【導讀】由于我國化石能源富煤、缺油、少氣的具體條件（詳見我國能源生產(chǎn)?？偭颗c構成表1），因此我國合成氨生產(chǎn)原料的結構是以煤為主要原料，XXXX年產(chǎn)量中以煤為原料的占到％。此對煤氣化技術的研究已成為大家十分重視與關注的課題。應用，取得很大進展。從1935年引進UGI常壓固定床間歇氣化技術起步。煤漿加壓氣化技術，進入21世紀2020年又引進殼牌干粉煤加壓氣化技術。技術最多的國家。各企業(yè)在進行原料結構調整與技術改造中作參考。年設計1913年工業(yè)化后，至今有100多年的歷史。以純氧為氣化劑，實行連續(xù)操作，大大提高了氣化強度和冷煤氣效率。其缺點是煤氣中甲烷含量高，單臺最大能力已達。氣供應前景預測，紛紛把發(fā)展煤氣化技術作為替代能源重新提到議事日程，料，以空氣和水蒸汽為氣化劑，在常壓下生產(chǎn)合成原料氣或燃料氣。左右提高至50％以上，蒸汽消耗大大下降。集中回收與熱電聯(lián)產(chǎn)，實現(xiàn)廢氣可燃物的超低排放。滌分流技術，使冷卻水閉路循環(huán)使用，實現(xiàn)污水零排放。

　　

【正文】 品成本 按年產(chǎn) 20 萬噸合成氨項目氣化裝置，采用提升型固定床間歇氣化工藝與殼牌氣化工藝相比較作分析。其氣化成本詳見表 11，從表 11 中可見，當采用殼牌氣化工藝其采用原料煙煤價格在 350 元 /噸時與提升型固定床間歇氣化工藝原料煤價格 750 元 /噸時的氣化成本相當。 分析其成本的各項組成可見，雖然殼牌氣化工藝可采用煙煤其價格較低，原料煤成本一項要比固定床間歇氣化工藝使用無煙煤要低 元 /噸氨，但由于建設投資很高，其制造費用比固定床間歇氣化工藝高 元 /噸氨，加上投資高、比固定床間歇氣化工藝投資高 億元，故其多支付貸款利息每年達 萬元，折噸氨的財務費用達 元，再加上使用氧氣的費用每噸氨為 元，這三項共計為 元，已全部抵消了原料煤下降的 成本。由此可見，要取得好的經(jīng)濟效益，只有設法采用廉價的原料煤，這里列出采用煙煤不同價格情況下，氣化成本的變化數(shù)據(jù)（見表 12）。從表 12 中可見，當原料煙煤到廠價格為 200 元 /噸時，采用殼牌氣化工藝比固定床間歇氣化工藝全年節(jié)省成本 4631 萬元，就是這種情況，也要花 8 年左右時間將多投資的費用收回，如考慮開工率低的因素，則回收年數(shù)還要更長。 24 表 11 產(chǎn)品氣化成本估算表 單位：噸氨 序號 項目名稱 單位 單價 （元） 提升型固定床間歇氣化 殼牌氣化 單耗 金額 單耗 金額 一 原材料 1 原料煤無煙煤 t 750 － － 煙煤 t 350 － － 2 氧氣（ ％） 3 冷卻水 32℃ m3 44 4 脫鹽水 m3 3 二 動力 1 電 度 75 153 2 蒸汽 t 100 3 副產(chǎn)蒸汽 t 100 三 工資及附加 元 四 制造費用 元 1 折舊費 元 2 維修費 元 3 其它費 元 制造成本 元 25 財務費用（增加利息） 元 合 計 說明：本表僅對氣化成本作對比，沒有考慮后系統(tǒng)的成本。 表 12 不同煤件下氣化成本的變化 不同煙煤價（元 /噸） 200 250 300 350 400 450 殼牌成本（元 /噸氨） 間歇成本（元 /噸氨） 二者相比177。（元 /噸氨 ） + + + 年成本相比177。（萬元） 4631 3049 1467 +115 +1697 +3279 五、綜合部分 根據(jù)前面技術評論與經(jīng)濟分析加以綜合，詳見各種煤氣化工藝綜合比較表（見表 13）。 26 表 13 各種煤氣化工藝綜合比較表 項 目 提升型固定床間歇氣化 魯奇加壓氣化 恩德爐粉煤氣 化 灰熔聚流化床氣化 多噴嘴水煤漿加壓氣化 德士古水煤漿加壓氣化 殼牌粉煤加壓氣 化 床層形式 固定床 固定床 流化床 流化床 氣流床 氣流床 氣流床 排渣形式 固態(tài) 固態(tài) 固態(tài) 固態(tài) 液態(tài) 液態(tài) 液態(tài) 進料形式 塊煤、型煤 塊煤 粉煤 粉煤 水煤漿 水煤漿 干粉煤 適合的煤種 無煙煤、焦炭 褐煤、煙煤 褐煤 煙煤 年青煙煤 年青煙煤 次煙煤、褐煤 氣化劑 空氣 +蒸汽 氧氣 +蒸汽 氧氣 +蒸汽 氧氣 +蒸汽 氧氣 氧氣 氧氣 氣化壓力 Mpa ～ ～ ～ ～ ～ 氣化溫度 ℃ 900～ 1000 800～ 900 950～ 1050 1000～ 1050 1300～ 1400 1300～ 1400 1400～ 1600 煤的粒度要求 mm 15～ 50 6～ 50 ＜ 10 ＜ 6 200目＞ 70％ 200目＞ 70％ 100目＞ 90％ 煤的灰份要求％ ＜ 25 ＜ 20 ＜ 25 ＜ 25 ＜ 15 ＜ 15 ＜ 20 煤的灰熔點要求℃ ＞ 1200 ＞ 1200 ＞ 1250 ＞ 1250 ＜ 1250 ＜ 1250 ＜ 1350 單爐最大投煤量 t/d 180 1500 500 300 1150 2020 2020 煤氣中 CO+H2 V％ 70～ 72 53～ 56 70～ 71 68～ 71 78～ 82 ～ 90 煤氣中 CH4 V％ ～ 10～ 2～ 2～ ＜ ＜ ＜ 消耗指標 原料煤 kg/KNm3 550～ 590 1270～ 1500 781～ 797 709 565 547～ 638 520 氧氣耗 Nm3/KNm3 240～ 280 330～ 340 287 362 412～ 425 330 蒸汽耗 kg/KNm3 1700～ 2020 498～ 521 47 120 碳轉化率 ％ 80～ 87* 88～ 96 91 90～ 92 99 99 噸氨能耗 低 最高 高 高 低 低 低 運轉可靠性 有備爐開工率最長 可靠 可靠 可靠 可靠 可靠 無備爐不太可靠 技術成熟性 最成熟 成熟 成熟 成熟 成熟 成熟 不太成熟 對環(huán)境影響 較低 污水處理復雜 較低 較低 較低 較低 較低 建設投資 小 大 中 中 大 大 最大 *如把爐渣、飛屑回收至流化床作燃料一起計，則綜合碳轉化率為＞ 96％。 27 項 要求，不可能有萬能爐取代所有工藝，我國煤炭資源分布各地，各種煤種都有，各企業(yè)應按就近不同煤炭資源條件（產(chǎn)量、煤種、煤價、溶距等）與本企業(yè)的生產(chǎn)規(guī)模與產(chǎn)品要求，選擇不同的氣化工藝作詳細的技術經(jīng)濟對比后再從中擇優(yōu)選擇。 ： 我國無煙煤儲量 1130 億噸， 2020 年無煙煤產(chǎn)量超過 億噸，占全國煤炭總產(chǎn)量的 22％，無煙煤產(chǎn)量超過 500 萬噸的有 13 個省市，這為合成氨實施原料本地化提供有利條件，按國家發(fā)改委［ XXXX］ 1350 號文通知中“無煙塊煤優(yōu)先用于化肥工業(yè)”的原則，結合中國的國 情，采用無煙煤為原料的氣化工藝從各方面綜合比較，應首選提升型固定床間歇氣化工藝，因此，提升型固定床間歇氣化工藝在今后一段時期內不會被其它工藝所取代，同時在現(xiàn)有基礎上還要不斷對存在的一些問題加以改造與創(chuàng)新，使該工藝技術更有效地發(fā)揮作用。 ： 魯奇加壓氣化技術較適合用于城市煤氣，不宜合成氨使用。德士古水煤漿加壓氣化技術與殼牌粉煤加壓氣化技術主要適用于煙煤與褐煤為原料的大型裝置，但也不是什么煤全能用，都有其一定的要求。德士古技術運行比較成熟，我國積累不少使用經(jīng)驗，而殼牌技術從對現(xiàn)有 五套投產(chǎn)的氣化裝置運行情況來看，存在著這樣與那樣的不少問題，尤其突出的是裝置連續(xù)運轉率較低，還有待一段時期的摸索與完善。對于無備爐的單爐配置的裝置其生產(chǎn)風險太大，如再上備爐，其建設投資與生產(chǎn)成本又會有所增 28 加，這一問題應引起在建的其他十幾套裝置的十分重視，否則其經(jīng)濟損失太大。因此，建議在現(xiàn)在還沒有完全掌握此技術之前，不應再引進該技術。 ： 多噴咀水煤漿加壓氣化是由華東理工大學、水煤漿氣化與煤化工國家工程中心和中國天辰化學工程公司合作自行研發(fā)成功。該技術比引進的德士古水煤漿氣 化技術相比，具有氣化效率高、技術指標先進、負荷可調節(jié)范圍大，有利裝置大型化、專利實施許可費低等優(yōu)勢。與德士古水煤漿氣化技術一樣，它適用年青的煙氣，對灰熔點與灰份要求較高，在煤種選擇性有一定范圍，對大型合成氨裝置選用較為合適。 灰熔聚流化床氣化技術與恩德爐粉煤氣化技術，該二種技術具有原料適應范圍較寬（適用煙煤、褐煤）技術成熟、氣化爐結構簡單、運行穩(wěn)定、操作彈性大、建設投資較少（與引進技術相比）等優(yōu)勢，較適用中小型合成氨企業(yè)實施原料煤本地化改造。但目前還存在原料煤耗較高、操作壓力偏低，廢水處理還需加大處理力度等 問題，尚有待進一步改進與提高。 （加壓與大型化），對國內正在開發(fā)的加壓灰熔聚流化床氣化技術、二段式加壓粉煤氣化技術、航天爐干粉煤加壓氣化技術、多噴咀干粉煤加壓氣化技術等希能盡早投運并總結經(jīng)驗，以利促進我國煤氣化技術的不斷發(fā)展。