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(yùn)行也進(jìn)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(yùn)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(yùn)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(shí)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(yùn)。該爐型由山西陽煤豐喜肥業(yè)（集團(tuán)）有限責(zé)任公司與清華大學(xué)、北京達(dá)力科公司等共同開發(fā)，能消化高灰分、高灰熔點(diǎn)、高硫煤，易于實(shí)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(yùn)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(yùn)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(xué)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(jìn)行了改變，仍屬于水煤漿氣化爐。進(jìn)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(kuò)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(shí)現(xiàn)燒灰熔點(diǎn)高的煤，是以多消耗煤和氧氣為代價(jià)，以拼成本為代價(jià)的。因此，企業(yè)在改造時(shí)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(tuán)有限責(zé)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(shí)應(yīng)考慮經(jīng)濟(jì)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(diǎn)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(jià)格是750元/噸，如果陽泉沫煤價(jià)格不超過600元/噸，算總賬還是劃算的。但是，目前陽泉沫煤價(jià)格已經(jīng)達(dá)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(dāng)?shù)赜懈呋胰埸c(diǎn)的煤，在煤價(jià)低時(shí)可行，如果價(jià)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(diǎn)高于1300℃的煤，這樣煤的制漿性能才好，而用干煤粉氣化時(shí)，不合適選用這種爐型。企業(yè)在選擇時(shí)應(yīng)全面考慮。
　　針對有企業(yè)想把正在運(yùn)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(xué)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(jìn)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(yàn)，安全風(fēng)險(xiǎn)會很大。
　　誤區(qū)二： 廢鍋流程最適用煤化工
　　進(jìn)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(dāng)時(shí)，煤化工業(yè)內(nèi)對此有質(zhì)疑，認(rèn)為廢鍋流程適合發(fā)電，并不適用于煤化工。事實(shí)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(yùn)行逐漸穩(wěn)定，有的甚至滿負(fù)荷連續(xù)運(yùn)行了300多天。隨之而來的是另一種觀點(diǎn)：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(yùn)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(jìn)一步對合成氣進(jìn)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(jìn)行直接冷卻。
　　記者了解到，華能集團(tuán)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(shí)，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(xiàng)目上時(shí)，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(shí)，配備的流程為何不一樣？
　　兩段爐研發(fā)帶頭人、華能集團(tuán)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?xì)?，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(shí)要少產(chǎn)生100噸蒸汽，這樣發(fā)電就少了。因此，發(fā)電項(xiàng)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(diǎn)，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(gè)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(shí)比激冷流程熱能轉(zhuǎn)換效率高，節(jié)能效果明顯。煤化工項(xiàng)目采用廢鍋流程后，爐子運(yùn)行穩(wěn)定，煤種適應(yīng)性也強(qiáng)，但其代價(jià)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(rèn)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(bǔ)充回來。在同樣原料、不同的設(shè)計(jì)中，蒸汽平衡如果做得好，全系統(tǒng)的能耗就低。因此，單獨(dú)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(fù)荷多少。其實(shí)，我認(rèn)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?dú)猓缓髮錃夂偷獨(dú)夂铣砂本褪浅晒?。但是，企業(yè)能接受這樣的工業(yè)化流程嗎？化工項(xiàng)目應(yīng)當(dāng)用優(yōu)化的方法來進(jìn)行流程設(shè)計(jì)，裝置如果能安穩(wěn)常滿運(yùn)行，就可以節(jié)能省錢。煤氣化爐有兩個(gè)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(kuò)大單爐制氣能力。今年2月14日，工信部、科技部、財(cái)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(dǎo)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(dá)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(rèn)為：氣化爐要大型化，越大就越好，沒有上限。業(yè)內(nèi)人士認(rèn)為，這種看法也存在偏頗。
　　唐宏青認(rèn)為，氣化爐并不是越大越好，因?yàn)闋t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(rèn)為在選擇氣化爐大小的時(shí)候要從整體上考慮，不能只看一點(diǎn)?？偟膩碚f，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(dāng)根據(jù)項(xiàng)目來定，要根據(jù)項(xiàng)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(fèi)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(tuán)西灣煤化工項(xiàng)目籌建處技術(shù)顧問李佩玉則認(rèn)為，氣化爐日投煤量在4000噸比較合適，因?yàn)榇笮突笸顿Y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(fù)雜，受運(yùn)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(yùn)到用戶現(xiàn)場，進(jìn)行殼體的組裝及內(nèi)件安裝。如果氣化爐太大，其制造、運(yùn)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(rèn)為，在氣化爐大型化過程中，還有個(gè)對氣化爐優(yōu)化設(shè)計(jì)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(yùn)行穩(wěn)定性、可靠性，提高其碳轉(zhuǎn)化率。（張興剛）