煤氣化裝置升級改造的發展方向

楊曉勤，蔣遠華

(湖北宜化集團有限責任公司 湖北宜昌 443000)

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煤氣化裝置升級改造的發展方向

楊曉勤，蔣遠華

(湖北宜化集團有限責任公司 湖北宜昌 443000)

探討了與合成氨、尿素裝置配套的煤氣化裝置升級改造中加壓氣化工藝與常壓氣化工藝的主要差別。在優惠政策取消的情況下，常壓固定層氣化工藝已不具備競爭能力；從運行成本、能耗、人工、自動化等多方面考慮，與合成氨、尿素裝置配套的煤氣化裝置必須向大型加壓氣化工藝方向發展。

合成氨 尿素 加壓氣化 常壓氣化

經產品結構調整，目前湖北宜化集團有限責任公司(以下簡稱宜化集團公司)擁有22套合成氨、尿素裝置，液氨、甲醇和尿素年產能分別達到5 500 kt、300 kt和7 000 kt左右。經多年發展，宜化集團公司形成了氣頭與煤頭、常壓氣化與加壓氣化以及大、中、小規模等多種形式的工藝。在“十五”至“十二五”期間，著重開發了無煙粉煤成型氣化工藝，形成了自己的核心競爭力，迅速發展成為全國領先的化肥生產企業。2015年以來，國家取消中、小化肥企業的優惠電價政策，使中、小化肥企業噸氨和噸尿素生產成本分別上升260元和176元，電力成本在尿素總成本中占比由30%左右上升至超過40%，因此，采用加壓氣化工藝改造常壓氣化工藝成為迫在眉睫的必由之路。

1 合成氨和尿素產能比例

宜化集團公司的合成氨和尿素產能比例如表1所示。

表1 宜化集團公司的合成氨和尿素產能比例

項 目宜化液氨全國液氨宜化甲醇宜化尿素年產量/kt占比/%年產量/kt占比/%年產量/kt占比/%年產量/kt占比/%煤頭常壓氣化378069.13808051.6270100.0451064.1加壓氣化58010.61770024.07009.9氣頭111020.31650022.4183026.0焦爐氣及其他14802.0總計5470100.073760100.0270100.07040100.0

由表1可看出，宜化集團公司常壓氣化工藝生產的液氨占比偏高，加壓氣化工藝生產的液氨占比偏低。

2 加壓氣化與常壓氣化的對比

2.1 尿素生產成本

中部地區典型的加壓氣化工藝(6.5 MPa煙煤水煤漿氣化，二段絕熱變換，低溫甲醇洗、液氮洗凈化，14 MPa低壓氨合成，CO2汽提法合成尿素)與常壓氣化工藝(無煙粉煤成型、常壓UGI爐氣化，半水煤氣脫硫，2.1 MPa變換，濕法變脫，變壓吸附脫碳，12.5 MPa合成氣精制，27 MPa氨合成，CO2汽提法合成尿素)的噸尿素生產成本對比如表2所示。

表2 中部地區典型的加壓氣化工藝與常壓氣化工藝的噸尿素生產成本對比

項 目加壓氣化工藝單耗單價生產成本/元常壓氣化工藝單耗單價生產成本/元煤0.794t430元/t341.420.918t580元/t532.44蒸汽3.10t95元/t294.501.25t95元/t118.75電288kW·h0.6元/(kW·h)172.801067kW·h0.6元/(kW·h)640.20輔材75.0042.50制造費50.0043.40包裝41.2041.20副產品回收-30.00直接成本974.921388.49人工50.0071.7折舊172.9062.9利息70.00管理費用15.4015.4銷售費用3.403.4稅固定費用311.70153.40完全成本1286.621541.89

由表2可看出：加壓氣化工藝生產的噸尿素直接成本比常壓氣化工藝低414元，其中原料煤低191元、蒸汽和電低292元/t。按1套300 kt/a合成氨、520 kt/a尿素裝置改造投資10億元計，噸尿素固定成本增加約158元，而加壓氣化工藝生產噸尿素完全成本比常壓氣化工藝低約255元，因此，常壓氣化工藝改為加壓氣化工藝后，尿素裝置年可增加稅前效益1.33億元。

2.2 能耗

加壓氣化工藝與常壓氣化工藝的主要能耗對比如表3所示。

由表3可知，加壓氣化比常壓氣化噸尿素總能耗低4.41 GJ，其所用煤質更差、煤耗更低，但加壓氣化蒸汽用量大且品位高。從河南安陽中盈化肥有限公司尿素裝置完全不配置蒸汽鍋爐的運行實踐來看，其噸尿素電耗900 kW·h，比常壓氣化工藝生產的噸尿素電耗低167 kW·h， 此時加壓氣化工藝生

表3 加壓氣化工藝與常壓氣化工藝的主要能耗對比產噸尿素能耗降至21.52 GJ。因此，在配置相近的情況下，加壓氣化工藝能耗低于常壓氣化工藝。

項 目加壓氣化工藝常壓氣化工藝煤噸尿素消耗/kg794918低溫熱值/(kJ·kg-1)2302724283噸尿素能耗/GJ18.2822.29蒸汽噸尿素消耗/kg31001250壓力/MPa9.802.45溫度/℃535225焓值/(kJ·kg-1)3466.412802.26噸尿素能耗/GJ10.753.50電噸尿素消耗/(kW·h)2881067噸尿素能耗/GJ2.8310.48噸尿素總能耗/GJ31.8636.27

2.3 人員配置

對于同樣規模的生產裝置，采用常壓氣化工藝需配置人員500人左右，而加壓氣化工藝在260人左右。

3 結語

在優惠政策取消的情況下，常壓固定層氣化工藝很難具有競爭能力；從運行成本、能耗、人員配置及自動化程度等方面綜合考慮，與合成氨、尿素裝置配套的煤氣化裝置必須向大型加壓氣化工藝方向發展。宜化集團公司如改造3 700 kt/a的合成氨能力，則年可增加效益近17億元；如將部分產能轉移至靠近煤資源的地區，則效益將更為顯著。

Development Direction of Upgrading of Coal Gasification Plant

YANG Xiaoqin, JIANG Yuanhua

(Hubei Yihua Group Limited Liability Company Hubei Yichang 443000)

The main differences between pressuried gasification and atmospheric gasification in upgrading of coal gasification plant which is matched with ammonia and urea units are discussed.Under condition of cancellation of preferential policies, the atmospheric fixed-bed gasification process does not possess competitive capacity; considering from many respects such as operating cost, energy consumption, manpower and automation, etc., the coal gasification plant for ammonia and urea units must develop towards the direction of large- scale pressurized gasification process.

ammonia urea pressurized gasification atmospheric gasification

楊曉勤(1969—)，男，博士，高級工程師，總工程師；xqyang@163.com。

TQ113.2；TQ546

B

1006- 7779(2016)05- 0032- 02

2015- 12- 03)