图为山东兖矿鲁南化工有限公司日处理煤1150吨的多喷嘴水煤浆气化炉。
“中国现在是全球最大的煤化工市场，也是最大的煤气化市场。未来十年国内煤气化技术水平将不断提高，在传统煤化工向新型煤化工转变中迎来发展时机。”这是日前在贵阳召开的新型水煤浆煤气化会议上，通用电气神华气化技术有限公司总经理董宏海对中国煤气化行业的最新定义以及对未来市场的基本判断。
在当前煤化工市场相对低迷，诸多业界人士对煤化工发展仍持怀疑态度之时，董宏海的观点让煤气化的同行看到了希望。那么，谁会给煤气化市场注射一剂强心针？我国煤气化的发展道路到底该怎么走？
1 转型提供发展平台
“2012年全球合成氨需求量为1.64亿吨，而实际产能却已经达到了2.2亿吨。在全球范围内，合成氨的开工不足，行业处于不是特别景气的阶段。”董宏海表示，2013年全球合成氨产能平均增长5%，而中国将超过这一数字，行业面临产能过剩的挑战。预计到“十二五”末，将转为产能严重过剩的态势，届时氮肥行业将呈现出比较显著的优胜劣汰局面。
不仅产能相对过剩，合成氨行业面临的能耗标准也并不乐观。国家在颁布的《“十二五”期间煤炭深加工示范项目能效和资源消耗指标》中明确规定，煤制合成氨项目能效基本要求≥48%，先进值≥52%，而煤间接液化两项指标分别为≥42%和≥47%、煤制天然气为≥56%和≥60%、煤制烯烃为≥40%和≥44%以及低阶煤提质为≥75%和≥85%。
目前中国拥有各种类型的煤气炉9000多台，其中化工行业就有4000余台，绝大部分以间歇式气化炉（UGI）为主。此外，国内大多数中小化肥厂和许多大型化肥厂基本上以无烟煤为主要原料，能效比较低，环境压力大。“如果用天然气生产合成氨的成本估算成1，那么用油做的是1.5，用煤做的就是2。由此看来，煤制合成氨的成本最高。如果不能在技术上尽快地实现升级，煤头企业将面临不小的生存压力，而这恰好给新型水煤浆煤气化技术的推广提供了一个广阔的发展平台。”董宏海如是说。
“目前全国有40亿吨煤的产量，而实现转化的只有5亿吨。要解决当前的环境问题，化工企业要努力，电力行业更是责无旁贷。但据我所知，火电行业对清洁生产的准备并不充分。所以，煤气化技术不仅在化工行业大有可为，在联合循环发电（IGCC）等行业同样是商机无限。所以说，在实现美丽中国的过程中，煤气化技术的发展是恰逢其时。”他进一步分析。
2 烟煤使用提供商机
受成本的压力，很多合成氨已经开始逐步用烟煤替代无烟煤，而煤气化技术也需要进行相应的改造。
全国新型煤气化委员会、全国化肥工业总站常务副站长郑伟中表示，新型煤气化技术其实就是应“替代无烟煤”之运而生的，现在UGI的产量虽然还占绝对多数，但由于无烟煤的价格是烟煤价格的近2倍，所以今后会有越来越多的企业，走上“去无烟煤的道路”。
“我们看好清华炉技术。”阳煤正元化工集团设计院院长张长秋告诉记者，“下一步，我们打算对石家庄柏坡正元化肥有限公司年产30万吨合成氨项目中的气化装置采用水冷壁水煤浆气化技术。现在企业采用的是无烟煤，吨煤价格1104元，吨氨煤价1388.83元，采用新技术后，企业的煤种将从无烟煤变为烟煤，吨煤价格555.56元，吨氨煤价833.4元，吨氨相差555.43元，按年产30万吨合成氨计算，一年可为企业节约1.667亿元。”
记者了解到，利用新型水煤浆煤气化技术对可用煤种进行改造，其实不只是水煤浆水冷壁气化技术一种，多喷嘴对置式新型煤气化技术和GE（德士古煤气化技术）也早有涉足，由于效益可观，逐渐成为业界效法的典范。
华东理工大学于广锁教授介绍说，以多喷嘴水煤浆气化技术为例，该技术自2005年投入工业运行以来，经过研究单位及各用户的不断努力，经历了多次升级改造，目前已经进入安全、稳定的运行阶段。
据了解，为了用烟煤替代无烟煤，2009年6月，江苏灵谷化工有限公司2套日处理煤2000吨级的水煤浆气化大型化装置投入运转，开车第一年装置安全运行318天，吨氨煤耗1.1~1.2吨。去年底，公司还正式签订了第三台气化炉专利实施许可合同；2010年3月，神华宁夏煤业集团有限责任公司3套日处理2000吨煤气化装置一次投料成功；此外还有河南心连心化肥有限公司，日投煤1200吨，2开1备装置；新疆心连心能源化工有限公司，日投煤1500吨，1开1备装置；兖矿新疆煤化工有限公司、中盐昆山有限公司、山东海力化工股份有限公司、安阳盈德气体有限公司、江苏华昌化工有限公司总共开6备5，这些合成氨项目都采用了这种技术，项目全部建成后日投煤量可达15400吨。
“多喷嘴对置式水煤浆技术的安全性和节能、环保特点在工业运行中得到了充分体现。截至2013年4月，该技术已在国内外32家企业中得到成功应用，累计气化炉台数达到91台，全部用于生产后日投煤量将达到4.3万吨。”山东兖矿国拓科技工程有限公司董事长丁辉表示。
董宏海告诉记者：“截至4月13日，GE（德士古技术）在国内一共签了55个合同，总共涉及171台气化炉，其中93台投入了商业化运行，全部投产后，每天的处理量能达到6万吨。时下，用油、气做合成氨也是一种发展思路，中国无烟煤制合成氨企业面临的优势正慢慢失去。现在新疆有好多合成氨项目，其中也包括煤头装置，这给煤气化技术提供了很好的发展前景。我们的企业一定要抓住机会。”
图为会议现场华东理工大学于广锁教授正在介绍多喷嘴水煤浆气化技术。
3 大型高压化趋势明显
清华大学张建胜教授告诉记者：“水冷壁水煤浆气化技术是山西阳煤丰喜肥业（集团）有限责任公司与清华大学、北京达立科科技有限公司共同开发的新型煤气化技术。这项技术正在朝大型化、高压化方向发展。”
“清华炉现在签订的合同大多是6.5MPa的，其中包括产合成氨的山东金诚石化有限公司、产合成氨联碱的江苏德邦化工科技有限公司，产合成氨甲醇的中海油天野化工有限公司，产合成氨丁辛醇的江苏华昌化工股份有限公司等多家企业。”北京盈德清大科技有限公司马宏波总经理说。
董宏海表示，“南化、大化搬迁项目，蒲城项目都采用的是高压合成技术。南化、大化合成氨项目分别从2006、2010年开车投产，蒲城180万吨甲醇制烯烃项目大概到明年四五月份投产，现在气化炉已经到货了。以合成氨行业为例，如果在8.7MPa的基础上，把气化炉的压力再往上提一点，合成的压力往下降一点，企业的效益就会提高。所以，国家现在也在鼓励使用高压气化技术。国内合成氨企业消耗高，未来有作为的空间将会很大。”
“大型化应用是未来水煤浆煤气化技术发展的另一特点。”丁辉介绍说，“2000吨级多喷嘴对置式水煤浆气化装置已经建成并运行了7套，江苏灵谷化工有限公司45万吨/年合成氨项目就是其中的代表。未来建设中的超大型多喷嘴对置式水煤浆气化示范装置，单炉日处理煤将达到3000吨级，这是‘十二五’‘863计划’立项示范超大型水煤浆气化技术，计划于2014年建成。”
谈到大型化，于广锁为记者做了一个形象的对比：单喷嘴气化炉只有一个喷嘴，在操作压力确定的情况下，加大生产能力需要增加喷嘴间隙，但较大的喷嘴间隙会影响雾化效果，造成碳转化率降低。而多喷嘴对置式水煤浆气化炉有4个喷嘴，每个喷嘴仅需分担相对较小的负荷，便可达到整炉较大的处理能力，在规模、大型化方面具有明显的优势。特别是在单炉日投煤1500吨级以上的气化炉上运行优势更加突出。
记者了解到，目前工业应用的日投煤量1500吨级多喷嘴气化炉达到17台，已运行12台；工业应用的日投煤量2000吨级气化炉36台，已运行7台；工业应用的2500吨级气化炉8台；3000吨级气化炉5台。向大型化发展有助于在气化装置建设中减少气化炉数量，降低装置投资额度。
图为山西阳煤丰喜肥业有限责任公司水煤浆煤气化工作人员正在气化炉顶部巡检。
4 向提供整体方案进军
“从卖产品到卖技术是进步，从卖技术到卖服务更是进步，从卖服务到提供整体方案、卖理念则是飞跃。现在煤气化企业可以靠提供技术为生，但未来还是要全方位发展，逐渐摆脱单一化的发展模式。”在采访中，多家企业负责人纷纷向记者呼吁。
“我们从事水煤浆加压气化研究及生产已有20年时间，走的是典型的产、学、研结合运作模式。”山东兖矿国拓科技工程有限公司副总经理张涛介绍说，公司自成立以来，已签订多喷嘴气化技术转让合同17份，建设气化炉47台套，并与国内多家煤化工企业、国外多家科研机构达成合作意向。但企业的脚步并没有就此而放慢，依托一流的技术服务团队，公司力争为用户在项目论证、技术开发、工程勘察、施工承包、开车运行等方面提供全方位的服务。
“现在煤化工企业比较多，但真正赚钱的不是很多，而煤化工是神华赚钱的板块之一。公司在工程运作和产业化方面都有良好的业绩。不仅要能提供技术，还要能提供一个整体的方案。我们就是想通过中国的实践，借助国际化的平台，把国内的煤气化产业向前推进一步。”董宏海解释说，“仅仅采用一个单独的气化技术是不能挽救一个企业，只有将可靠的煤气化技术与完整的产业链条结合起来，通过对资源的综合有效利用，才能使一个企业健康发展。”
“技术是要靠实际业绩来说话的，用什么技术和煤种，要由你周围的环境来定，并不是所有的煤都适合做煤化工的；如果受地方政府影响，不考虑煤种特性，逢煤必化，不仅浪费能源，还会带来严重的生态灾难。”董宏海解释说。
董宏海为记者举了一个例子：美国伊斯曼公司煤固体气化装置是6.5MPa、450立方英尺的炉子，一开一备，日处理1130吨煤，20年多年中一直稳定运行，最好周期能达到233天的水平。“美国的煤并不比我们的煤便宜多少，但人家为什么能开得这么好？关键是企业产业链条规划的好，比如，醋酸下游可开发的产业非常多。虽然是1台炉子运行，但效益非常好。”董宏海表示。
业内专家指出，煤气化气化炉技术的选择应该从投资额、可靠性、可用率、运行成本、环保全流程能耗等多方面进行综合考虑，其中环保因素越来越重要。韩喜民指出，研发出一种具有煤种适应性宽、气化强度高、污染排放少、高效洁净、运行平稳，具有中国知识产权的煤气化技术，对推动我国煤气化技术的发展和进步具有重要意义。
董宏海表示，GE收购德士古这个技术，看好的条件之一是火电技术的升级，例如IGCC技术。“美国50%的电力是靠火电，传统的火电是被动环保，IGCC是主动的环保，整个IGCC能比传统的火电节约30%的水。由于新型煤气化技术的发展，IGCC非常适合我们中国煤化工的转型升级，现在环境效益和天然气在一个数量级上，IGCC产生的PM10小于10ppm，在节能环保日益受到重视的中国，IGCC有望迎来发展机遇。从煤化工到发电，我们呼吁政府出台一些硬性规定。不搞好节能环保，机组和设备就不准运转，发不了电、产不出产品。”
“但是，中国的IGCC还没有准备好，从技术、装备到制造，电力行业准备的不是非常充分。这个市场一旦开启，中国的煤气化行业将是最大的受益者，包括装备。现在，我们这个行业其实还走在奔小康的路上，会迎来一个前所未有的机遇，有准备的人获得更多的效益。”谈到未来，董宏海充满希望。
