我國自主煤氣化技術(shù)現(xiàn)狀與存在問題及對策

(鶴壁煤業(yè)(集團)公司，河南 鶴壁 458030)

1 前言

我國是富煤缺油少氣的國家，雖然國際石油價格在全球經(jīng)濟危機影響下低位徘徊過很長一段時間，但從長遠看，作為不可再生資源，石油價格回歸理性高位運行是必然趨勢。作為能源消費大國，無論從實際需要還是從戰(zhàn)略高度考慮，如何將我國豐富的煤炭資源進行潔凈、高效利用是當(dāng)前需要解決的緊迫問題，而煤氣化技術(shù)不僅是煤炭深度加工、轉(zhuǎn)化的先導(dǎo)技術(shù)，還是“綠色煤電”、煤化工、煤制油過程中實現(xiàn)煤炭綜合利用和無污染排放的關(guān)鍵技術(shù)，日益受到重視。煤氣化技術(shù)按照氣化爐形式劃分為固定床、流化床、氣流床。氣流床因單爐能力大、適應(yīng)性廣、煤轉(zhuǎn)化率高、合成氣質(zhì)量高、副產(chǎn)物少、環(huán)境友好等優(yōu)點日益被廣泛應(yīng)用。然而，長期以來由于相關(guān)先進技術(shù)被國外少數(shù)公司所壟斷，我國國內(nèi)企業(yè)在引進煤氣化技術(shù)時不得不向這些公司支付高額的專利費用。同時，由于引進的技術(shù)大多并不完善，造成設(shè)備運行中出現(xiàn)了許多問題，付出了很大代價。因此，開發(fā)具有自主知識產(chǎn)權(quán)，適合中國國情的、可以降低項目投資、提高煤炭利用率、提升裝置穩(wěn)定性、擴大氣化煤種的先進煤氣化技術(shù)是當(dāng)務(wù)之急。

2 我國引進煤氣化技術(shù)現(xiàn)狀與存在問題

據(jù)有關(guān)資料統(tǒng)計，截止2009年上半年，國內(nèi)正在運行的煤氣化爐包括約4 000臺固定層間歇式氣化爐、30臺碎煤加壓氣化爐、30臺GE德士古(Texaco)水煤漿氣化爐、11臺恩德爐、8臺國產(chǎn)水煤漿氣化爐，運行狀況正常;20臺殼牌干粉煤氣化爐、7臺灰融聚氣化爐中，一部分運行正常;2臺航天爐正在進行產(chǎn)業(yè)化示范，運行狀況需要進一步觀察。

在引進的國外技術(shù)中，目前世界上已實現(xiàn)工業(yè)化應(yīng)用的煤氣化技術(shù)有兩種，即德士古水煤漿加壓氣化技術(shù)和殼牌干粉煤加壓氣化技術(shù)。其中，德士古工藝在我國應(yīng)用有十多年的經(jīng)驗，因此對于該工藝技術(shù)涉及到的設(shè)計、設(shè)備制作、安裝、裝置開車、操作等方面均具有豐富經(jīng)驗，技術(shù)成熟可靠，設(shè)備國產(chǎn)化率高。其主要缺點是對煤質(zhì)要求較高，氣化爐燒嘴容易出現(xiàn)問題需經(jīng)常更換，平均1～2個月就要停爐檢修。近年來國內(nèi)引進最多的是殼牌氣化技術(shù)，該技術(shù)氣化效率較高，煤種適應(yīng)性較廣，對原料煤幾乎沒有要求，對煤的灰熔融性適應(yīng)范圍寬，即使高灰分、高水分、高含硫量的煤種也同樣適應(yīng)，這也是其它煤氣化技術(shù)難以比擬的，但對于灰熔點較高的煤需加入助熔劑(石灰)來降低煤的灰熔點，因此從經(jīng)濟運行角度考慮，煤種還是要有所選擇。缺點是該氣化技術(shù)的關(guān)鍵設(shè)備需要在國外制造，同時噴嘴、煤粉閥等也完全依賴進口，裝置國產(chǎn)化率低，使該氣化裝置的投資在目前國內(nèi)煤氣化技術(shù)中最高，使產(chǎn)品成本中折舊占較大比例。同時裝置建設(shè)周期較長，一般建設(shè)周期要三年甚至更多。這是該技術(shù)的一個最大不足。此外該技術(shù)目前國外僅有一套工業(yè)化裝置用于聯(lián)合循環(huán)發(fā)電，沒有用于合成氨和甲醇的實際生產(chǎn)裝置，缺乏有針對性的設(shè)計和生產(chǎn)經(jīng)驗，從而使裝置投資加大，工藝復(fù)雜，使該裝置的優(yōu)勢難以充分發(fā)揮。

3 我國自主煤氣化技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀

我國在引進國外先進煤氣化技術(shù)的同時，也在不斷探索擁有自主知識產(chǎn)權(quán)的煤氣化技術(shù)，并在某些領(lǐng)域取得了突破，一些關(guān)鍵技術(shù)已經(jīng)超越了現(xiàn)有的國外技術(shù)，甚至有的技術(shù)已經(jīng)走出國門。

西北化工研究院開發(fā)的大型煤氣化技術(shù)已形成完整、系統(tǒng)的專利體系。該技術(shù)原料適應(yīng)性廣，具有先進的固態(tài)排渣和液態(tài)排渣技術(shù)，“三廢”排放少，設(shè)備完全立足于國內(nèi)，已在25套工業(yè)裝置上得到應(yīng)用，今后一段時期將迎來裝置投運高峰期。

西安熱工研究院推出的兩段式干煤粉加壓氣化技術(shù)，比其他干法氣化技術(shù)提高冷煤氣效率1～2個百分點，氣化爐比氧耗降低10%，減小了空分規(guī)模，設(shè)備造價低，技術(shù)支持充分，已應(yīng)用于多個項目。

華東理工大學(xué)與兗礦集團共同完成的多噴嘴對置式水煤漿氣化技術(shù)及國產(chǎn)化裝備已得到廣泛應(yīng)用，現(xiàn)已推廣至十幾家企業(yè)。該項目的創(chuàng)新點體現(xiàn)在創(chuàng)造性地研制了多噴嘴對置式氣流床氣化爐，開發(fā)了多噴嘴對置式水煤漿氣化成套技術(shù)，提出了氣流床氣化模型。

此外，中國航天科技集團完成的航天煤氣化技術(shù)，北京達立科科技有限公司和清華大學(xué)等合作研發(fā)的非熔渣—熔渣分級氧化煤氣化技術(shù)，陜西秦能天脊科技有限公司開發(fā)的灰融聚流化床粉煤氣化技術(shù)等，都為大規(guī)模新型煤化工產(chǎn)業(yè)提供了堅實的技術(shù)和裝備支撐，甚至有望走向國際市場。

4 發(fā)展推廣我國自主煤氣化技術(shù)的對策

4.1 完善支持開發(fā)自主煤氣化技術(shù)的相關(guān)政策

在國家863計劃等科技計劃支持下，我國已經(jīng)取得了一批擁有自主知識產(chǎn)權(quán)的先進煤氣化技術(shù)，并成功地實現(xiàn)了工業(yè)化應(yīng)用。國產(chǎn)煤氣化技術(shù)正處于產(chǎn)業(yè)化的關(guān)鍵階段，亟待國家大力培育和支持。國家應(yīng)鼓勵國產(chǎn)化技術(shù)和裝備的開發(fā)，形成系列化產(chǎn)品，盡快將煤氣化裝置高昂的價格降下來。但政府目前還沒有強制性的必須選擇新技術(shù)的環(huán)境保護支持政策，缺乏系統(tǒng)、全面的激勵政策，缺乏足夠的財政補貼。政策不配套，企業(yè)自然也就缺乏動力。所以國家必須從政策層面上給予我國具有自主知識產(chǎn)權(quán)的煤氣化技術(shù)以支持，盡快出臺完善相關(guān)扶持政策，加緊開發(fā)建設(shè)一批先進的適合我國國情的煤氣化技術(shù)示范裝置。

4.2 國內(nèi)企業(yè)需吸取經(jīng)驗加強相互間交流

因為種種原因，國內(nèi)企業(yè)在引進國外技術(shù)的時候往往各自為戰(zhàn)，很少就煤氣化過程中出現(xiàn)的問題進行交流與溝通，結(jié)果造成盲目引進，出現(xiàn)技術(shù)問題后不知道如何解決，只好繼續(xù)向國外公司支付很高的后續(xù)費用。我國自主煤氣化技術(shù)同國外公司的同臺競技，必須了解與解決國外技術(shù)工藝與設(shè)備中存在的問題，并在自身的工藝技術(shù)的設(shè)計中給予解決。同時國內(nèi)企業(yè)之間要避免偏見，站在國家民族利益的高度，加強互相之間的技術(shù)交流與溝通，使國內(nèi)技術(shù)盡快趕上超越國外技術(shù)。而企業(yè)選擇煤氣化技術(shù)時要兼顧原料條件、目標(biāo)產(chǎn)品、技術(shù)經(jīng)濟性等多重因素，在先進性、投資和經(jīng)濟性之間尋求平衡，找到適合國內(nèi)企業(yè)自身條件的煤氣化技術(shù)。

4.3 重視企業(yè)與科研機構(gòu)的產(chǎn)學(xué)研合作

在我國技術(shù)開發(fā)領(lǐng)域長期存在的一個問題是企業(yè)和科研機構(gòu)沒有建立長期穩(wěn)定和制度化的利益共同體，企業(yè)往往找不到合適的技術(shù)，而科研機構(gòu)的技術(shù)又找不到推廣的地方。因此面對煤氣化這樣技術(shù)工藝復(fù)雜、需要大量投入的領(lǐng)域，更加需要企業(yè)和科研機構(gòu)的共同合作與努力。同時發(fā)展高效煤氣化技術(shù)還應(yīng)建立和完善知識產(chǎn)權(quán)交易制度，發(fā)展科技中介機構(gòu)，促進企業(yè)之間、企業(yè)與大學(xué)和科研院所之間的知識流動和技術(shù)轉(zhuǎn)移，促進企業(yè)大力開展自主創(chuàng)新活動。有關(guān)部門應(yīng)鼓勵并扶持原始創(chuàng)新，國家基金應(yīng)更多投入此類基礎(chǔ)性研究，為不斷發(fā)展的煤化工提供源源不斷的技術(shù)支撐。研究人員應(yīng)突破現(xiàn)有成熟煤氣化技術(shù)的限制，積極開發(fā)適應(yīng)我國“三高煤”(高灰、高灰熔點、高水分)特點的多種氣化技術(shù)，提高煤炭資源的利用效率。

4.4 建立健全煤化工人才引進、培養(yǎng)與儲備機制

煤氣化技術(shù)屬于煤化工的范疇，發(fā)展煤化工產(chǎn)業(yè)的四個重要要素是資源、技術(shù)、資金和人才。擁有了資源、技術(shù)和資金，但沒有這方面的專業(yè)人才，要想發(fā)展煤化工產(chǎn)業(yè)很難，同時現(xiàn)代煤化工是屬于技術(shù)密集型的產(chǎn)業(yè)，因此發(fā)展新型煤氣化技術(shù)需要一大批具有專業(yè)知識專業(yè)技能的高級煤化工人才。必須建立健全煤化工人才引進、培養(yǎng)與儲備機制，鼓勵引進國際國內(nèi)尖端人才，培養(yǎng)具有創(chuàng)新意識的研發(fā)人才，儲備一批擁有豐富實踐經(jīng)驗與理論知識的專業(yè)人才。要建立煤化工人才的激勵政策，解決煤化工人才的后顧之憂，讓他們能夠充分發(fā)揮自身潛能，為煤氣化技術(shù)創(chuàng)新做出應(yīng)有的貢獻。

5 結(jié)束語

在新形勢下，我國煤化工產(chǎn)業(yè)能否實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展，這將取決于煤氣化技術(shù)的先進水平及其成熟程度，進而使該產(chǎn)業(yè)的節(jié)能減排以及經(jīng)濟效益等都能通得過市場檢驗。所以從長遠來看開發(fā)與使用技術(shù)先進、效率高、成本少的國有煤氣化技術(shù)是大勢所趨，也是我國優(yōu)化資源配置利用，實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的必要保證。