工藝劣勢和昂貴的成本,讓原本獨占煤化工原料首座的無煙煤,正敗離這個傳統(tǒng)行業(yè)中的新興領(lǐng)域。
直到上個世紀八十年代之前,無煙煤還一直以其特性獨占煤化工原料第一位次。但隨著煤炭氣化技術(shù)的發(fā)展,無煙煤無論在傳統(tǒng)還是新型煤化工中都受到?jīng)_擊,在煤化工原料煤的地位益發(fā)邊緣化,僅在舊時代遺留產(chǎn)能中保有一席之地。
就整個煤炭產(chǎn)業(yè)來講,無煙煤化工勢微似無足輕重。但對某些主產(chǎn)無煙煤的煤炭企業(yè)來講,在當(dāng)下煤市寒冬背景下,無煙煤化工受阻,無疑為不能承受之重。
固定床間歇氣化技術(shù)目前仍是最成熟的無煙煤氣化(8.87, 0.05, 0.57%)工藝。但早從2006年開始,發(fā)改委就下發(fā)政令,禁止使用固定床間歇氣化技術(shù)。時至今日,晉煤集團煤化工事業(yè)部副總經(jīng)理原豐貞仍持反對態(tài)度。在他看來,“一刀切”禁止固定床間歇氣化技術(shù)是“很不合理的”。
漸失舊地
無煙煤作為煤化工原料煤的興起,得益于UGI爐的興起。UGI爐又稱固定床間歇式氣化爐,是固定床間歇氣化技術(shù)最流行的爐型。UGI爐早前的原料為焦炭,后因無煙煤與焦炭同有碳含量高、揮發(fā)分低的特性,逐漸取代焦炭,成為UGI爐的主力原料煤。
1935年我國從國外引進UGI固定床間歇氣化技術(shù),后隨國內(nèi)合成氨市場需求增長,UGI爐逐漸在全國范圍發(fā)展開來。UGI爐對原料要求較嚴格,無煙煤亦隨之水漲船高,奠定煤化工第一原料煤地位。
但UGI爐有其本身固有的缺陷。一為規(guī)模;二為連續(xù)生產(chǎn)能力差;三是能源轉(zhuǎn)換效率低。新奧能源研究院常務(wù)副院長侯詳生介紹說,UGI爐不能連續(xù)生產(chǎn),有20%的時間不工作,需要蓄熱;單爐日加工煤炭一般才“一百噸上下”。此外,能源轉(zhuǎn)化效率僅為“30-40%”,遠不及后來出現(xiàn)的魯奇爐。
大約在上個世紀80年代,魯奇爐開始出現(xiàn),其中間亦經(jīng)過一系列改進歷程。但魯奇爐相對于UGI爐優(yōu)勢巨大。其原料可用次煙煤、褐煤這些廉價煤種,經(jīng)濟性要優(yōu)于必須無煙煤或焦炭的UGI爐。此外在能源轉(zhuǎn)化率和氣化連續(xù)性上也遠優(yōu)于UGI爐。
不僅僅魯奇爐,還有隨后出現(xiàn)的殼牌爐、德士古爐,以及國內(nèi)改進爐型如四噴嘴爐、航天爐、清華爐等。整個氣化爐的發(fā)展趨向大規(guī)模、煤種放寬、運行連續(xù)性。UGI爐劣勢益發(fā)明顯。
“大概從2000年開始,國內(nèi)新投煤化工,就很少選擇UGI爐了。”在侯祥生看來,目前依托UGI爐的無煙煤的競爭力在逐步下滑,“無煙煤價格要貴得多,工藝上的劣勢也很明顯,例如,傳統(tǒng)UGI爐在氣化過程中所產(chǎn)生的吹風(fēng)氣不經(jīng)過處理直接利用煙囪排放,會對空氣造成污染”。
2006年,發(fā)改委的一紙禁令讓其處境雪上加霜。當(dāng)年七月,發(fā)改委出臺《關(guān)于加強煤化工項目建設(shè)管理促進產(chǎn)業(yè)健康發(fā)展的通知》,提出煤化工企業(yè)禁止核準或備案采用固定床間歇氣化和直接冷卻的煤化工項目。
UGI爐因此又遭遇來自政策的一道枷鎖,附帶殃及無煙煤。無煙煤在煤化工原料煤中地位下降明顯,但這目前尚未有精確統(tǒng)計。據(jù)侯祥生回憶,上世紀70年代末80年代初,煤化工原料主要是無煙煤,無煙煤占據(jù)煤化工原料煤份額最高“要達到80%以上”。
據(jù)了解,經(jīng)過80年代中期鼎盛期,隨著新氣化技術(shù)的發(fā)展,無煙煤化工逐漸走下坡路,目前無煙煤化工仍主要盤踞在殘存的UGI爐型中。侯祥生估算認為“現(xiàn)在無煙煤占煤化工原料煤份額大概在40%左右”。“雖然無煙煤價格更貴,UGI爐經(jīng)濟性不及其它爐型,但更換設(shè)備也需要大筆投資,因此還有相當(dāng)部分UGI爐還在使用。”侯詳生說。
新領(lǐng)域遇冷
相對傳統(tǒng)煤化工三條產(chǎn)業(yè)路線“煤-電石-PVC”、“煤-焦炭”、“煤-合成氨-尿素”,新型煤化工通常是指煤制油、煤制甲醇、煤制二甲醚、煤制烯烴、煤制乙二醇等。
由于傳統(tǒng)煤化工產(chǎn)品嚴重產(chǎn)能過剩,近年來全國紛紛上馬新型煤化工項目。僅煤制天然氣一項,據(jù)不完全統(tǒng)計,截至2012年底,據(jù)不完全統(tǒng)計,我國煤制天然氣項目(包括已建、在建、獲批和待審批的)共計40多個,總產(chǎn)能已達1902.5億立方米/年。
新型煤化工依托新型煤氣化技術(shù)發(fā)展而來,UGI爐型更無立足之地。據(jù)了解,魯奇爐是新型煤化工項目中較多采用的一種爐型。魯奇爐效率遠超UGI爐,能源轉(zhuǎn)換率最高可達到80%。而殼牌爐、德士古爐因其工藝最終產(chǎn)生一氧化碳和氫,更適合傳統(tǒng)煤化工,正在傳統(tǒng)煤化工領(lǐng)域蠶食UGI爐領(lǐng)地。
據(jù)侯詳生介紹,嚴格來說,這些新型氣化爐也可以燃燒無煙煤,但是由于無煙煤反應(yīng)活性差,于煙煤、次煙煤、褐煤等相比,等量無煙煤需反應(yīng)更長時間,這樣就降低產(chǎn)量,而且無煙煤價格更貴,經(jīng)濟上不劃算。
“無煙煤的特點是碳含量高、揮發(fā)份低,而新型煤化工就是要取出這些揮發(fā)份,如煤焦油等,變廢為寶。”侯祥生說。
但在煤科總院煤化工分院副院長陳亞飛看來,煤炭品種和煤氣化技術(shù)是相互影響的?梢哉f煤氣化技術(shù)發(fā)展導(dǎo)致無煙煤在新型煤化工受到冷遇。也可以說由于無煙煤資源稀缺,導(dǎo)致煤氣化原料趨向劣質(zhì)煤種,“近年在新疆、內(nèi)蒙等地的煤炭大開發(fā),多數(shù)為褐煤、煙煤等,這也刺激了煤氣化技術(shù)的發(fā)展。”
不管怎樣,作為變質(zhì)程度最高、最優(yōu)質(zhì)的煤種,無煙煤與劣質(zhì)煤在煤化工領(lǐng)域的競爭已經(jīng)日漸下風(fēng)
更迫切的問題
事實上,2006年的發(fā)改委對固定床間歇氣化工藝的禁令在坊間仍有不少質(zhì)疑。原豐貞就認為這種“一刀切”是不合理的。
但發(fā)改委禁令自2006年實施以來,盡管也間或有反對聲音,但目前尚未看到改變的跡象。原豐貞雖然心中也持反對態(tài)度,但更對將目光放在了未來技術(shù)突破之上。
在侯祥生看來,從煤質(zhì)分析,無煙煤作為優(yōu)質(zhì)煤種,其應(yīng)用不應(yīng)僅限于化工領(lǐng)域。“無煙煤熱量高,非常適合用來煉鋼,制作成高爐噴吹煤粉是非常合適的”。
但對于晉煤來說,煤化工是其多元發(fā)展戰(zhàn)略的重要一環(huán)。此前,晉煤生產(chǎn)的無煙煤供不應(yīng)求。其每年供給下游化工產(chǎn)業(yè)原料無煙煤達3000萬噸,占其總產(chǎn)能泰半。2003年,晉煤大舉進入煤化工領(lǐng)域,經(jīng)過十年發(fā)展,體量已非常龐大。2012年晉煤煤化工板塊經(jīng)營收入達620億元,已連續(xù)4年超煤炭主業(yè)。
顯然,無煙煤在新興煤化工產(chǎn)業(yè)中的不適應(yīng),將影響晉煤化工未來的發(fā)展。但對晉煤集團現(xiàn)存的龐大煤化工體量來說,無煙煤質(zhì)劣質(zhì)化則是更為迫切的問題。
早在十年前,晉煤集團老區(qū)3#優(yōu)質(zhì)無煙煤(硫含量低于3%)已接近枯竭,剩下多為國家限制開發(fā)的9#和15#高硫無煙煤(指硫含量低于9%、15%)。可采儲量占總可采儲量近半。
在晉煤集團內(nèi)部,如何有效利用高硫化、高灰化的劣質(zhì)無煙煤已是不可回避的問題,這也是國內(nèi)多數(shù)無煙煤化工企業(yè)共同的困境。據(jù)原豐貞介紹,未來3-5年內(nèi),晉煤集團將建立煤氣化專業(yè)研究所,專注研發(fā)煤氣化技術(shù)。同時晉煤也開發(fā)大量種子期的研發(fā)項目,基本都是針對晉煤集團“三高”煤、洗粒煤、末煤的高效利用,以應(yīng)對新型煤化工工藝路線。