范衛(wèi)國(guó)（太原理工大學(xué)，山西 太原 030024）

“三高”無(wú)煙塊煤利用碎煤加壓氣化工藝生產(chǎn)合成氨及多聯(lián)產(chǎn)的市場(chǎng)推廣

范衛(wèi)國(guó)（太原理工大學(xué)，山西 太原 030024）

晉城15號(hào)無(wú)煙煤屬于高硫、高灰、高灰熔點(diǎn)的“三高”劣質(zhì)煤，這種煤直接銷售的話，市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力不強(qiáng)。以該無(wú)煙煤為原料發(fā)展煤化工是解決出路的最佳選擇之一，本文以該無(wú)煙煤為原料制取合成氨多聯(lián)產(chǎn)為例，為“三高煤”資源的潔凈化開發(fā)利用提供了一條合理、可靠的工藝技術(shù)路線，得出結(jié)論。

“三高”無(wú)煙塊煤；碎煤加壓氣化；合成氨；多聯(lián)產(chǎn)；市場(chǎng)推廣

最近這兩年，隨著企業(yè)對(duì)工藝技術(shù)要求的提高，挑選性價(jià)比高、具有“可靠、成熟、先進(jìn)、適用”且有盈利能力的工藝技術(shù)路線已經(jīng)成為很多企業(yè)的重要選擇。

1 晉城15號(hào)無(wú)煙煤突出特點(diǎn)

山西晉城最大的優(yōu)勢(shì)是擁有豐富的無(wú)煙煤資源,晉城15號(hào)煤儲(chǔ)量卻高達(dá)120億噸。該煤有幾個(gè)比較突出的特點(diǎn)：硫分高（約2.44%）；揮發(fā)分較低（約6.5%），灰分較高（約18%）；灰熔點(diǎn)高（＞1500℃）。機(jī)械強(qiáng)度高；較低的活性。

2 碎煤加壓氣化技術(shù)適合該煤種

對(duì)碎煤加壓氣化工藝對(duì)晉城15號(hào)煤具有較好的適用性。揮發(fā)分低意味著副產(chǎn)品焦油、酚等產(chǎn)率的降低，相應(yīng)著副產(chǎn)品回收裝置簡(jiǎn)化。另外灰熔點(diǎn)較高意味著相對(duì)熔渣氣化成本的提高及不適用性。而固態(tài)排渣反而有利于提高反應(yīng)溫度，進(jìn)而提高氣化溫度、氣化強(qiáng)度及有效氣含量。熱穩(wěn)定性較好(TS3以上97.3%)，不用考慮粉煤過量的問題，能最大限度的提高塊煤利用率。無(wú)煙煤應(yīng)用于碎煤加壓氣化可以避免普通褐煤在碎煤氣化上廢水量大，成分復(fù)雜的缺點(diǎn)。廢水處理流程基本接近于氣流床氣化方式。實(shí)際運(yùn)行中污水量少，易處理。煤氣水經(jīng)過簡(jiǎn)單的汽提后水中的COD（〈500）相對(duì)長(zhǎng)焰煤COD（4000～5000左右）要小的多，可大大降低污水處理的難度和成本。

3 目前常用的無(wú)煙煤碎煤加壓氣化產(chǎn)品路線對(duì)比分析

下面兩種方案，粗煤氣中的甲烷按7%計(jì)算，貼現(xiàn)率I=8%，項(xiàng)目基建期2年，投資含空分不含鍋爐。暫不計(jì)算焦油和中油以及副產(chǎn)蒸汽產(chǎn)生的收益。方案1/2的主要原料消耗及價(jià)格為:電24000/25750萬(wàn)kWh/a,0.72元/kWh;水720/528萬(wàn)t/a,1元/t;氣化用煤59萬(wàn)t/a,500元/t;蒸汽195/215萬(wàn)t/a,120元/t.主要產(chǎn)品噸價(jià)為：液氨2300元，甲醇2000元，硫磺1200元，LNG3400元。

方案一：合成氨、甲醇聯(lián)產(chǎn)流程

方案1的技術(shù)經(jīng)濟(jì)綜合評(píng)價(jià)（估）：總投資約20.5億元，年均銷售額10.8億元，年均總利潤(rùn)1.88億元，資本金內(nèi)部收益率11.1%，全投資稅前內(nèi)部收益率10.9%。

本方案的典型特點(diǎn)是對(duì)于凈化采用低溫甲醇洗工藝的煤制合成氨裝置，采用變壓附（PSA）提氫，PSA尾氣經(jīng)轉(zhuǎn)化后作為甲醇合成的原料氣。這種方案生產(chǎn)合成氨聯(lián)產(chǎn)甲醇，甲醇作為重要的化工原料。實(shí)現(xiàn)了產(chǎn)品的多樣性。在已經(jīng)建成的石家莊金石項(xiàng)目中就是用的該流程，現(xiàn)在江蘇某企業(yè)正在用該工藝路線開展前期工作，產(chǎn)能是40萬(wàn)噸合成氨及尿素項(xiàng)目，粗煤氣中的富甲烷氣用于生產(chǎn)甲醇。

方案二：合成氨、LNG流程

方案2的技術(shù)經(jīng)濟(jì)綜合評(píng)價(jià)（估）：總投資約21.6億元，年均銷售額11.34億元，年均總利潤(rùn)2億元，資本金內(nèi)部收益率11.2%，全投資稅前內(nèi)部收益率11.1%。

本方案副產(chǎn)較純凈的LNG清潔燃料，該產(chǎn)品對(duì)于那些公司地理位置優(yōu)越，LNG需求殷切與發(fā)展迅速的城市區(qū)域，預(yù)計(jì)有較好的經(jīng)濟(jì)效益。在已經(jīng)建成的晉煤天慶項(xiàng)目中就是用的該流程。

這兩種方案不計(jì)算副產(chǎn)品收益的話，產(chǎn)品有11%左右的內(nèi)部收益率，電耗和蒸汽消耗對(duì)企業(yè)的影響比較大，如果企業(yè)有熱電裝置，收益將大大提高。

4 結(jié)語(yǔ)

（1）碎煤加壓氣化技術(shù)適用于無(wú)煙塊煤進(jìn)行煤氣化生產(chǎn)化工產(chǎn)品，這已經(jīng)得到實(shí)際工業(yè)化運(yùn)行的檢驗(yàn)。裝置運(yùn)行穩(wěn)定可靠，工廠所有工藝裝置以及公用工程、輔助工程能夠滿負(fù)荷運(yùn)行。

（2）不同地區(qū)的業(yè)主可以結(jié)合國(guó)家和當(dāng)?shù)氐恼?，再根?jù)產(chǎn)品的實(shí)際銷售渠道情況、運(yùn)輸半徑、以及當(dāng)?shù)氐脑虾凸霉こ痰那闆r，生產(chǎn)不同的化工產(chǎn)品。

（3）在產(chǎn)品形成規(guī)模后，根據(jù)市場(chǎng)行情，產(chǎn)品結(jié)構(gòu)還可以繼續(xù)延伸，如：甲醇深度加工等，形成產(chǎn)業(yè)鏈，生產(chǎn)精細(xì)化工、新材料產(chǎn)品。

[1]付長(zhǎng)亮，張愛民.現(xiàn)代煤化工生產(chǎn)技術(shù)[M].北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2009.

[2]趙偉.碎煤加壓氣化技術(shù)在晉煤集團(tuán)的應(yīng)用實(shí)踐初探[J].煤化工,2016,44(1):7-10.

范衛(wèi)國(guó)（1982-），山東日照人，高級(jí)工程師，研究生，工作單位：1.太原理工大學(xué),2.賽鼎工程有限公司，研究方向：項(xiàng)目管理、化工技術(shù)。