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今年两会期间，“加强煤炭清洁高效利用”被增补写进《政府工作报告》，彰显出国家对煤炭清洁高效利用的空前重视。而就在不久前，环保部驳回了某煤制气项目的环评报告，这在业界看来是煤化工项目环评收紧、转向理性发展的信号。
今年两会期间，“加强煤炭清洁高效利用”被增补写进《政府工作报告》，彰显出国家对煤炭清洁高效利用的空前重视。而就在不久前，环保部驳回了某煤制气项目的环评报告，这在业界看来是煤化工项目环评收紧、转向理性发展的信号。
空前重视，理性发展——这两个关键词，让煤化工产业也产生了不小的震荡。中国化工报记者在近期的采访中留意到，业界目前正涌动着一股热潮，这股热潮不是上项目热，而是围绕煤化工环保的煤气化技术比选热。业界最关心的是：到底哪种技术，能为煤化工项目理性发展奠定基础？是否有技术和工程都过关的煤气化炉，既可迈过环保坎儿，同时又不让“天价”环保蚕食企业效益？
正是这样的比选，让一种去年刚刚完成工业示范的新型煤气化炉——SE-东方炉进入了业界人士的视线。据初步了解，多个拟新建的煤化工项目和煤头传统产业改造项目锁定了这种气化炉。SE-东方炉究竟有何独特之处？其废水、废渣、废气如何处理，环境效益怎样？应用成熟可靠吗？满怀着好奇，也带着种种疑问，近日记者采访了业界专家，并前往其主要研发单位一探究竟。
三大体系支撑
从理论设计到应用全贯通
当记者走进位于宁波高新区的中石化宁波工程有限公司时，眼前的大屏幕显示，整栋办公楼的会议室已基本“客满”，正在进行的几乎都是关于SE-东方炉的各种交流和商务谈判。身边的工作人员不经意地说：“最近都这样，总是有国内外客户来访。”
在煤化工项目环评审批收紧的形势下，为何业界对一种煤气化炉还有如此高的热情？SE-东方炉到底为何物？
中石化宁波工程有限公司副总经理、教授级高工亢万忠告诉记者，单喷嘴冷壁式粉煤加压气化（即SE-东方炉）成套技术由中石化宁波工程有限公司/宁波技术研究院和华东理工大学共同开发，是一种清洁、高效、煤种适应性强的气流床粉煤加压气化新技术，具有完全自主知识产权。该技术在扬子石化公司已建成一套日处理煤1000吨级的SE-东方炉工业化示范装置，并实现了成熟的商业化运作。
从研发单位看，宁波工程公司由原中石化兰州设计院（前身是原化工部第五设计院）与中石化第三建设公司重组设立而来。原化工部五院是气化技术方面的“明星”设计院，上世纪60年代便开始渣油气化相关研究，是国内首个做渣油气化装置的单位。该院也是国内最早进行气化技术研究的工程公司，参与了国内第一套水煤浆气化炉的前期工作。由此可见，宁波工程公司脱胎于国内老牌气化单位，在气化领域深耕多年，从渣油气化，到天然气气化，再到煤气化，在多种原料气化方面积淀了扎实的技术研发功底，积累了丰富的工程设计经验。不仅如此，宁波工程公司参与设计了国内多个煤气化项目，涵盖国内外的水煤浆气化、多元料浆气化、粉煤气化、两段式干粉煤气化等多种气化技术。
中石化宁波技术研究院，则是中国石化气化技术中心的设立地点，拥有中石化煤气化技术应用和交流平台。目前中石化集团已经拥有10余套煤气化装置的实际生产、运行、管理经验。
华东理工大学，则在气流床煤气化领域有近30年的研究积累和技术储备，在煤气化方面的实力有口皆碑。因此，从研究单位阵容看，SE-东方炉可谓“出身名门”。
其实早在2008年7月4日，SE-东方炉成套技术就已经由中石化科技开发部主持了工艺包的专家评审，并拟应用于中海油内蒙古天野化工和山西华鹿集团两套35万吨/年合成氨装置建设。但因种种原因，项目暂停，示范装置未能建成。不过在此过程中，针对SE-东方炉的技术优化改进从不曾停歇。
转机出现在2011年，中石化作出了把煤化工作为二次创业的战略调整，决定攻克煤气化龙头技术，因而选择在集团“化工一号”——扬子石化公司进行SE-东方炉示范。
2011年底，SE-东方炉技术方与扬子石化签署了技术许可；2012年6月，SE-东方炉工业示范装置开建；2014年1月23日装置一次投料成功；2014年1月28日生产出合格产品氢气；2014年10月完成了全装置连续72小时100%负荷性能考核和标定；2014年12月9日，扬子石化煤制气装置按计划停车，创造了连续运行153天的新纪录。
自此，SE-东方炉突破了示范成长瓶颈，并进入业界视野。今年1月底，参加第二届中国制氢与先进煤气化技术研讨会的百余名代表，实地考察了扬子石化SE-东方炉工业化示范装置现场。这是SE-东方炉在业界大范围内首次公开露面。此后，它受到了强烈关注。
工程设计是灵魂
立足为用户创造最大效益
经历了近几年煤化工装置开开停停的严峻考验，业界充分认识到，工程设计已成为我国发展煤化工的薄弱环节。例如2013年，内蒙古一煤制天然气项目和新疆一煤化工项目开车中的坎坷，暴露出了项目设计先天不足导致的弊端，让业界更深刻地认识到工程设计的重要性和统领作用，“设计是龙头、是灵魂”成为业界从教训中总结出的共识。
记者在调研采访中了解到，在现有的众多煤气化炉中，由工程公司担纲主导研发尚无先例。但也正是这样，造就了SE-东方炉的独特性能。
据介绍，SE-东方炉的特点首先是煤种适应性前所未有，能消化高灰熔点煤、“三高”煤等劣质煤。煤种适应性，是个十分现实的需求。比如安徽是煤炭资源大省，且煤气化装置建设较早，但不得不提的尴尬是，由于煤种原因，现在安徽煤化工企业并不能使用本地煤，而需外省采购。对山西企业而言，也面临类似的问题。
鉴于我国差煤多、好煤少的资源现状，SE-东方炉针对化工合成气制备的工艺特点，集成了粉煤气化和水煤浆气化的优势，与现有国内外煤气化技术相比，可以更高温度操作，能气化高灰熔点煤、处理高灰分煤，从而扩宽了气化煤种的范围。
其次，可靠性高。由于一直在实践中摸爬滚打，宁波工程公司的理念是以装置效益为主导，深度参与研发和优化，把可靠性放在第一位，而不单是追求技术指标先进性。SE-东方炉采用先进高效的气化炉和气化烧嘴技术、节能成熟的高灰分合成气分级净化技术、稳定可靠的煤粉供料与输送系统等，充分保证装置和系统的可靠性。
再次，充分考虑装置操作的灵活性。比如在气化装置运行过程中，通过特殊方法，在一条原料煤线跳车时，另一条或两条煤线能继续运行，以确保气化炉继续操作，不会导致气化装置停车，这是目前粉煤气化技术中独一无二的。
SE-东方炉还拥有基于操作优化的软件系统。该系统以现有煤气化装置实际运行的数据和经验为基础，借助于强大的煤种数据库资源，在使用新的煤种时，可对操作参数和指标进行优化调整。
最后，能效指标是保障煤气化炉过效益关的重要衡量标准。扬子煤制气装置100%负荷操作运行表明：装置运行稳定，各项技术指标完全达到了设计要求，部分指标甚至超出设计预期，其中比煤耗570kg/kNm3(CO+H2)、比氧耗330Nm3/kNm3(CO+H2)、有效气含量88%～90%、碳转化率>98%、灰渣比4:6～3:7kg/kg。这表明SE-东方炉原料消耗低、碳转化率高、冷煤气效率高，处于同类粉煤气化激冷流程煤气化技术的国际领先水平。
在采访中，宁波工程公司反复强调“效益”二字，即为用户创造效益，而这早已成为其理念与文化。该公司认为，工程公司要在研究中发挥研究、设计、制造、建设、操作五位一体的整合作用；围绕装置全生命周期和企业效益，以效益最大化为目标来统筹经济和社会效益，发挥主导作用；站在全专业系统角度，从工程实际出发，发挥基于系统工程的全流程优化作用，达到效益和可靠性的最大化。
SE-东方炉内件。
中国石化“SE-东方炉成套技术开发及应用”项目鉴定会现场。
迈过环保坎儿
技术基因带来双突破
当前废水排放是煤化工人的心结，环评也成为煤化工项目能否上马的重要关口。如果有一种煤气化炉，真能迈过环保坎儿，同时又能过效益关，那么它就堪称煤气化炉“升级版”。
“在研究开发中，我们一直致力于实现煤气化炉环保和效益的双突破。目前有一些企业钟情于SE-东方炉，主要是由于装置所处区域环境较为敏感，再加上环保要求提高，客户大多经过反复琢磨、论证、比选和实地考察后，决定选用SE-东方炉技术。”亢万忠透露说。
据中石化宁波技术研究院常务副院长郭文元介绍，煤化工废水难处理，主要与选用的气化技术有关。一般来讲，固定床煤气化炉废水处理是个难题。因为这类气化炉一方面废水产生量大，另一方面废水中酚类等杂质的含量高，废水的可生化性很差，因此处理难度较大。
“对SE-东方炉而言，废水处理就不这么费劲了，这是由SE-东方炉本身的技术特点决定的。SE-东方炉技术是在高温、强还原气氛条件下将粉煤经部分氧化反应生成合成气，因为气化温度高以及良好的反应流场性能，碳转化率高，使得酚类和焦油等在炉内就已经消除，排放的废水中基本不含有机物，氨氮、COD、BOD、硬度等指标均较低。扬子石化工业示范装置的数据经鉴定表明，SE-东方炉的废水排放较以往的煤气化炉有明显优势，废水经处理后实现了达标排放。”郭文元介绍说，同时排放的废气主要为氮气、二氧化碳及粉尘，其中粉尘浓度小于10mg/Nm3；煤中的硫绝大部分被收集；固体废渣为气化炉产出的废渣和滤饼，可用于制作路基和建筑材料等。
“到我们SE-东方炉工业化示范装置参观的人，第一印象是感觉不像用煤的企业，现场环境很好，废水与其他化工装置的废水一起进入污水处理站，现场闻不到硫化氢的味道。”中国石化扬子石化公司高工沈品德介绍说。毫无疑问，在环境治理方面，关停了大量化工企业的南京是有标杆意义的。
在全套工艺技术开发过程中，SE-东方炉共得到授权专利43件，新申请国家专利36件，形成专有技术76项。在SE-东方炉长长的专利清单中，记者发现了多项关于废水、废气、废渣处理的专利技术，例如煤气化含氰废水破氰反应器专利、煤气化灰水过滤系统、排渣专利等。也正是这些专利技术，为提升SE-东方炉的环保性能增添了底气。
一次开车成功
引领煤化工走进新时代
煤气化炉的开车是场硬仗。由于情况十分复杂，影响因素众多，按照此前的情况，很多煤气化装置要经过几个月甚至长达一年多的试车，有的装置还反反复复“动大手术”。但扬子石化SE-东方炉工业示范装置实现了一次开车成功，而且是一键式开车，这让业界备受鼓舞。
中石化宁波工程有限公司高工张炜介绍说：“扬子石化SE-东方炉示范装置开车运行，创下国内煤气化技术示范装置开车运行多项纪录：出合格产品时间最短（5天），打通全流程时间最短，一次投料成功连续运行时间最长，自投料3个月内连续运行时间最长，运行可靠性和在线率达到成熟装置水平；气化烧嘴首个烧嘴累计运行长达183天，创出烧嘴长寿命纪录。”
正是这个一次开车成功，让扬子石化SE-东方炉装置成了不同凡响的示范工程。这也正得益于来自研发基础、工程设计和应用技术这三方面的支撑。
毫无疑问，除SE-东方炉技术本身及研发团队外，扬子石化一流的管理理念和人员素质为SE-东方炉顺利开车提供了保障。此外，中石化集团在技术、人才、工程方面的雄厚实力和丰富经验也至关重要。比如中石化有一支“开车队”，由开车过各类煤气化炉的经验丰富的专家组成，SE-东方炉就得到了这支“开车队”的全程指导。
在完成了示范使命后，扬子石化这套装置将成为SE-东方炉的“黄埔军校”。除了来自用户的技术人员在这里学习培训外，它还有一个最大的亮点功能是成为不同煤种试烧的“试验田”，通过试烧摸索优化新煤种的气化参数设计，以满足不同煤种和用户的需求。以往，这样的煤种试烧往往漂洋过海送到国外去，不仅成本高，而且试烧时间有限，暴露问题不充分。目前已有山西煤在扬子石化示范装置上试烧，经过1个月左右，取得的数据和经验基本可覆盖实际装置的所有问题，业主再也不用担心自己的装置成为“试验田”了。
有了金刚钻，才揽瓷器活。拥有了过硬的性能，SE-东方炉的用武之地无疑是广阔的。首先是新建煤化工项目，从传统大宗产品合成氨、甲醇、醋酸、乙二醇、高碳醇等，到现代煤化工项目煤制气、煤制烯烃和芳烃等均可采用。特别是在油品升级的时代要求下，氢气需求量将激增，SE-东方炉因原料煤适应性和能效、环保性能的提升，在煤制氢方面具有较强竞争力。
传统“煤头”项目改造是SE-东方炉的另一个优势领域。比如原来做合成氨、甲醇、醋酸、二甲醚等的企业，经营十分困难，主要是面临原料、生产成本、环境容量和经济效益的限制，亟须对煤气化装置进行改造。SE-东方炉可服务于这些传统企业的产业调整、提质增效和环境性能提升。
好男儿志在四方。SE-东方炉正立足国内，放眼海外，积极“走出去”。作为一个在海外拥有众多业绩和较高影响力的公司，宁波工程公司正与国外业主、技术服务公司等合作，在东南亚、蒙古、澳大利亚等市场推广使用东方炉。SE-东方炉正从世界东方古老的中国走出国门、走向世界，跃上广阔的煤气化舞台……
相关评论
观 点
实现了后来者居上
国家能源局现代煤炭深加工技术装备国产化小组专家、中国石化联合会煤化工专委会专家孙正泰：SE-东方炉研发团队的综合实力较强，产学研结合得很好，创新意识强。SE-东方炉作为洁净煤气化技术的新秀，具有以下几个特色：一是应用基础研究扎实，工程经验丰富，集成优化了煤气化技术。二是技术创新成果丰硕。优化改进的煤粉输送，合理的流场－温度分布，炉体与烧嘴的良好匹配，真正适应“三高”煤的广泛应用；特殊的烧嘴结构设计，首次应用已达180天以上的使用长寿命。三是从扬子石化示范装置的考核结果看，装置运行比较理想，各项技术指标先进、安全环保水平高，可达到长周期稳定运行，具备了工程大型化的条件。四是操作和管理风险更小。该炉采用智能化气化操作控制系统和可视火焰检测装置，实现了一键式开车、运行。总体来说，SE-东方炉“出炉”较晚，但在技术方面进行了集成优化和创新，实现了后来者居上。作为新颖的国产化技术装备，SE-东方炉在煤化工领域应用前景广阔，市场竞争力强，值得推广。
技术创新集大成者
煤气化技术资深专家孙宝慈：扬子石化SE-东方炉示范装置开车时，我在现场经历了试车全过程。通过这套示范装置的运行，可以看到SE-东方炉与其他煤气化炉相比在运行上有独特优势：一是操作极为方便。拥有先进可靠的复合式烧嘴及火焰检测技术，除了实现点火、开工、投煤功能一体化外，最大的特点是优化了物流通道设置，烧嘴首次运行使用寿命达180天以上，可视化火焰全程监测设计也是独一无二的。二是气化炉与烧嘴结构的匹配度较高，示范装置首次使用高灰熔点煤，气化碳转化率达到98.3%，灰渣比达3∶7。三是所设置的炉温监控热偶，为有效控制气化炉温度和运行过程的安全性提供了操作依据。四是双煤线进料，煤和氧线单独匹配，单路煤粉跳车后能及时平稳恢复，提高了抗停车风险的能力。
SE-东方炉研发时间比较长、走的步子比较稳，进行了多项技术集成创新，针对性的研发项目有几十项，特别是用户最关注的煤种适应性、可操作性和安全性方面，借助并吸取了中石化多套煤气化装置积累的原料煤使用、运行操作经验和管理经验。SE-东方炉是个升级版的粉煤气化炉，为我国高效、清洁煤化工产业发展提供了先进技术选择。
技术经济优势明显
中国石化经济技术研究院副总工程师安福：从技术经济的角度分析，SE-东方炉在同类型炉中投资较低，技术经济指标较好，如比煤耗和比氧耗较低，单位合成气成本较低；废水更少、环保性能较优，“三废”处理成本较低。从扬子石化示范装置的运行数据看，SE-东方炉的技术经济性在国内外同类气化炉中处于领先地位。而且示范装置获得的是1000吨/日投煤量规模的数据，进一步放大后，经济指标还会更好。
从推广使用前景看，SE-东方炉是完全国产化的成套技术，由于具有煤种适应性宽的优势，这正好可以满足中国广阔地域上多煤种的气化需求，因此应用前景非常可观。
细处入手确保可靠性
中海油大同煤制气项目总工程师荣用巧：SE-东方炉是国内真正自主知识产权的粉煤气化炉，拥有坚实可靠的理论、设计和应用方面三大支撑体系。这也是用户最为看重的。
细节决定成败。我们认为SE-东方炉在许多细节上实现了改进提高，如粉煤的气密性输送、点喷烧嘴、烛式洗涤过滤器、过热保护等，因此让它的可靠性和稳定性得以保障。同时在环保方面，该炉外排废水少，灰渣比合理，废气没有污染，能量利用效率较好。与国外同类气化炉相比，它投资明显低一些，因此对用户而言较具吸引力。
（本报记者危丽琼采访整理）
