經得到了提升。

在晉城地區，筆者在眾多企業都看到了一排排的固定床氣化爐。為什么“落后”的技術還有如此的陣勢？山西天澤煤化工集團副董事長韓永慶告訴筆者：“無論是國外引進的德士古水煤漿、殼牌和GSP的干粉氣化等煤氣化技術，還是國內新開發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，其研究應用目的都是擺脫對山西優質無煙煤的長期依賴，開發使用劣質煤，實現煤化工原料本地化。但遺憾的是，目前真正適用于優質無煙煤的煤氣化技術，除了固定床氣化技術外，在國內外還沒有成熟的先例。”

而據山西天澤煤化工集團總經理助理、技術研發中心主任王翔分析，常壓固定床間歇氣化工藝雖不算先進，但具有技術實用、投資低、建設周期短、操作簡單易管理的特點。經過企業幾十年的革新改造，現在已不是傳統意義上的固定床氣化技術。如通過采用微機油壓控制技術、蒸汽壓力前饋補償控制和流量自動調節技術、合成氨氫氮比自調技術、機電一體化自動加煤和下灰技術、爐況優化控制技術等，實現了造氣自動化連續生產，減輕了勞動強度，改善了操作環境，提高了單爐發氣量，穩定了合成氨工藝指標。再加上爐渣返回鍋爐和吹風氣余熱回收利用等技術的運用，其生產成本明顯低于其他煤氣化技術。

據了解，山西天澤煤化工集團采用固定床氣化爐，噸氨綜合能耗降到了1156千克標準煤。前幾年，在化肥市場嚴重疲軟的狀況下，在國內以煤為原料的化肥企業中，有一定利潤而不虧損的，不是采用先進煤氣化技術的企業，反而全部是采用固定床煤氣化技術的企業。今年上半年，采用固定床煤氣化技術的山西天澤煤化工集團實現利潤3.21億元。其中，通過節能降耗節約煤炭9.59萬噸、電3505萬千瓦時，折合人民幣1.21億元，占公司全部利潤的37.7%。“因此，固定床氣化裝置不但不應算落后設備，而且還是一種非常適用于晉城當地煤氣化的經濟可行的技術選擇。”王翔說。

山西天澤煤化工集團副董事長、總經理馬月生還表示：“固定床煤氣化技術還有一個特點是裝置建設投資少，建設周期短，能夠穩定運行。如一個年產18萬噸合成氨、30萬噸尿素項目，選擇傳統的UGI爐只需1億元投資，而采用國外技術裝備的投資則需要4億～5億元，大部分企業特別是中小企業都難以承受動輒數億元的投資。以我們為例，UGI爐裝置建設時間只有8個月，而其他爐型至少也得2年以上。而且UGI爐對生產運行有保障，幾乎不會因檢修影響生產。這些特點是其他新型煤氣化技術無法相比的。如果將這些算入成本，現在難說孰優孰劣。”

在蘭花集團田悅公司固定床煤氣化爐現場，造氣車間副主任樊紀峰指著正在運行的一排爐子對筆者說：“應該重新認識UGI爐。實際上，固定床連續氣化出口煤氣溫度和灰渣排出溫度均較低，這就奠定了該技術運行成本較經濟的基礎。而且，企業規模也有大中小之分，中小規模的企業不可能完全滅絕，不要簡單地認為引進的煤氣化工藝就很環保和耗能低，因地制宜選擇合適的煤氣化工藝才對。”

全國化肥工業信息總站常務副站長鄭偉中則指出：“目前有500余家合成氨企業在應用固定床連續氣化技術，是我國目前煤氣化應用最廣泛的技術。我們注意到，今年8月6日出臺的《節能減排‘十二五’規劃》中，并沒有提到要淘汰固定床氣化技術。”