固定床間歇煤氣化技術(shù)始于上世紀(jì)30年代，最初以焦炭為原料，經(jīng)過多年發(fā)展，氣化爐直徑不斷放大，合成氨單系列生產(chǎn)規(guī)模不斷提高。

到了上世紀(jì)70年代末80年代初，氮肥企業(yè)成功開發(fā)了以無煙塊煤（或煤棒、煤球）為原料的固定床間歇氣化工藝技術(shù)并在全國范圍推廣。

鼎盛時期，大小氮肥廠遍布全國各縣達(dá)到1500多家，甚至同一縣內(nèi)有2～3家氮肥廠�？梢哉f，固定床間歇煤氣化技術(shù)在保障我國糧食生產(chǎn)及化肥供應(yīng)方面發(fā)揮過主力軍作用，做出過突出歷史貢獻(xiàn)。

然而，固定床間歇煤氣化技術(shù)的光輝歲月終結(jié)于上世紀(jì)90年代初。那時，我國分別從國外引進水煤漿加壓氣化技術(shù)和干粉煤加壓氣化技術(shù)，經(jīng)不斷完善創(chuàng)新，技術(shù)水平得到了很大提升。

2000年以后，尤其在最近10年，包括水煤漿和干粉煤加壓氣化在內(nèi)的先進煤氣化技術(shù)市場份額不斷擴大。

據(jù)中國氮肥工業(yè)協(xié)會統(tǒng)計，2019年底，國內(nèi)以無煙塊煤為原料的固定床間歇氣化技術(shù)合成氨產(chǎn)能為2238萬噸/年，占全國合成氨總產(chǎn)能的33.7%；采用煙煤、褐煤為原料的先進煤氣化技術(shù)合成氨產(chǎn)能達(dá)到2718萬噸/年，占全國總產(chǎn)能的41%，首次超過以無煙塊煤為原料的產(chǎn)能。固定床間歇煤氣化企業(yè)的生存空間被嚴(yán)重擠壓，總產(chǎn)能占比由2/3跌至1/3左右。

曾經(jīng)因投資少而得到大力發(fā)展的固定床間歇煤氣化合成氨生產(chǎn)技術(shù)，如今發(fā)展甚至生存面臨著兩大問題：

一是無煙塊煤原料價格高；

二是無組織廢氣排放量大，而第二個問題的影響尤為嚴(yán)重。

近年來，國家和地方安全環(huán)保形勢收緊，國家發(fā)改委《產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整指導(dǎo)目錄（2019年本）》將其列入限制類；

生態(tài)環(huán)境部《重點行業(yè)績效分級及減排措施制定技術(shù)指南（2020年修訂版）》明確固定床間歇煤氣化合成氨企業(yè)不列入A級評選范圍；

國家應(yīng)急管理部等政府部門也發(fā)文要求限制和淘汰該工藝技術(shù)。

2020年上半年，河南省、山東省帶頭出臺政策，要求限期淘汰固定床間歇煤氣化工藝，有關(guān)部門和專家也提出淘汰該工藝路線的建議，個別省（市）甚至出臺了一刀切政策。

這使得相關(guān)企業(yè)對發(fā)展前景感到困惑，導(dǎo)致應(yīng)該實施改造的裝置被擱置，部分產(chǎn)能被迫停產(chǎn)退出，造成大量資產(chǎn)損失、職工失業(yè)，影響了職工生活和區(qū)域肥料供應(yīng)。

那么，固定床間歇煤氣化技術(shù)就應(yīng)該淘汰出局或被全面替代嗎？

要知道，按照現(xiàn)有裝置能力計算，如果全部替換為先進煤氣化技術(shù)裝置，投資將達(dá)1100億元。而經(jīng)過多輪淘汰，現(xiàn)存固定床間歇煤氣化裝置技術(shù)、管理和經(jīng)濟效益尚處于較好水平，存在較大利用價值。尤其是那些運行時間很短，設(shè)備還有大半成新，折舊沒有完全歸零的裝置，如18萬噸合成氨和30萬噸尿素以上規(guī)模裝置，如果完全一刀切，實在太可惜！

事實上，固定床間歇煤氣化技術(shù)廢氣排放主要來自兩個方面：

一是造氣系統(tǒng)無組織廢氣排放，半水煤氣進入洗氣塔與洗滌水直接接觸除塵降溫，氣相中硫化氫、氨、酚類等有害物質(zhì)進入水相，洗滌水經(jīng)敞開式的平流沉淀池、涼水塔，水中溶解有害物質(zhì)向空氣中逸散；

二是脫硫脫碳工序氣提氣、閃蒸氣、解析氣和排放二氧化碳中的硫化氫，即脫硫脫碳廢氣，可通過加強變換氣脫硫、優(yōu)化脫硫工藝降低脫硫脫碳廢氣中的硫化氫含量，濃度可控制在5毫克/標(biāo)準(zhǔn)立方米以下，或?qū)⑽矚饧�中收集送三廢爐或吹風(fēng)氣余熱鍋爐燃燒。

長期以來，第一種廢氣排放即造氣系統(tǒng)無組織排放廢氣始終沒得到有效解決。作為困擾固定床間歇煤氣化技術(shù)生死存亡的關(guān)鍵，不少企業(yè)都將其作為技術(shù)攻關(guān)的重點、熱點。

河北東光化工公司是第一家實施固定床間歇煤氣化技術(shù)造氣循環(huán)水系統(tǒng)改造的企業(yè)。2019年下半年，示范工程（4臺造氣爐）開工建設(shè)，當(dāng)年11月投入運行；2020年11月，全廠42臺造氣爐改造全部完成，早期改造裝置已運行1年多，目前裝置運行平穩(wěn)，實際運行數(shù)據(jù)與設(shè)計數(shù)據(jù)吻合。中國氮肥工業(yè)協(xié)會組織專家對其技術(shù)進行了鑒定，給予了充分的肯定和很高的評價。

運行數(shù)據(jù)監(jiān)測結(jié)果顯示，除塵過濾器出口粉塵含量在5毫克/標(biāo)準(zhǔn)立方米以下，洗氣塔出口半水煤氣溫度為25攝氏度左右，增量水送氣提裝置。氣提后洗滌水中主要污染物去除率為化學(xué)需氧量24%、硫化物99%、總氮12%、揮發(fā)酚23%。

含硫化氫、有機物等有害成分的氣提氣送造氣爐，增量水經(jīng)氣提塔氣提后送廢水末端治理，循環(huán)洗滌水與冷卻水間接換熱，從源頭上杜絕了廢氣排放。除塵過程收集到的煤粉送三廢爐燃燒，廢水經(jīng)處理后可達(dá)當(dāng)?shù)丨h(huán)保排放要求。

項目實施后清潔生產(chǎn)水平明顯提高。本次改造投資約1.2億元，改造后合成氨生產(chǎn)能力為58萬噸，單位噸氨投資為206.9元。據(jù)企業(yè)測算，噸氨實際成本增加31.46元。

東光化工裝置改造主要源于3項技術(shù)：上海境業(yè)公司的布袋干法除塵技術(shù)、河北陽煤正元化工集團循環(huán)水治理技術(shù)和氣化爐改造。

通過布袋干法除塵技術(shù)，經(jīng)廢熱鍋爐余熱回收的半水煤氣進入自潔式過濾器（布袋），干法捕集半水煤氣中夾帶99%以上的煤粉、粉塵、鹽份等及90%以上的焦油及氣溶膠等，自潔式過濾器捕集的煤粉等通過下部倉泵，采用濃相氣力輸灰技術(shù)密閉輸送至灰倉，收集后提供給三廢爐作為燃料。

水治理技術(shù)設(shè)計半水煤氣進入冷卻塔間接冷卻至40攝氏度以下通過半水煤氣總管送入氣柜，經(jīng)冷卻塔冷卻的半水煤氣中蒸汽冷凝液送入氣提塔，采用來自造氣空氣鼓風(fēng)機的空氣氣提凈化冷凝液，去除冷凝液中微量可燃?xì)獬煞�，氣提氣送入造氣爐進行助燃，氣提凈化后的冷凝液送至污水處理系統(tǒng)后達(dá)標(biāo)外排或回收利用。

氣化爐改造包括氣化爐上煤系統(tǒng)和出渣系統(tǒng)的自動化改造、爐子整體的密封改造，既徹底解決了爐子的氣、水、渣、塵環(huán)保問題，又解決了爐子進料容易爆炸和出渣容易燙傷的安全問題，提高了生產(chǎn)操作的安全性和穩(wěn)定性。

總體來說，在東光化工的改造中，自潔式過濾器捕集得到煤粉中的有機物及未燃盡碳送至三廢爐進行二次摻燒，取消了傳統(tǒng)水洗除塵后廢水沉降分離煤灰的裝置，消除了廢水、廢氣及污泥與濕渣的產(chǎn)生，實現(xiàn)廢渣的零排放；造氣冷卻水實現(xiàn)間接冷卻、密閉循環(huán)，造氣過程中產(chǎn)生的增量水得到合理轉(zhuǎn)化利用，實現(xiàn)廢水零排放；采用間冷工藝，涼水塔冷卻循環(huán)水不與半水煤氣直接接觸，避免通過自潔式過濾器的半水煤氣中微量有毒有害有味氣體進入冷卻循環(huán)水，解決了廢氣揮發(fā)問題，工藝過程無揮發(fā)性有機物泄漏。利用進造氣爐空氣作為氣提氣解決了氣提廢氣處理問題，實現(xiàn)廢氣的零排放。

顯然，東光化工的改造技術(shù)是成熟可靠的，可幫助固定床間歇煤氣化技術(shù)擺脫被淘汰的命運。

為了推動固定床間歇煤氣化技術(shù)的升級改造，筆者認(rèn)為應(yīng)該做好以下幾個方面的工作：

一是重新正確認(rèn)識固定床間歇煤氣化技術(shù)。為了對固定床間歇煤氣化技術(shù)改造有更進一步的認(rèn)識，筆者引入以下數(shù)據(jù)：在2020年12月工信部公布的2020年度重點用能行業(yè)能效領(lǐng)跑者企業(yè)名單中，合成氨行業(yè)采用固定床間歇煤氣化技術(shù)的企業(yè)位居前兩名，能耗水平為1072～1091千克標(biāo)煤/噸，采用先進煤氣化技術(shù)的企業(yè)位居第四到第八名，能耗水平為1206～1371千克標(biāo)煤/噸。

據(jù)中國氮肥工業(yè)協(xié)會2019年統(tǒng)計，固定床間歇煤氣化技術(shù)平均綜合能耗為1211千克標(biāo)煤/噸，水煤漿煤氣化技術(shù)能耗為1354千克標(biāo)煤/噸，干粉煤氣化技術(shù)能耗為1373千克標(biāo)煤/噸。

固定床間歇煤氣化技術(shù)大多采用電力驅(qū)動，如按照能耗計算等價折標(biāo)系數(shù)核定，綜合能耗為1330～1380千克標(biāo)煤/噸，與先進煤氣化技術(shù)綜合能耗大致相當(dāng)。

再說東光化工的改造方案。能耗方面變化不大，只增加了些許用電量，可忽略不計；

環(huán)保方面，系統(tǒng)被全部密封起來，阻止無組織廢氣排放，從根本上解決了廢氣排放問題，盡管增加了廢水排放量，噸氨增加約1噸左右，但廢水經(jīng)過處理后可達(dá)標(biāo)排放；

安全方面，爐子進料和出渣全部自動化，現(xiàn)場無需留人值守，現(xiàn)場環(huán)境得到大大改善，徹底告別了過去現(xiàn)場的臟亂差，與先進煤氣化氣化爐的工段現(xiàn)場環(huán)境已無差別；

競爭力方面，就目前東光化工的情況看，即使改造增加了投資，生產(chǎn)成本也相應(yīng)增加，但是都在可承受范圍內(nèi)，由于國內(nèi)固定床間歇煤氣化生產(chǎn)能力不斷減少，無煙塊煤用量大幅下降，市場價格持續(xù)走低，目前約比粉煤高150～200元/噸（過去相差400～500元/噸甚至更高），大大降低了合成氨的成本。

在與東光化工等企業(yè)的座談中，他們認(rèn)為固定床間歇煤氣化技術(shù)經(jīng)過改造后，在現(xiàn)在的市場情況下，還是有生存空間的。改造后技術(shù)最大優(yōu)勢是設(shè)備折舊攤銷少、財務(wù)費用低、生產(chǎn)操作熟練、開工率高。

二是政府應(yīng)給予政策或資金支持。政府有關(guān)部門要改變對固定床間歇煤氣化技術(shù)過去的傳統(tǒng)看法，要實事求是地評價該技術(shù)的改造模式，以生產(chǎn)裝置是否達(dá)到安全環(huán)保要求來衡量企業(yè)。

顯然，經(jīng)過升級改造后的固定床間歇煤氣化技術(shù)各方面均能滿足排放標(biāo)準(zhǔn)，不應(yīng)被列入限制或者淘汰類，應(yīng)允許與新型煤氣化技術(shù)共存，不搞一刀切，要從實際出發(fā)，因企業(yè)而宜、因裝置而宜、因技術(shù)而宜。

應(yīng)給予相關(guān)企業(yè)2～3年的緩沖期，督促其抓緊進行編制方案、籌措資金和施工建設(shè)等。另外，現(xiàn)階段采用固定床間歇煤氣化技術(shù)的合成氨生產(chǎn)企業(yè)，面對環(huán)保壓力不斷加碼、產(chǎn)品盈利空間日漸縮小的局面，投入資金進行環(huán)保改造壓力較大。

行業(yè)整體環(huán)保水平的提升需要充分發(fā)揮財政資金和政策資金的引導(dǎo)，對原料供應(yīng)具備優(yōu)勢等條件較好的企業(yè)加大安全環(huán)保質(zhì)量提升的扶持力度，促進行業(yè)高質(zhì)量發(fā)展。

三是企業(yè)應(yīng)盡早改造現(xiàn)有生產(chǎn)裝置。我國安全環(huán)保形勢未來只會越來越緊。如果固定床間歇煤氣化技術(shù)不加以改造，最終確實難逃淘汰命運。

當(dāng)前，有些企業(yè)對改造還存在一些顧慮，例如如何選取改造方案、改造可能引起的廢水量增加、對目前生產(chǎn)的影響、面臨被一刀切困局以及資金問題等。

對此，筆者認(rèn)為，企業(yè)改造方案可以東光化工作為樣板，進行參考，技術(shù)力量弱的企業(yè)甚至可以直接照搬東光化工的改造方案，不僅省時省事還少擔(dān)風(fēng)險。

若現(xiàn)有廢水裝置不能滿足改造要求的，必須進行擴建改造，增大廢水處理裝置能力。廢水處理裝置擴建主要涉及投資和場地問題。場地問題對企業(yè)而言難度不大。資金方面，參照東光化工的改造方案，整體投資并不高，如再得到政府的資金支持，難度更將大大降低。

另外，改造過程確實會對企業(yè)生產(chǎn)有一定影響，但如果安排好了，損失還是可控的，特別是有多套裝置的企業(yè)，可通過輪換改造進一步降低影響。

這里要說的是，一刀切是所有采用固定床間歇煤氣化技術(shù)企業(yè)面臨的共性問題。對此，筆者再次呼吁，只要改造后的裝置可以達(dá)到當(dāng)?shù)匕踩�環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)，政府部門沒有必要非關(guān)掉現(xiàn)有裝置不可。東光化工已經(jīng)為該技術(shù)打開了另一扇發(fā)展大門，且不存在工程和技術(shù)風(fēng)險，不應(yīng)只是注定被淘汰的命運。

當(dāng)然企業(yè)還應(yīng)注意一點，固定床間歇煤氣化廢水治理應(yīng)參照各地環(huán)保要求和水質(zhì)，采取不同治理方案。

目前氮肥行業(yè)（包括煤化工）廢水處理技術(shù)瓶頸問題已經(jīng)解決，固定床碎煤加壓氣化含氨氮、酚類高濃度廢水處理已不再是治理難點，中煤鄂爾多斯能源化工有限公司、山西天脊煤化工集團有限公司等企業(yè)已針對高濃度廢水治理探索出各自有效的處理方案，有的甚至實現(xiàn)了煤化工廢水零排放。

四是因地制宜地選擇改造工藝技術(shù)。東光化工改造方案并不是唯一選擇。新疆宜化化工有限公司、貴州宏盛化工有限公司、甘肅金昌化學(xué)工業(yè)集團有限公司采用常壓（加壓）循環(huán)流化床氣化技術(shù)對造氣工段進行了改造，從2019年底開始，以上項目陸續(xù)成功開車；山西天澤煤化工集團股份公司、山西金象煤化工有限責(zé)任公司等改造方案與東光化工類似，但技術(shù)來源不同；河南駿化化工有限公司采用富氧氣化技術(shù)；河北田原化工集團有限公司采用以干粉煤為原料的流化床煤氣化技術(shù)……甚至如果資金允許，也可完全推倒重建，新上水煤漿或干煤粉等先進煤氣化工藝。

五是盡快建立固定床間歇煤氣化標(biāo)準(zhǔn)體系。目前《化學(xué)肥料工業(yè)大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》仍未正式發(fā)布，全國各地對化工行業(yè)的要求參差不齊，標(biāo)準(zhǔn)有高有低，氮肥行業(yè)更缺少改造后的固定床間歇煤氣化標(biāo)準(zhǔn)。

為了適應(yīng)當(dāng)前日益收緊的安全環(huán)保政策，急需制定專門適用于氮肥行業(yè)的污染物排放標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范，引領(lǐng)行業(yè)安全環(huán)保水平的提升。同時，作為國家秋冬季重污染天氣管控的重點行業(yè)，政府有關(guān)部門對固定床間歇煤氣化合成氨生產(chǎn)企業(yè)，應(yīng)與先進煤氣化企業(yè)一視同仁，完成改造并具有很高管理水平的企業(yè)，也應(yīng)評為A級企業(yè)。

六是提高公眾認(rèn)知水平。氮肥行業(yè)歷經(jīng)半個多世紀(jì)的發(fā)展，企業(yè)管理水平、本質(zhì)安全水平和污染物排放水平等各個方面都取得了非常大的進步。但公眾對其印象仍停留在過去階段，對氮肥生產(chǎn)的安全環(huán)保認(rèn)識不夠全面，甚至存在某種偏見。

建議采取線上線下相結(jié)合，企業(yè)、高校、政府和公眾相關(guān)等要素全面參與的宣傳方式，讓社會進一步了解固定床間歇煤氣化技術(shù)，改變固定床間歇煤氣化技術(shù)消耗高、污染物排放量大、廠區(qū)臟亂差的固有觀念，提升氮肥企業(yè)的形象和地位，給氮肥行業(yè)發(fā)展創(chuàng)造良好的外部環(huán)境，促進氮肥行業(yè)健康發(fā)展。