2018年以來，從國務(wù)院的《打贏藍天保衛(wèi)戰(zhàn)三年行動計劃》(國發(fā)〔2018〕22號)，到生態(tài)環(huán)境部等12部門聯(lián)合下發(fā)《京津冀及周邊地區(qū) 2018-2019 年秋冬季大氣污染綜合治理攻堅行動方案》，國家發(fā)改委公開征求《產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整指導(dǎo)目錄(2019年本)》意見，以及山西省、山東省、河南省等各地政府出臺政策，要求加快淘汰一批化肥行業(yè)固定床間歇式煤氣化爐。淘汰原因是常壓固定床氣化的能耗高、污染物排放量大。

目前，我國采用固定床間歇氣化爐技術(shù)生產(chǎn)合成氨占總產(chǎn)量的三分之一以上，2019年指導(dǎo)目錄征求意見稿中將此氣化技術(shù)納入限制類。那么，該技術(shù)是不是 “能耗高、污染大、效益差”?是否需要“一刀切”?采用該技術(shù)的生產(chǎn)企業(yè)怎么辦?固定床間歇煤氣化合成氨企業(yè)面臨的壓力巨大，事關(guān)氮肥行業(yè)企業(yè)健康發(fā)展。1.jpg

10 月29~31 日在河北省滄州市召開的全國化工合成氨設(shè)計技術(shù)中心站2019年技術(shù)交流會”上，與會專家和化肥企業(yè)的代表通過對固定床間歇氣化的技術(shù)經(jīng)濟等方面進行研究分析，從工藝路線、環(huán)保效果、減排措施、改造難度、投資等多個方面與新型煤氣化技術(shù)進行對比論證，一致認為，固定床間歇氣化是一種煤氣化工藝，與其他氣化工藝相比，該工藝在安全、環(huán)保、能耗方面互有優(yōu)勢，污染物排放量并不嚴重，并且還有明顯改善的余地。不應(yīng)強制淘汰，應(yīng)該遵循市場規(guī)律，優(yōu)存劣汰為好，同新型煤氣化并存服務(wù)我國化肥及煤化工行業(yè)。

據(jù)介紹，煤氣化是煤化工生產(chǎn)中一項主要工藝技術(shù)，我國現(xiàn)行應(yīng)用的主要煤氣化工藝技術(shù)為固定床(常壓間歇)與氣流床(加壓連續(xù))二大種，氣流床又有水煤漿(濕法)干粉煤(干法)二種。我國合成氨行業(yè)60多年來，經(jīng)幾代人的共同努力，從無到有、從小到大，為支援農(nóng)業(yè)發(fā)展發(fā)揮了巨大的作用，氨產(chǎn)量已成為全球第一。2.jpg

合成氨專家委員會副主任委員、上海達門化工工程技術(shù)有限公司總經(jīng)理於子方認為，根據(jù)我國能源結(jié)構(gòu)的特點，以煤為原料制合成氨始終是主流，從2010年的產(chǎn)量占有比例76.22%到2018年的79.59%，其中無煙煤為原料，產(chǎn)量占有比例從2010年的67.52%到2018年的37.16%，煙煤(褐煤)為原料產(chǎn)量占有比例從2010年的8.7%到2018年的42.43%。

於子方告訴中國化工報記者，他們通過多年對全國合成氨行業(yè)的調(diào)研分析，按照等量值和等價值兩種方法計算結(jié)果顯示，噸氨綜合能耗間歇固定床比加壓氣流床低304kgce和151kgce;噸氨綜合能耗間歇固定床比加壓氣流床低301kgce和124kgce;同一企業(yè)二種不同氣化工藝的噸氨消耗實績也不盡相同，噸氨綜合能耗間歇固定床比加壓氣流床低181kgce與35kgce。

於子方指出，二種不同氣化技術(shù)的合成氨建設(shè)投資按年產(chǎn)30萬噸規(guī)模相對比，間歇式固定床的為7.1024億元、折噸氨投資為2367元，加壓氣流床的為15.4287億元、折噸氨投資為5143元;二種工藝技術(shù)相比固定床低，氣流床高，固定床比氣流床要低54%左右。3.jpg

全國化工合成氨設(shè)計技術(shù)中心站高級顧問、原站長李海泉指出，固定床間歇氣化工藝是具有中國特色的特色工藝，曾是我國以煤為原料合成氨生產(chǎn)的主要生產(chǎn)工藝，至今仍占有我國合成氨產(chǎn)能的近40%。經(jīng)過多年創(chuàng)新發(fā)展，這種工藝綜合能耗在各種煤頭工藝中最低，生產(chǎn)過程安全可靠，污染物排放總體水平與富氧或純氧連續(xù)氣化工藝相當。但是，不可否認的是該工藝造氣循環(huán)冷卻水水質(zhì)差、水中懸浮物、可揮發(fā)性污染物含量高、無組織排放問題突出，這已經(jīng)成為制約該工藝生存發(fā)展的最后一道“堡壘”。

在生態(tài)環(huán)境部中國環(huán)境科學(xué)研究院、中國氮肥工業(yè)協(xié)會的支持與指導(dǎo)下，河北陽煤正元化工集團有限公司與上海境業(yè)環(huán)境資源科技股份有限公司、河北東光化工有限公司共同開發(fā)并實施了“固定層間歇煤氣化造氣循環(huán)冷卻水及廢氣Vocs治理示范項目”。該示范方案以正元自主知識產(chǎn)權(quán)工藝技術(shù)、境業(yè)自清潔袋式除塵器為基礎(chǔ)，通過將造氣循環(huán)冷卻、洗滌水由開放式循環(huán)、晾水改為密閉循環(huán)間接換熱降溫，將徹底解決水中溶解性VOCs物質(zhì)向大氣中彌散的問題;袋式除塵的采用則可以完全避免原工藝含污水煤泥的產(chǎn)生。系統(tǒng)產(chǎn)生的含VOCs冷凝水在利用空氣鼓風(fēng)機進行有效氣提(氣提空氣進入造氣爐用于制氣，VOCs可有效燃燒分解)后作為工藝補水使用。通過改造，使固定床間歇造氣過程產(chǎn)生的廢水、廢渣及無組織VOCs污染問題得到根本解決，實現(xiàn)清潔生產(chǎn)，也將為我國氮肥行業(yè)充分利用現(xiàn)有裝置，減少不必要的資產(chǎn)損失及農(nóng)業(yè)用肥的安全可靠供應(yīng)提供了可靠保證。6.jpg

安徽省化肥工業(yè)協(xié)會監(jiān)事長王文富認為，固定床氣化技術(shù)(特指小氣化爐)曾為我國社會主義建設(shè)做過巨大貢獻，隨著社會進步，這項技術(shù)暴露出了一些環(huán)保的問題，但世界上沒有完美的工藝，當前行業(yè)中使用的其它氣化技術(shù)，哪個沒有環(huán)保問題？故不要過分夸大固定床的環(huán)保;其實，固定床的生產(chǎn)綜合能耗低是業(yè)內(nèi)公認的事實。目前，固定床生產(chǎn)的噸氨綜合能耗一般在1150kgce左右，而其它技術(shù)一般在1400kgce左右，故固定床技術(shù)在消耗上可以和其他任何氣化爐生產(chǎn)技術(shù)進行對比。在世界能源普遍緊缺的今天，把固定床技術(shù)打入另冊，我們認為不妥。

王文富表示，對于生產(chǎn)同樣的產(chǎn)品，生產(chǎn)能耗高則廢棄物排放肯定高。而固定床生產(chǎn)技術(shù)的能耗低，故其廢棄物排放不可能高于其他生產(chǎn)技術(shù)，只不過他們的排放地點和形式不同罷了。固定床的廢棄物排放是可控的，目前許多新技術(shù)正在不斷出現(xiàn)，固定床技術(shù)完全可以達到國家的環(huán)保要求。當然，固定床也有一些先天不足，如占地面積大，自動化程度不高，人員操作強度稍大等。但它也有一些其他氣化技術(shù)無法相比的優(yōu)點，如投資低，財務(wù)費用小，生產(chǎn)技術(shù)易于被現(xiàn)有小合成氨企業(yè)接受等。王文富說，孰優(yōu)孰劣，應(yīng)由企業(yè)根據(jù)自身實際，自己選擇，國家不宜出具硬性淘汰指標。國家可根據(jù)能耗消耗，環(huán)保排放要求，來倒逼企業(yè)不斷進步，根據(jù)市場規(guī)律，自然淘汰為好。4.jpg

石油和化學(xué)工業(yè)規(guī)劃院能源化工副總工程師溫倩認為，未來，固定床合成氨的困境來自多個方面：主要是成本競爭加劇和環(huán)保政策趨嚴。首先是原料價格、動力消耗、財務(wù)和管理費用，一直是不同技術(shù)路線的競爭博弈焦點，一些規(guī)模小、設(shè)施落后、不具原料價格優(yōu)勢的小型固定床合成氨產(chǎn)能將被迫退出。未來，隨著節(jié)能節(jié)電技術(shù)升級、清潔環(huán)保設(shè)施投資，還將導(dǎo)致又一批固定床合成氨面臨成本上升的壓力。其次是環(huán)保政策不斷升級，使得固定床產(chǎn)能發(fā)揮嚴重受限。此前，針對不同氣化技術(shù)路線，政策以引導(dǎo)升級為主。而“十三五”中后期，為了應(yīng)對重污染天氣，環(huán)保政策采取了針對不同技術(shù)路線的差異化限產(chǎn)措施。受此影響，不滿足環(huán)保要求的技術(shù)路線會受到致命打擊，而采用清潔環(huán)保技術(shù)路線的氮肥生產(chǎn)將更具優(yōu)勢。

面對未來發(fā)展，溫倩建議，對于企業(yè)，重點是以“安全、綠色”為改造目標，實施清潔生產(chǎn)技術(shù)的綠色改造，實現(xiàn)環(huán)保升級;對于行業(yè)，重點是以“減量、增值”為轉(zhuǎn)型方向，探索以合成氣為平臺的煤基化學(xué)品多聯(lián)產(chǎn)發(fā)展新途徑，從基礎(chǔ)化工原材料向高端化工產(chǎn)品方向轉(zhuǎn)變，從初級產(chǎn)品向高附加值精細化產(chǎn)品方向轉(zhuǎn)變;對于政策措施，建議盡快出臺適合于煤制氮肥的環(huán)保標準，例如針對無組織廢氣排放等敏感指標，按照標準和數(shù)據(jù)作為限產(chǎn)依據(jù)，避免以技術(shù)路線作為環(huán)保限產(chǎn)的依據(jù)。5.jpg

山西天澤煤化工集團股份公司總經(jīng)理助理王翔通過收集整理國內(nèi)新型煤氣化與常壓固定床煤氣化現(xiàn)有生產(chǎn)單位的數(shù)據(jù)和國家標準，對生產(chǎn)合成氨的能耗與污染物進行對比分析后，得出的結(jié)論是：采用常壓固定床間歇氣化生產(chǎn)合成氨的能耗低于各種新型煤氣化技術(shù);大氣污染物排放低于氣流床干粉煤氣化技術(shù);水污染物排放略高于水煤漿和干粉煤氣化，遠低于加壓固定床連續(xù)氣化技術(shù);氣化爐渣、煤灰、鍋爐爐渣、粉煤灰等固廢排放量，固定床排放最小。

王翔分析說，常壓固定床氣化與新型煤氣化相比，原料煤消耗低90Kg，燃料煤低287Kg，綜合能耗低286Kg，能耗低于各種新型煤氣化技術(shù)。

據(jù)於子方介紹，間歇式固定床氣化其主要的廢氣是造氣的吹風(fēng)氣，其氣體組份與熱值有CO(5.4~7.7%)、H₂(1.2~2.9%)、CH4(0.7~1.5%)，熱值為283~394kcal/Nm³;噸氨吹風(fēng)氣放空量一般為2100~2500Nm³，按吹風(fēng)氣熱值取320kcal/Nm³計，則噸氨吹風(fēng)氣可利用的熱量為67.2~80萬kcal。

二十世紀八十年代前吹風(fēng)氣均為放空，沒有得到治理，污染了大氣，能量也沒得到回收利用。之后通過研發(fā)非蓄熱式(第一代)與蓄熱式燃燒爐(第二代)的吹風(fēng)氣回收技術(shù)獲得成功，進入二十一世紀，由山東臨沂正大熱能研究所研發(fā)的合成氨造氣三廢流化混燃爐(第三代)的吹風(fēng)氣回收技術(shù)取得專利，并通過企業(yè)的應(yīng)用獲得成功。實際使用說明不僅回收了吹風(fēng)氣、還回收了合成放空氣、氨罐馳放氣，同時還把造氣爐渣、除塵器飛屑、煤場的煤沫屑等得到回收與利用，變廢為寶資源得到充分利用。該技術(shù)既治理三廢又副產(chǎn)蒸汽，經(jīng)濟效益明顯。

17年來，該技術(shù)已在行業(yè)內(nèi)100多家企業(yè)應(yīng)用了230余臺套、該回收裝置排放的煙氣，其硫化物<35mg/Nm³、氮化物<50mg/Nm³、塵含量<10mg/Nm³，符合超低排放標準。該技術(shù)已被國家列入鼓勵發(fā)展的環(huán)境保護技術(shù)目錄及化工循環(huán)經(jīng)濟的典型產(chǎn)品。由此可見間歇式固定氣化的廢氣(吹風(fēng)氣)完全可以治理好，達到國家相關(guān)的標準要求。

於子方分析說，間歇式固定床氣化技術(shù)其主要廢水是造氣污水，系煤氣洗氣塔排放出來的循環(huán)水，出塔的50~60℃熱循環(huán)水至造氣污水處理系統(tǒng)，經(jīng)平流沉淀池或微渦流沉淀池、熱水池、熱水泵、冷卻塔、冷水池、冷水泵等除塵、冷卻至30~35℃，處理后送至煤氣洗氣塔，循環(huán)使用形成造氣污水閉路循環(huán)系統(tǒng)。

間歇式固定床氣化技術(shù)造氣系統(tǒng)排放的固廢主要是造氣爐渣、除塵器飛屑、造氣污水處理裝置沉淀池的灰泥。部分企業(yè)生產(chǎn)實際的爐渣量、飛屑量與相應(yīng)含碳量;噸氨造氣爐渣一般在170~330kg，其含碳量為13~18%，噸氨除塵器飛屑一般在25~40kg，其含碳量為60~70%。

對于已有三廢混燃爐裝置的，該部分固廢(爐渣、飛屑、灰泥)均回收該裝置作燃料使用。

三廢混燃爐排出的爐渣其含碳量1%左右，是很好水泥熟料，可供水泥廠作原料使用。

通過多年對合成氨行業(yè)的間歇式固定床氣化工藝技術(shù)用數(shù)據(jù)進行專題調(diào)研分析，於子方認為，全社會需要正確地認識間歇式固定床氣化技術(shù)，改變所謂“能耗高、污染大、效率差”的陳舊觀念，不應(yīng)該把該技術(shù)稱為落后技術(shù);根據(jù)我國能源結(jié)構(gòu)與煤炭資源情況，從資源合理利用的角度，對無煙煤采用固定床氣化技術(shù)、優(yōu)先用于生產(chǎn)合成氨是合理的;煤氣化領(lǐng)域要提倡百花齊放、百家爭鳴，應(yīng)根據(jù)不同地域(市場)、不同資源(煤種)、交通條件，因地制宜的選擇企業(yè)適合的煤氣化技術(shù)，不搞一刀切、促進煤制合成氨的科學(xué)發(fā)展;不同煤氣化技術(shù)都有不同的優(yōu)缺點，沒有十全十美的“萬能爐”，都需要針對各自技術(shù)的短板，繼續(xù)不斷地改進提升，真正成為具有中國特色的煤氣化技術(shù)。

於子方建議各級政府與有關(guān)部門要深入調(diào)查研究、不要輕易地對間歇式固定床氣化技術(shù)作出限制與淘汰的有關(guān)規(guī)定，否則不利新時代經(jīng)濟發(fā)展。