2014年備受業(yè)界關(guān)注、一度讓業(yè)界振奮的大唐克旗煤制氣項目一期工程，在投運入網(wǎng)一個(gè)多月后，因氣化爐內壁腐蝕及內夾套減薄問(wèn)題被迫停產(chǎn)檢修，損失巨大。

之前的2012年，新疆廣匯集團的煤化工項目氣化爐也曾因同樣的問(wèn)題反復折騰了近一年時(shí)間，才勉強找到一種補救方法。

據了解，我國不少煤化工項目、尤其是煤化工示范項目由于設計時(shí)對煤的重要性認識不足，對煤質(zhì)把握不準，在氣頭的技術(shù)選擇、設計、建造等諸多環(huán)節忽略煤質(zhì)對氣化爐的影響，造成項目投產(chǎn)后“中氣不足”，麻煩不斷。新型煤化工項目一般投資規模巨大，少則數十億元、多則數百億元，來(lái)不得半點(diǎn)閃失。專(zhuān)家建言，上馬煤化工項目一定要先吃透煤。

氣化爐出問(wèn)題大多吃虧在煤上

“一般搞煤化工，一開(kāi)始對煤質(zhì)的問(wèn)題都不夠重視，認為什么煤都可以搞，其實(shí)不是這樣。”中國天辰化學(xué)工程公司原副院長(cháng)孫正泰直言不諱地表示。

了解到大唐克旗煤制氣項目的試驗結果正好印證了孫正泰的觀(guān)點(diǎn)。該項目在2012年試運行期間采用的是神華煤，運行20多天沒(méi)有發(fā)現腐蝕現象，正式投產(chǎn)后改用大唐自身煤礦的褐煤，結果出了問(wèn)題，說(shuō)明煤質(zhì)對氣化爐的影響是主因。

事實(shí)上，因煤質(zhì)而直接影響氣化爐運行的案例比比皆是。比如新疆廣匯煤化工項目投產(chǎn)初期因煤質(zhì)問(wèn)題造成氣化爐內壁腐蝕，在查找原因采取措施的過(guò)程中走了不少彎路，損失巨大。大唐內蒙古多倫煤化工項目自投產(chǎn)后，運行的最大瓶頸是氣化爐，而煤質(zhì)又是根本原因。該項目通過(guò)對錫盟周邊煤礦的采樣分析和試燒，項目附近未找到能夠滿(mǎn)足氣化爐設計的煤種。企業(yè)雖經(jīng)深入研究和對外考察，開(kāi)始配煤摻燒，但由于項目原設計中沒(méi)有混配煤措施，且供煤煤質(zhì)不夠穩定，嚴重影響了氣化爐長(cháng)周期穩定運行，直接影響自產(chǎn)甲醇量，進(jìn)而影響項目生產(chǎn)負荷和經(jīng)濟效益。呼倫貝爾一家化肥項目投產(chǎn)后最為突出問(wèn)題，就是原料煤種不匹配，裝置無(wú)法實(shí)現連續長(cháng)周期穩定運行，開(kāi)停車(chē)頻繁。該地區能夠使用的最好煤質(zhì)與設計煤種差距較大，褐煤水煤漿濃度設計為53%，但實(shí)際只能達到49%左右，使氣化裝置達不到設計能力。

煤科總院北京煤化工研究分院副院長(cháng)陳貴鋒認為，現在中國的煤質(zhì)太復雜，從煤種到煤質(zhì)，不僅在同一個(gè)地區煤質(zhì)相距甚遠，甚至同一個(gè)礦井不同煤層的煤質(zhì)都不一樣，同一個(gè)礦區相隔很近的位置，煤質(zhì)變化有的也非常大，這對一些煤化工項目的操作影響很大。

克旗煤制氣項目使用的大唐煤就正好印證了這一說(shuō)法。據孫正泰介紹，經(jīng)他現場(chǎng)調研，大唐同一煤礦中的5#煤和6#煤含水量高、熱穩定性差、機械強度也比較差，除此之外還有幾個(gè)特點(diǎn)：一是灰熔點(diǎn)范圍窄，導致氣化爐的操作空間比較??；二是5#煤、6#煤中的氧化鉀、氧化鈉含量偏高，含量達到百分之三點(diǎn)多；三是5#煤礬含量比較高，汞、鎘、砷等有毒有害重金屬的含量都比較高；四是同一煤礦中相對6#煤而言，5#煤的煤質(zhì)更差。

孫正泰認為，如果煤化工項目用的是市場(chǎng)煤，可以通過(guò)不斷篩選找到合適的煤種。但如果別無(wú)選擇只能用企業(yè)自己煤礦的煤，那就必須下功夫把煤質(zhì)吃透。

不同的氣化技術(shù)適合不同的煤種

業(yè)界專(zhuān)家告訴，煤氣化技術(shù)是煤化工項目的龍頭，不同的氣化技術(shù)適合不同的煤種。

據了解，目前在國內推廣的煤氣化技術(shù)有10多種，其中既有我國自主開(kāi)發(fā)技術(shù)，如清華爐、航天爐等爐型，也有國外引進(jìn)技術(shù)，如殼牌爐、魯奇爐、GSP爐、德士古爐等。煤氣化技術(shù)若按爐型分，主要有固定床、流化床、氣流床三種。具體來(lái)講，固定床氣化爐有UGI爐和魯奇爐，包括大唐克旗煤制氣在內，不少煤制氣項目都采用固定床魯奇爐，而我國氮肥產(chǎn)業(yè)主要采用UGI爐，有數千臺爐子在運行；流化床常用氣化爐有溫克勒爐、循環(huán)流化床爐、灰熔聚流化床爐、恩德?tīng)t、U-Gas氣化爐等；氣流床按進(jìn)料形式不同，分為干煤粉進(jìn)料和水煤漿進(jìn)料兩大類(lèi)，而以氣化爐內是否襯有耐火保溫材料分類(lèi)，又有熱壁爐和水冷壁爐兩種。

據華東理工大學(xué)潔凈煤技術(shù)研究所教授周志杰介紹，由于煤本身的多樣性、復雜性和特殊性，在目前的技術(shù)水平下，煤氣化過(guò)程中存在無(wú)法克服的矛盾。如果追求煤轉化過(guò)程能量效率高，氣化溫度就要低，但煤的結構中存在大量焦化苯，后續環(huán)保處理難度就會(huì )非常大；而如果氣化過(guò)程多考慮環(huán)保因素，就需通過(guò)高溫打破這些苯環(huán)，就要多消耗能量，還要使用純氧，要上空分，帶來(lái)投資高、熱損失大、能量效率低等一系列問(wèn)題。

同時(shí)，周志杰指出，這些問(wèn)題都是由煤的特性決定的。如果某些針對解決某個(gè)單一問(wèn)題、追求單向指標而開(kāi)發(fā)的技術(shù)，很容易誤導煤化工企業(yè)。有些技術(shù)往往宣揚其單項指標是最好的，個(gè)別單元工藝可以實(shí)現節能減排，但割裂了其他處理過(guò)程需要投入的能量和費用，誤導了企業(yè)對技術(shù)的選取和對煤氣化技術(shù)的認識。

業(yè)內人士則指出，我國煤的種類(lèi)很多，選擇合適的氣化技術(shù)應因煤制宜，目標產(chǎn)品不同也要采用不同的氣化技術(shù)。

大唐能源化工公司一位工程師告訴，雖然氣化方式很多，但一種氣化方式只適用某種特定的煤；反之，某一種煤的氣化只能采用其特定的氣化方式。目前還沒(méi)有一種氣化方式可以通吃各種煤。比如，內蒙古、廣西和云南等地有大量褐煤，褐煤大都是灰分較高的劣質(zhì)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，再磨成很細的煤粉，或制成濃度不高的水煤漿，顯然不合算。如果采用加壓流化床或加壓固定床，就比較合適，這也是大唐克旗煤制氣選擇魯奇氣化技術(shù)的初衷。從入爐原料煤的加工來(lái)說(shuō)，這兩種氣化工藝只需對原煤進(jìn)行少量的干燥、破碎和篩分，遠比氣流床的干燥、磨粉要節省能量消耗。

另外，采用后兩種方法氣化時(shí)，每千立方米合成氣中一氧化碳和氫氣有效成分的氧氣消耗也要低得多，不僅可減少制氧設備的投資，還減少了制氧的能耗和冷卻水的消耗量。選擇哪種氣化技術(shù)的優(yōu)劣不是絕對的，一定要看你使用什么煤和干什么產(chǎn)品，要做到煤和氣化技術(shù)的有效匹配。

河南省中原大化集團公司通過(guò)技術(shù)創(chuàng )新實(shí)現了50萬(wàn)噸/年殼牌氣化爐單套連續運行159天的紀錄。該企業(yè)甲醇事業(yè)部總經(jīng)理李常喜說(shuō)，煤氣化是甲醇生產(chǎn)的關(guān)鍵環(huán)節，殼牌氣化爐需要合理的煤炭原料，如何選擇煤種、科學(xué)配煤至關(guān)重要。

因此，總的來(lái)說(shuō)，企業(yè)在選擇煤氣化技術(shù)時(shí)，首先必須以原料煤源為基礎，既要考慮原料煤質(zhì)量能夠完全滿(mǎn)足擬選用煤氣化工藝的要求，又要考慮原料煤供應可靠、煤質(zhì)穩定，還要考慮原料煤的到廠(chǎng)價(jià)格。

加強煤質(zhì)對氣化爐腐蝕機理的研究

煤質(zhì)對氣化爐的腐蝕現象普遍存在。然而，我國在這方面的研究還比較薄弱，一些煤化工企業(yè)對氣化爐的腐蝕問(wèn)題重視不夠，從而影響氣化爐的運行質(zhì)量和使用壽命。

有專(zhuān)家在認真分析新疆廣匯煤化工和克旗煤制氣氣化爐內壁腐蝕原因時(shí)發(fā)現，因兩地煤質(zhì)不同，腐蝕機理也不盡相同。

山西潞安集團公司副總工程師郭建民分析指出，克旗煤制氣項目和新疆廣匯煤化工項目氣化爐雖為同一爐型，但腐蝕存在兩點(diǎn)不同之處：一是位置不同。克旗煤制氣主要是灰區腐蝕，發(fā)生在氣化爐底部，15CrMo板材腐蝕較為嚴重；而新疆廣匯煤化工項目的腐蝕主要發(fā)生在腳踏護板往上大概2.5m左右，28mm厚的20R板材腐蝕比較嚴重，氧化區和還原區之間的腐蝕嚴重。二是腐蝕的特點(diǎn)不同。克旗煤制氣項目的腐蝕主要發(fā)生在人孔右手側80度，左手側70度的這150度區域，人孔對面的腐蝕相對較輕，這點(diǎn)與新疆廣匯煤化工項目相似；而新疆廣匯煤化工項目雖然也是人孔一側的腐蝕較為嚴重，但是二者的腐蝕程度相比，克旗煤制氣腐蝕的不均勻性更突出。

山西潞安集團副總經(jīng)理荊宏健認為，克旗煤制氣項目氣化爐運行了一個(gè)月就出現了這么嚴重的問(wèn)題，首先從腐蝕機理上要把問(wèn)題搞清楚。克旗項目使用的原料煤和新疆廣匯煤化工項目的有何不同，大唐煤礦的5#、6#煤又有什么不同，都要分析清楚，從腐蝕機理上真正找到原因，對癥下藥。

合肥通用機械研究院特種設備檢驗站站長(cháng)艾志斌認為，新疆廣匯煤化工項目腐蝕機理經(jīng)過(guò)反復掛片試驗，認為主要是高溫鹵化腐蝕機理，得到了氯離子是主要腐蝕的證據。在確定腐蝕機理的情況下，通過(guò)采用鎳基合金，問(wèn)題可得到解決。由此看來(lái)，找到腐蝕機理十分關(guān)鍵。

陳貴鋒則表示，氣化爐腐蝕機理涉及到煤化工、灰化學(xué)和操作三個(gè)方面。比如現在一些企業(yè)搞煤化工卻不注重煤灰化學(xué)的研究，實(shí)際上現在很多出問(wèn)題的都是和煤灰化學(xué)有關(guān)系。煤灰化學(xué)問(wèn)題應從這幾個(gè)方面研究，一是煤灰組成，這里面有很多有害元素在灰里面呈富集狀態(tài)，包括硫、氯的存在狀態(tài)，狀態(tài)不一樣，煤灰在高溫下發(fā)生的腐蝕可能也不一樣，應該加強對煤灰的組成、存在狀態(tài)、對金屬材料的影響研究。二是灰熔點(diǎn)問(wèn)題。煤灰熔特性很難改變，但是可以通過(guò)外加一些物質(zhì)來(lái)改變，有些物質(zhì)可以降低灰熔點(diǎn)，有些物質(zhì)也可以提高灰熔點(diǎn)，有些物質(zhì)加進(jìn)去可以改變整個(gè)灰熔點(diǎn)的穩定特性，設計單位和企業(yè)都應該多做試驗，這些都是對氣化爐的運行操作有用的，不僅僅是現在對減少腐蝕有用，對煤化工項目的穩定運行和提高負荷都有積極影響。

“從長(cháng)遠上看，我國作為一個(gè)地域大國，煤的情況不同，搞清楚氣化爐腐蝕的基本原因，對煤化工的發(fā)展非常重要。”北京科技大學(xué)教授何業(yè)東認為。

干什么先要吃透什么

一些煤化工項目事先未吃透煤而事后吃虧的案例，在化工行業(yè)并非個(gè)案，甚至帶有一定的普遍性。這件事告訴我們一個(gè)道理，干什么應該先吃透什么。否則，后果很?chē)乐亍?/span>

時(shí)下，一些化工企業(yè)為了調整產(chǎn)業(yè)結構、轉變發(fā)展方式，紛紛進(jìn)軍新領(lǐng)域、發(fā)展新產(chǎn)業(yè)，這些企業(yè)發(fā)展的動(dòng)因無(wú)可厚非，出發(fā)點(diǎn)也是好的，但有兩種現象需要提醒：

一是凡事不能一哄而上，不能人云亦云，不能不考慮自身實(shí)際看政府鼓勵什么你就上什么。企業(yè)上什么項目，搞什么產(chǎn)業(yè)，必須首先吃透市場(chǎng)，掌握市場(chǎng)規律，否則大家都跟風(fēng)的結果，最終必然供大于求，產(chǎn)能過(guò)剩，產(chǎn)品賣(mài)不出去。這些年不少化工企業(yè)盲目發(fā)展的教訓，就正好印證了這句話(huà)的道理。

二是干什么行當一定要先掌握這個(gè)行當的規律，做到心中有數。無(wú)論是養豬還是養雞，最起碼要知道豬吃什么飼料，雞喂什么食物，怎樣預防疾病。不這樣做，一定是養豬豬死，喂雞雞亡。干化工也是這個(gè)道理?；偌夹g(shù)密集型產(chǎn)業(yè)，上什么項目，必須首先吃透工藝技術(shù)、吃透原材料特性、吃透操作規程。否則，等待你的只能是后悔。比如有的企業(yè)干焦化很出色，轉行開(kāi)藥廠(chǎng)就失敗了；有的企業(yè)干化肥很成功，搞有機硅卻讓企業(yè)關(guān)了門(mén)。失敗的原因可能不止一兩個(gè)，但沒(méi)有吃透自己涉足的領(lǐng)域，一定是失敗的根源所在。

任何事物都有其自身的客觀(guān)規律。干什么先吃透什么，是對客觀(guān)規律的尊重，不尊重規律必將受到懲罰。對這些淺顯的道理本應無(wú)須多說(shuō)，但每每有人在小河溝里翻船，這種現象令人深思。其實(shí)，這個(gè)世界并沒(méi)有什么禁區，跨界發(fā)展成功的案例比比皆是，關(guān)鍵是無(wú)論干什么行業(yè)，必須先吃透這個(gè)行業(yè)的特點(diǎn)，掌握這個(gè)行業(yè)的規律。不這樣做，失敗將是肯定的，這沒(méi)有什么可以討論的余地。