五環(huán)：須重新審視賽鼎氣化爐用作煤制氣項目

五環(huán)：須重新審視賽鼎氣化爐用作煤制氣項目2015.51月29日，環(huán)保部網(wǎng)站公布通知，蘇新能源和豐公司（下稱〃蘇新能源”）塔城煤制氣項目環(huán)評被否。環(huán)保部列出6條意見，涉及水資源、廢氣廢水處理、氣化技術(shù)選擇等方面。蘇新能源項目，是2013年后獲取發(fā)改委路條煤制氣項目中推進(jìn)最快的一家。據(jù)中國化工報報道，從2013年初至2014年4月，就有17個煤制氣項目獲得路條，總產(chǎn)能772億立方米，總投資超過4000億元。評論普遍認(rèn)為，蘇新能源環(huán)評被否，預(yù)示環(huán)保部對煤制氣環(huán)評風(fēng)向轉(zhuǎn)變，審核將更為嚴(yán)格。蘇新能源項目之前，一共有4個煤制氣項目通過環(huán)評，獲得核準(zhǔn)。4個煤制氣項目中，大唐集團克旗煤制氣項目率先于2014年3月建成投產(chǎn)，此后慶華項目、匯能項目相繼進(jìn)入商業(yè)化運行。大唐克旗項目投產(chǎn)后負(fù)面消息不斷，氣化爐壁腐蝕致停車、環(huán)境污染遭綠色和平組織曝光、不能滿負(fù)荷運行。隨后慶華項目也傳出負(fù)荷不穩(wěn)消息。短短一年間，煤制氣遭遇到輿論評價的反轉(zhuǎn)。大唐克旗投產(chǎn)之前，輿論多評價煤制氣為清潔能源、新型產(chǎn)業(yè)，負(fù)面消息陸續(xù)曝光后，煤制氣給外界留下技術(shù)不成熟、污染嚴(yán)重等負(fù)面印象。2014年2月，國家能源局煤炭清潔利用專家咨詢會，在會上小范圍通報了煤制油、氣至2020年初步規(guī)劃，其中煤制氣規(guī)劃產(chǎn)能500億立方米。此后形勢逆轉(zhuǎn)，這一規(guī)劃再未落實。五環(huán)工程公司副總經(jīng)理張錦躍認(rèn)為，經(jīng)歷了一系列的挫折，煤制氣已處在十字路口。必須重新審視業(yè)界所傾向的碎煤加壓氣化技術(shù)。大唐克旗項目、慶華新疆項目以及蘇新能源項目，均采用賽鼎工程公司的碎煤加壓氣化技術(shù)，選擇爐型為賽鼎公司消化吸收魯奇爐開發(fā)的賽鼎爐。在張錦躍看來，在當(dāng)下以環(huán)保定氣化技術(shù)的大趨勢下，碎煤加壓氣化技術(shù)的優(yōu)點已難以彌補其缺陷。碎煤加壓氣化技術(shù)反應(yīng)溫度為中高溫，兼具干餾功能，可分解出甲烷、焦油等副產(chǎn)品，對煤制氣來說，副產(chǎn)甲烷，可降低所需氣化能力及后續(xù)配套設(shè)備規(guī)模，進(jìn)而壓縮整體投資。這一技術(shù)缺點在于，中低溫分離出價值產(chǎn)品外，煤中雜質(zhì)無法有效分解，進(jìn)入污水中，增大水處理難度。張錦躍認(rèn)為，現(xiàn)階段應(yīng)更側(cè)重氣流床氣化技術(shù)在煤制氣領(lǐng)域的應(yīng)用。氣流床氣化技術(shù)含干煤粉氣化技術(shù)和水煤漿氣化技術(shù)。這一技術(shù)路線特點為高溫高壓，對煤制氣產(chǎn)業(yè)來說，少掉了碎煤加壓氣化分離出高附加值副產(chǎn)品優(yōu)點，但同時也較徹底分解了煤中的雜質(zhì)，水處理簡單，環(huán)保投入小。張錦躍指出，按照碎煤加壓氣化技術(shù)現(xiàn)有環(huán)保投入來看，以干煤粉氣化技術(shù)為代表的氣流床氣化技術(shù)總投資可與碎煤加壓氣化相當(dāng)。而碎煤加壓氣化技術(shù)目前尚未有工業(yè)化水處理達(dá)標(biāo)并實現(xiàn)零排放的環(huán)保技術(shù)，同時還遭受因機械強度、熱穩(wěn)定性差導(dǎo)致煤炭粒徑不達(dá)標(biāo)，進(jìn)而影響運行的困擾。比較而言，干煤粉氣化技術(shù)煤種適應(yīng)性更為廣泛。4月29日，張錦躍詳細(xì)闡述了這一觀點，并回應(yīng)了外界對各技術(shù)路線代表項目的各項質(zhì)疑。提問：蘇新能源40億立方米煤制氣項目環(huán)評被否，你怎么看？張錦躍：蘇新能源項目環(huán)評未獲批準(zhǔn)，還需進(jìn)一步落實和補充材料，目前業(yè)主正在積極進(jìn)行相關(guān)公司。環(huán)保部在給蘇新能源的答復(fù)中有一條：〃對煤氣化技術(shù)與整體工藝技術(shù)要從環(huán)境保護角度來進(jìn)行論證比選?！蔽业睦斫馐?，在進(jìn)行氣化技術(shù)、后續(xù)技術(shù)的選擇時，需要從前端就考慮環(huán)保因素，從源頭減少污染，而不是產(chǎn)生污染再治理。蘇新能源項目選擇的仍然是碎煤加壓氣化技術(shù)，環(huán)保專家認(rèn)為，配套污水處理技術(shù)難以實現(xiàn)污水達(dá)標(biāo)治理和零排放要求。在這個項目上，五環(huán)工程公司雖然是總體設(shè)計院和部分裝置院，但氣化裝置是由賽鼎工程公司承擔(dān)設(shè)計并提供技術(shù)。提問：大唐克旗項目也采用碎煤加壓氣化技術(shù)路線，被綠色和平組織爆出了污染問題，到底是怎么回事？張錦躍：大唐克旗項目曾運送擬用煤去義馬煤氣廠試燒，在后端污水處理上找了國內(nèi)20多家污水處理公司。大唐承諾：誰技術(shù)做的好，技術(shù)成功，今后項目就選用誰的技術(shù)。經(jīng)過多輪篩選，最后留下8家繼續(xù)完善，但最終效果都不理想，沒有一家技術(shù)能完全滿足工業(yè)化的生產(chǎn)要求。但是煤制氣項目一期工程建設(shè)過半，污水處理設(shè)置和整個項目建設(shè)相比滯后了一年半。后來開車在即，退而求其次，大唐選擇了一個〃拼盤式”的組合方案。生化處理環(huán)節(jié)由清華同方負(fù)責(zé)，中水回用是國電富通，五環(huán)工程作為污水處理系統(tǒng)的總體院和設(shè)計方，除總體協(xié)調(diào)各家技術(shù)與接口和詳細(xì)工程設(shè)計外，還負(fù)責(zé)最后的濃鹽水蒸發(fā)、真空制鹽部分的總承包。一開始大唐為克旗項目做可行性研究，三期40億立方米煤制氣，污水處理環(huán)保投資估算為4億多元。但按照目前污水處理實施方案（一期標(biāo)準(zhǔn)），污水處理環(huán)保投資將會超過23.5億元。根據(jù)我們的測算，每噸污水處理的綜合成本在18-20元（有說達(dá)25元/噸），年污水處理總賽用接近4億元（折合約0.1元/立方米合成天然氣）。這也是克旗項目整體投資超標(biāo)的重要原因。原本大唐克旗項目規(guī)劃投資257億（含長輸管道賽用），2013年底中化國際咨詢公司受國家能源局的委托，對該示范項目的中期評估時，總投資已達(dá)319億。如此高投入的污水環(huán)保處理設(shè)施，處理效果仍不理想，還有待觀察與改進(jìn)。其原因有二，一是進(jìn)入污水處理系統(tǒng)的污水量與規(guī)劃或設(shè)計相比大大增加。原來規(guī)劃整個項目年處理污水約1950萬噸，污水設(shè)施設(shè)計總處理能力2400噸/小時，一期設(shè)計能力850噸/小時?，F(xiàn)在項目總負(fù)荷一般在60%-70%,其進(jìn)入污水處理系統(tǒng)的污水量已達(dá)830噸/小時左右，如若生產(chǎn)負(fù)荷提升或達(dá)產(chǎn)，污水處理能力將顯不足。造成污水量增加的主要原因是酚氨處理工序不能滿足要求。進(jìn)入污水處理裝置的污水中酚含量高達(dá)600PPM以上，遠(yuǎn)高于350PPM設(shè)計值，不得不加大回流或稀釋水量。要提高處理能力，又需要增加投資。當(dāng)年山西化肥廠（現(xiàn)天脊集團）引進(jìn)魯奇爐（碎煤加壓氣化技術(shù)爐型，國內(nèi)技術(shù)以此為基礎(chǔ)研發(fā)）的時候，因為設(shè)計煤種為當(dāng)?shù)啬昀系臒o煙煤，氣化過程中自身產(chǎn)生的酚、氨含量較少，于是，并沒有完整的引進(jìn)魯奇公司配套的酚、氨回收技術(shù)，現(xiàn)在看來，自主研發(fā)技術(shù)的搭配（碎煤加壓氣化+酚氨回收）還需要進(jìn)一步完善和實踐。提問：但是國內(nèi)煤制氣是復(fù)制的美國大平原煤制氣項目，大唐項目也不是第一個用碎煤加壓氣化技術(shù)的。張錦躍：這和煤種有很大的關(guān)系。大唐和慶華的項目，使用的都是年輕的褐煤和長煙煤。這些煤種含水量高，易破碎，機械強度與熱穩(wěn)定性均不如人意，而碎煤加壓氣化技術(shù)要求塊煤，對煤的粒徑、灰熔點、熱穩(wěn)定性、灰成份等均有要求，煤炭進(jìn)爐后受熱破碎的煤粉，會黏在爐壁上對其腐蝕進(jìn)而影響運行，進(jìn)而導(dǎo)致這兩個項目負(fù)荷難以提高。過去國內(nèi)引進(jìn)魯奇爐，一開始是做城市煤氣，建了四大煤氣廠、一個化肥廠，但以現(xiàn)在的觀點看，事實上開的都不好。近年來，環(huán)保一直受到當(dāng)?shù)匕傩蘸驼馁|(zhì)疑，只是相對現(xiàn)在的大型煤化工項目，之前使用的魯奇爐規(guī)模還較小，污水總量并不算太大，而原來老百姓的環(huán)保意識也不強，現(xiàn)在隨人口增長，環(huán)保意識增強，這種狀態(tài)已經(jīng)難以為繼了，矛盾也突出了，幾個項目都因此遭到當(dāng)?shù)匕傩?、官方的抗議和督查。實際上，對于美國大平原合成天然氣項目，美國能源部和項目業(yè)主對采用的技術(shù)和項目建設(shè)的評價都早有結(jié)論，拋開項目經(jīng)濟性不說，各種公開的報告和項目總結(jié)，都闡述的很清楚，指出項目存在較多難以解決的環(huán)保問題，結(jié)論是否定的。但遺憾的是，我們考察、評估、借鑒的內(nèi)容不夠全面。提問：您怎么看熔渣氣化技術(shù)？算是碎煤加壓技術(shù)的改進(jìn)型，污水量可以降低8成。張錦躍：BGL爐（熔渣氣化技術(shù)爐型）技術(shù)目前在中煤圖克大化肥項目開的不錯，裝置負(fù)荷近期基本維持在85-90%。但是，在我看來，這是個特例，圖克項目的氣化用煤是一種熱穩(wěn)定性高、揮發(fā)份較低、灰份成分等都較好的煙煤。這是其他項目難以復(fù)制的。同樣的技術(shù)，在呼倫貝爾金新化工項目上就不行了，所以說最主要的原因就是煤種因素。金新化工5080項目（50萬噸合成氨/年、80萬噸尿素/年）原本可研規(guī)劃采用殼牌干煤粉廢鍋氣化技術(shù)。隨后在業(yè)主的投資評估決策時，認(rèn)為45億投資過高，更傾向于其它工程公司提供的BGL爐技術(shù)方案，其方案的項目總投資只需36億元，可以節(jié)省近10個億，于是選定了BGL爐。但是，金新化工使用的是呼倫貝爾當(dāng)?shù)睾置骸GL技術(shù)和碎煤加壓氣化技術(shù)一樣，褐煤的機械強度和熱穩(wěn)定性均難以完全滿足煤氣化技術(shù)的需求。整個項目建成后煤的問題、爐子堵塞與負(fù)荷低的問題一直困擾著業(yè)主，盡管在前端又加了煤炭的干燥成型設(shè)施，問題仍然沒能解決，項目的生產(chǎn)負(fù)荷只能在45-50%，而此時整個項目的總投資已經(jīng)突破58億。目前，為解決金新化工氣化負(fù)荷問題，業(yè)主委托五環(huán)工程再建一套新的殼牌氣化（干煤粉氣化、殼牌爐）裝置，以彌補前端氣化煤氣不足，工程預(yù)計今年年底完工（新的氣化裝置投資未列入上述總投資）。所以，我認(rèn)為煤種的適應(yīng)性對固定床碎煤氣化（熔渣氣化技術(shù)、碎煤加壓氣化均屬固定床氣化路線）尤其重要。熔渣氣化技術(shù)的污水量是減少了不少，污水處理總體投資和運行賽用會大幅降低，但其中關(guān)鍵的酚、氨、焦油、甲烷等有機元素仍然存在，這同樣是后端處理時需要解決的棘手難題。提問：干煤粉氣化技術(shù)也有問題啊，殼牌爐在大唐多倫項目表現(xiàn)也不理想。張錦躍：這個項目是五環(huán)工程參與設(shè)計的，我不是給我們開脫，我感覺多倫項目出現(xiàn)問題是多方面的，主要原因個人認(rèn)為還是出在認(rèn)知、理念和管理上。客觀來看，這個項目建設(shè)時，國內(nèi)大型煤化工項目僅有神華煤制油，大唐國際以電力背景進(jìn)入煤化工領(lǐng)域，缺少經(jīng)驗。一是這一項目是褐煤第一次應(yīng)用于大型粉煤氣化，對其中的反應(yīng)機理需要較長認(rèn)知世界。二是該項目集成使用了多個大型新技術(shù)，如6燒嘴超大型氣化技術(shù)、內(nèi)首套6萬標(biāo)方氧氣/小時空分技術(shù)、甲醇制丙烯全球首次工業(yè)化技術(shù)等，了解新事物同樣需要過程。三是大家對大型煤化工技術(shù)與建設(shè)的復(fù)雜性認(rèn)識不足，這不僅是業(yè)主，還包括設(shè)計單位、專利商、制造商等。四是技術(shù)密集型項目所需求的各類專業(yè)技術(shù)人才和管理人才不足，再加上地理位置的不便。在項目規(guī)劃和開始的三年里，業(yè)主陸續(xù)引進(jìn)了上百人的骨干技術(shù)團隊，也培養(yǎng)一批現(xiàn)代煤化工專業(yè)隊伍，但可惜的是，由于在人員的使用上和企業(yè)文化認(rèn)識上的不同，多數(shù)化工人才又陸續(xù)跳槽到其它煤化工項目。五是行業(yè)不同，管理理念也存在不同。電力行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)化、模塊化程度極高，設(shè)備制造和建設(shè)管理也十分成熟，這是煤化工需要積累和完善的地方。而以電力建設(shè)理念管理煤化工顯然并不合適，而頻繁更換管理團隊和執(zhí)行團隊，也影響到整個項目的建設(shè)銜接、技術(shù)銜接和管理的延續(xù)。2014年大唐多倫項目受外部影響僅生產(chǎn)了14萬噸/年聚丙烯（負(fù)荷率30%），2013年生產(chǎn)了22萬噸聚丙烯（負(fù)荷率近50%），3臺煤氣化爐單臺均達(dá)到85-90%的負(fù)荷，最長運行在50天上下。這幾年項目出現(xiàn)的故障，許多不是氣化環(huán)節(jié)的問題，比如說后續(xù)的甲醇設(shè)備損壞、空分、污水處理、硫回收，以及配套的電廠等均出現(xiàn)過問題，所以，多倫項目的問題有著多方面因素，絕大多數(shù)都不是氣化技術(shù)問題。從2010年至今，國內(nèi)外大多數(shù)殼牌干煤粉氣化技術(shù)均開出了較高負(fù)荷和長的周期。另外，寧煤的煤制烯烴項目也是采用的干煤粉氣化技術(shù)和魯奇的甲醇制烯烴技術(shù)，在經(jīng)過三年的摸索整改后，現(xiàn)在也開的不錯。提問：大唐多倫項目也不是最早用干煤粉氣化技術(shù)和殼牌爐的，中石化那些項目似乎開得也不好。張錦躍：大唐多倫項目開工建設(shè)的時候，國內(nèi)開車的殼牌爐只有湖北雙環(huán)項目，中石化的幾個化肥項目也都處在建設(shè)收尾和機械竣工、開車準(zhǔn)備期，多倫項目建成時，中石化這幾個項目開車也逐漸趨于正常，負(fù)荷都在90-100%，連續(xù)平穩(wěn)運行已達(dá)200天以上。經(jīng)過這么多年，我個人仍然認(rèn)為殼牌氣化爐廢鍋流程是最先進(jìn)高效的爐型，煤炭轉(zhuǎn)化率最高、熱利用率最高、全廠能效轉(zhuǎn)化率最高、環(huán)保性最佳。該爐型雖然投資略高一些，但全部國產(chǎn)化后，裝置投資已大幅降低（降低近35%），這個爐子的確是可以吃“百家煤”的，關(guān)鍵是工廠要強化煤的管理?，F(xiàn)在殼牌爐在國內(nèi)大概有23臺爐子，17個業(yè)主，其中19臺是由五環(huán)工程公司設(shè)計的。目前有多半連續(xù)穩(wěn)定運行超過270天，還有7、8臺爐子連續(xù)穩(wěn)定運行超過310天。提問：回到煤制氣方面，碎煤加壓氣化技術(shù)即便環(huán)保存在問題，在經(jīng)濟性和能效上還是有優(yōu)勢的。張錦躍：根據(jù)我們核算，分別采用氣流床氣化技術(shù)路線和碎煤加壓氣化技術(shù)路線，建設(shè)煤制天然氣項目，總體投資規(guī)模差不多。碎煤加壓氣化技術(shù)前端可以生產(chǎn)一部分甲烷，進(jìn)而縮小所需氣化能力及配套后續(xù)設(shè)置規(guī)模，但它太大的環(huán)保投入抬高了整體投資成本，而且還不能完全處理干凈。這一方面氣流床氣化技術(shù)可以做到很簡單、投資更小，而且環(huán)保不存在問題。另外，副產(chǎn)品的回收利用，一直是該氣化技術(shù)的一個亮點，但在項目的執(zhí)行過程中，如何在現(xiàn)實中實現(xiàn)理論上高收率非常重要，這需要好的分離和回收，進(jìn)而獲得高產(chǎn)率的高附加值產(chǎn)品，如果不能實現(xiàn)高產(chǎn)率，項目預(yù)期效益也會大打折扣。能效問題是現(xiàn)在氣流床氣化技術(shù)面臨的一個問題。根據(jù)《關(guān)于規(guī)范煤制燃料示范工作的指導(dǎo)意見》征求意見稿（未公開發(fā)布），煤制氣項目的能效至少要達(dá)到56%，這是由碎煤