UGI炉：化肥企业中仍唱主角

文/王乐意

煤气化在合成氨生产过程中是道关键工序，它的能耗占整个工艺流程的70%左右，是直接影响产品成本和企业经济效益的主要因素。作为与我国合成氨工业一起成长，并在很长一段时间内占主导地位的固定床间歇式气化炉（UGI炉），却从2006年起陷入了“能不能再选用”的纠结之中，原因与当年7月国家发改委出台的《关于加强煤化工项目建设管理促进产业健康发展的通知》有关。《通知》提出，煤化工企业禁止核准或备案采用固定床间歇气化和直流冷却技术的煤气化项目，而应发展流化床、气流床等大型气化技术。

然而据笔者了解，现实中，UGI炉在我国化肥企业中仍占主导地位。以山西为例，从《通知》出台的2006年7月到现在，核准或者备案了不下5套合成氨、尿素项目，合成氨总产能超过150万吨，而这些项目全部采用UGI炉。这也不得不让笔者产生疑惑：国家发改委既然提出限制固定床间歇气化技术工艺，为什么这么多企业仍然热衷于采用该工艺？淘汰UGI炉为何这么难？笔者在广泛使用UGI炉的山西晋城地区企业中进行了调查。

现实状况：国家明令淘汰 企业仍然热衷

据悉，国家发改委提出限制固定床间歇气化技术工艺主要是从环保方面来考虑。煤有褐煤、烟煤、无烟煤之分，还有大块、中块、小块、煤粉之别。不同品种、粒度的煤结渣性、煤灰熔融性、灰熔点、冷强度、热裂性各不相同。为经济合理利用煤炭资源，煤气化技术主要分块煤(包括型煤)固定床气化、粉煤流化床气化、粉煤气流床气化3种。

目前全国有近万台气化炉在运行，各种煤气化技术各有优势。从1935年引进UGI常压固定床间歇气化技术起步，到20世纪50年代引进加压固定床连续气化技术及20世纪80年代引进德士古水煤浆加压气化技术，进入21世纪我国又引进荷兰壳牌公司的干粉煤加压气化技术。再加上我国自行研究开发的固定床无烟煤富氧气化技术、灰熔聚流化床粉煤气化技术、恩德炉粉煤气化技术、多喷嘴水煤浆加压气化技术、多原料煤加压气化技术、二段式干煤粉加压气化技术、多喷嘴对置式干粉煤加压气化技术、航天炉气化技术、水煤浆水冷壁气化技术等，可以说我国是世界上研究与应用各种煤气化技术最多的国家。

由于过去固定床间歇气化工艺在制气过程中设有吹风阶段，所产生的吹风气不经过处理直接利用烟囱排放，不利于环保，因此，国家发改委要求禁止核准间歇式煤气化技术。

然而，根据笔者的调查，在山西晋城地区的14家煤化工企业中，有11家生产尿素、合成氨，去年尿素产量为434.8万吨，占全国总产量的10.87%。这些化肥企业的煤气化技术全都用的是UGI炉，总共244台。

山西煤化工协会专家委员会专家白玉祥指出：“山西采用UGI炉的情况可以说是全国的一个样本。全国采用常压固定床气化技术的氨醇年生产能力共3000万吨，占以煤为原料的氨醇生产能力的70%，在国内化肥企业中占主导地位。”

企业看法：政策不应一刀切 最适合才是最好

企业普通认为，固定床间歇气化技术还要长期存在下去，甚至还要存在十年、二十年，这是一个不争的事实。山西一家化肥企业高层甚至很不客气地指出，国家有关部门在制定相关产业政策时，基层调研不彻底，专家论道很强势，真正来自化肥企业方的利益代表无法参与其中，以至于一些政策没有完全站在化肥企业的立场上，并不能够代表化肥企业的声音。

“先进的不一定是最经济的，最适合企业的技术才是最好的技术。”这是接受调查的企业经过多次挫折后得出的共识。这些企业一致认为，以原料煤清洁高效利用为基础，既要考虑原料煤能够满足工艺要求，又要考虑原料煤供应的可靠性，还要考虑经济性。如果一味追求“先进”，那么大规模工业化生产的经济性、稳定性就要大打折扣。

一位企业老总举例说：“在内蒙古等煤炭产地，新上的大装置尽管采用了新型煤气化技术，但其电耗依然很高。如果不是在电费、运输上享受优惠，其生存也成问题。”

山西兰花集团副总经理牛斌表示：“不同的煤种适合于选择不同的气化技术，就像我们选择交通工具一样，有人愿意坐火车，有人不能乘飞机，还有人就爱开汽车，没有先进性的区别，只有适用性之分。选择合适的煤气化炉，煤种是企业考虑的主要因素。”

山西天泽煤化工集团煤气化厂厂长张国瑞则认为：“实践证明，只能一炉一煤，或是一煤一炉，不可能一种气化方式通吃各种煤。比如，我国内蒙古、云南和广西等地有大量褐煤，大都是灰分较高的劣质煤，水分含量一般为30%左右。如果采用气流床气化，要把这么高的水分干燥掉，再磨成很细的煤粉，或制成浓度不高的水煤浆，显然不合算。而采用加压流化床或加压固定床，就比较合适。”

山西天泽煤化工集团董事长贾根柱还告诉笔者：“我们也想用比固定床更先进的煤气化炉。我们曾多次组织专家和技术人员到已经采用大型煤气化技术的企业考察，通过大量的实际调研，并从能耗水平、环保治理、技术可靠性、建设投资、产品成本、原料适用范围等多方面进行综合分析与对比，还没有发现我们认为理想的炉型，固定床气化技术是目前无烟煤（含粉煤成型）制合成氨最合适的技术。”

对此，一些企业高层人士建议，国家应出台政策完善固定床气化技术，以确保氮肥行业的结构调整。首先，鉴于目前还没有适合于晋城块煤的先进煤气化技术，而固定床气化技术还是最适合晋城无烟煤造气的现实，希望国家不要一刀切。国家在提出“禁止核准或备案采用固定床间歇气化（UGI炉）项目”时，应注明“无烟煤除外”。

其次，国家应该把无烟煤气化技术的攻关和应用提高到战略高度，通过对引进技术的消化吸收和合作攻关，掌握核心技术和关键技术，形成具有自主知识产权的、适合晋城无烟煤气化的新技术，增强科技对产业发展的支撑力。

再次，对于氮肥行业的节能环保项目、清洁安全生产技术改造项目、原料结构与产品结构调整项目、煤气化新产品开发项目等，政府要在金融、资金、税收政策等方面给予扶持。

存在理由：适合无烟煤造气 投资少运行稳定

为什么这种国家明令限制淘汰的气化炉，在企业中仍占这么大的比例呢？接受调查的企业一致反映，现实中，许多号称先进的炉型均不合适当地煤种，淘汰UGI炉还比较难。

首先，固定床气化是最适合当地无烟煤造气的技术。

晋城地处沁水煤田南端，是全国无烟煤储量最集中的地区，已探明储量271亿吨, 占山西省无烟煤储量的61%，占全国无烟煤储量的24%。晋城地区无烟煤俗称白煤，由于其热值高、灰分小、含硫低、密度大、硬度高、不结焦、稳定性强、抗碎强度好等特点, 特别适用于工业造气，是化工生产的优质原料，长期以来在全国占有一定的优势。据统计，晋城每年向国内26个省、市、自治区的化肥行业提供3000万吨以上的原料煤，供应着全国大部分中小氮肥企业的原料用煤。

然而，晋城的无烟块煤只能在固定床气化炉中气化，而UGI炉是目前无烟块煤气化最为成熟的炉型。其他炉型如鲁奇、壳牌、航天炉、GSP、灰融聚等均不合适晋城的无烟块煤。

其次，固定床间歇气化技术已经得到了提升。

在晋城地区，笔者在众多企业都看到了一排排的固定床气化炉。为什么“落后”的技术还有如此的阵势？山西天泽煤化工集团副董事长韩永庆告诉笔者：“无论是国外引进的德士古水煤浆、壳牌和GSP的干粉气化等煤气化技术，还是国内新开发的水煤浆多喷嘴气化和灰融聚、航天炉、两段式干粉气化等技术，其研究应用目的都是摆脱对山西优质无烟煤的长期依赖，开发使用劣质煤，实现煤化工原料本地化。但遗憾的是，目前真正适用于优质无烟煤的煤气化技术，除了固定床气化技术外，在国内外还没有成熟的先例。”

而据山西天泽煤化工集团总经理助理、技术研发中心主任王翔分析，常压固定床间歇气化工艺虽不算先进，但具有技术实用、投资低、建设周期短、操作简单易管理的特点。经过企业几十年的革新改造，现在已不是传统意义上的固定床气化技术。如通过采用微机油压控制技术、蒸汽压力前馈补偿控制和流量自动调节技术、合成氨氢氮比自调技术、机电一体化自动加煤和下灰技术、炉况优化控制技术等，实现了造气自动化连续生产，减轻了劳动强度，改善了操作环境，提高了单炉发气量，稳定了合成氨工艺指标。再加上炉渣返回锅炉和吹风气余热回收利用等技术的运用，其生产成本明显低于其他煤气化技术。

据了解，山西天泽煤化工集团采用固定床气化炉，吨氨综合能耗降到了1156千克标准煤。前几年，在化肥市场严重疲软的状况下，在国内以煤为原料的化肥企业中，有一定利润而不亏损的，不是采用先进煤气化技术的企业，反而全部是采用固定床煤气化技术的企业。今年上半年，采用固定床煤气化技术的山西天泽煤化工集团实现利润3.21亿元。其中，通过节能降耗节约煤炭9.59万吨、电3505万千瓦时，折合人民币1.21亿元，占公司全部利润的37.7%。“因此，固定床气化装置不但不应算落后设备，而且还是一种非常适用于晋城当地煤气化的经济可行的技术选择。”王翔说。

山西天泽煤化工集团副董事长、总经理马月生还表示：“固定床煤气化技术还有一个特点是装置建设投资少，建设周期短，能够稳定运行。如一个年产18万吨合成氨、30万吨尿素项目，选择传统的UGI炉只需1亿元投资，而采用国外技术装备的投资则需要4亿～5亿元，大部分企业特别是中小企业都难以承受动辄数亿元的投资。以我们为例，UGI炉装置建设时间只有8个月，而其他炉型至少也得2年以上。而且UGI炉对生产运行有保障，几乎不会因检修影响生产。这些特点是其他新型煤气化技术无法相比的。如果将这些算入成本，现在难说孰优孰劣。”

在兰花集团田悦公司固定床煤气化炉现场，造气车间副主任樊纪峰指着正在运行的一排炉子对笔者说：“应该重新认识UGI炉。实际上，固定床连续气化出口煤气温度和灰渣排出温度均较低，这就奠定了该技术运行成本较经济的基础。而且，企业规模也有大中小之分，中小规模的企业不可能完全灭绝，不要简单地认为引进的煤气化工艺就很环保和耗能低，因地制宜选择合适的煤气化工艺才对。”

全国化肥工业信息总站常务副站长郑伟中则指出：“目前有500余家合成氨企业在应用固定床连续气化技术，是我国目前煤气化应用最广泛的技术。我们注意到，今年8月6日出台的《节能减排‘十二五’规划》中，并没有提到要淘汰固定床气化技术。”