一、前言
關于中小化肥廠原料煤改造及節能減排的幾點意見，因無煙塊煤資源越來越短缺，所以價格越來越昂貴。很多地區山西無煙塊煤到廠價格已到1800元/噸左右，這對化肥廠生存受到嚴重威脅。然而，化肥是糧食生產的重要物資，我國是農業大國，糧食是國民經濟基礎，化肥是保證糧食生產的重要生產資料，我國又是一個世界人口最多的國家，如果中國糧食不能自給，那將是一個非常嚴重的政治問題。所以解放以來，黨和政府都對糧食生產非常重視，因而對化肥生產給予一系列優惠政策，如減免增值稅，一些地方給予優惠電價等。然而無煙塊煤的短缺，這也是不可回避的現實。因此選擇合適的煤氣化技術來改造中、小化肥廠是當前一項緊迫的任務。本文就是對化肥廠原料改造提供一些建議。
二、目前因內外幾種煤氣化工藝的基本情況
1、氣流床：高溫高壓，要求規模較大，投資較高
?。?）荷蘭殼牌爐：全國先后已引進十九家，約23臺爐子，經過幾年的試運、改造，現已基本穩定，但投資大，運行費用較高，目前正在繼續改造之中。
?。?）德國GSP爐。目前由德國西門子公司（收購GSP公司）神華煤業集團（收購寧煤），在寧夏銀川上五臺爐，60萬噸/年煤制烯烴項目，已在試運。
?。?）水煤漿氣化爐
A、上海華東理工大學四噴嘴氣化爐。
技術成熟，先進可靠。技術經濟指標世界一流，除在國內有十幾套裝置外，2008年出口美國，在國內江蘇靈谷化工公司2009年建成投產的1800-2000噸/天氣化爐，已連續穩定運行200天以上，該裝置（45噸合成氨/年，80萬噸/年尿素），與該公司老裝置（塊煤固定床）比尿素生產成本低300-400元/噸，取得可喜的經濟效益和社會效益。因為江蘇靈谷化工有限公司是沒有任何煤炭資源的企業，完全靠的是先進技術和先進管理創造經濟效益。現正在全國推廣，并正在為小化肥改造進行調研。
B、美國GE公司，技術成熟可靠，市場占有率高，但適應大型化，同時原料煤有一定局限。原料煤必須能夠做水煤漿，灰熔點不宜太高。
C、清華大學二段爐，已成熟營運，正在擴展市場。
D、西北化工研究院多料漿氣化爐，成熟可靠，正在推廣。
2、北京航天萬源煤化工工程有限公司，航天爐，已成功營運，技術先進可靠，已有十幾家廠在建設，正在擴展。（該爐屬干粉煤氣化，氣流床，原料適用范圍廣）。
3、循環流化床氣化爐
?。?）美國SES公司的UGS爐。已成功投運山東棗莊0.25MPA壓力的工業示范爐，正在擴展業務，該爐優點是投資省，煤種適應廣。
?。?）中國科學院山西煤化所灰熔聚爐已成功投運，但加壓運行需要進一步摸索。
（3）江蘇大學王同章老師的常壓循環流化床氣化爐，已成功用于城市煤氣及金屬熱處理廠在各地運行，該爐可用空氣間歇氣化，投資省很多。
?。?）固定運床氣化爐
A、魯奇碎煤加壓氣化爐，已在世界及國內多家廠應用，但污水處理比較復雜，哈爾濱工業大學韓洪軍老師已有成功治理案例，該爐投資省，消耗低。
B、常壓固定床氣化爐（UGI爐）
該爐運用廣泛，投資小，是目前中、小化肥廠主要運用爐型，但因要使用資源短缺的山西無煙塊煤，因此越來越困難，若用粉煤制成型煤當然可以降低一些成本（湖北宜昌化肥廠就是這樣做的，而且效果不錯），但不是長遠之計。
三、如何選擇煤氣化爐的建議
1、資金決定規模，但規模又必須符合該氣化爐技術的最小經濟規模。中、小化肥廠規模較小，同時大多數廠已改為民營（私營），所以要一次性籌措幾十億資金來全面改造比較困難。所以要根據自己所能籌措的資金來決定生產規模，但也不能規模太小，要符合經濟規模。
2、原料選擇氣化技術，根據本單位選用的原料來選用適合自己煤氣化技術，當然原料煤最好因地制宜，就地取材。
3、技術經濟指標能夠參與市場競爭
就是說改造后經濟指標能過關，不虧損而略有盈利。
4、環保必經達標排放，最好是零排放。新中國已成立60多年了，改革開放也已經30多年了。革命的目的，改革開放的目的都只有一個，讓我們的國家越來越繁榮富強，讓我們的老百姓日子越過越好。因此保護環境是一個有關我們子孫萬代的任務，不可忽視，必須達標排放，最好是零排放。盡量做到沒有廢氣，沒有廢渣，水循環使用，不排污水。
四、節能方面：
（1）向高壓造氣，蒸汽透平壓縮，低壓合成氨方向發展。
?、俑邏涸鞖?br />
目前世界上有荷蘭殼牌Shell粉煤氣化技術、德國GSP粉煤氣化技術、中國航天爐技術、美國GE公司德士古、水煤漿氣化技術。我認為目前以我國華東理工大學多噴嘴水煤漿氣化技術較為先進可靠，壓力在4.0Mpa、6.4Mpa均可以；美國SES公司，江蘇大學王同章老師、中科院煤化所，循環流化床氣化技術在低壓下也可靠，高壓要進一步探索；各單位要根據自己的原料煤及工藝路線選擇適合自己單位的煤氣化技術。江蘇靈谷化工有限公司的實踐證明，采用適合自己的煤氣化技術代替大量（約40臺）固定床塊煤爐氣化技術，在經濟上技術上都是非常合算的。事實證明，它們與自己老廠比每噸尿素成本降低300元以上。
?、谡羝钙綁嚎s
該技術已成熟，可以直接選用。因工廠有高壓蒸汽，用蒸汽帶動透平壓縮機，一般節能3—5%。
?、鄣蛪汉铣砂?br />
浙江工業大學劉化章老師的低壓合成氨催化劑已成功應用在15Mpa壓力下的氨合成塔，更低的壓力5Mpa、10Mpa的低壓合成氨要進行工業試驗。高壓造氣（4.0Mpa）,低壓合成氨可以大大節省壓縮機用的電耗。
（2）肥電聯產，蒸汽分級應用也是合成氨節能重要措施之一。
?。?）原料煤盡可能本地化，選擇適合本地原料煤的煤氣化技術可減少運費，降低成本。
（4）具體節能措施有：
?、龠x擇合適的生產規模，做到安全、穩定、高效。
②水分級使用，尿素循環水→合成氨循環水→造氣循環水→鍋爐除塵水，并采用有效措施，確保污水達標排放或零排放。我認為徐州水處理研究所的技術切實可行。
③盡量降低半水煤氣、脫硫液、碳丙液、銅液溫度，利用合成氨、尿素低位能制取冷水來冷卻脫硫液、脫碳液、銅液等以提高壓縮機氣打量。
④盡量降低系統阻力。既可以減少克服阻力所需能量，對造氣而言還可以適當提高產氣量。
⑤采用變頻技術節電
⑥盡可能回收有效氣體，進入三氣回收爐或燃渣鍋爐。
⑦采用雙甲流程，將銅洗改為甲烷化流程
?、噙x用成熟可靠的三廢流化混燃爐（把廢氣及廢渣燃凈）
?、徇x用尿素裝置先進可靠的節能技術，具體不敘述。
五、減排主要有三個方面
我國已是世界SO2排放第一大園，CO2排放第二大國，（當然按人均還是比較低的），因此減排任務十分艱巨。
?。?）努力實現零排放
?、購U氣進三氣回收爐或燃渣鍋爐
?、趶U水循環使用，綜合利用，實現閉路循環，努力達到零排放。（若有必要進行生物掛膜處理）
?、蹚U渣作水泥廠原料或做煤渣磚或其它建筑材料。
?。?）SO2回收做硫銨，用4-5%稀氨水脫除SO2，經過凈化，結晶生成硫銨肥料。若回收的硫銨達到一定量可以抵消運行費用甚至盈利。若燒高硫煤，可降低燃料價格。
?。?）CO2回收轉化成CO做醋酸草酸等。
回收全廠CO2進入CO氣化爐生產CO2（專利技術）凈化后與甲醇反應，生成醋酸、草酸或其它。
3、用4%稀氨水捕集SO2，制成產品硫銨。
結束語：
綜上所述，若采用以上節能減排技術，無論是合成氨廠，甲醇廠都能較大程度提高企業的經濟效益。
關于中小化肥廠原料煤改造及節能減排的幾點意見，因無煙塊煤資源越來越短缺，所以價格越來越昂貴。很多地區山西無煙塊煤到廠價格已到1800元/噸左右，這對化肥廠生存受到嚴重威脅。然而，化肥是糧食生產的重要物資，我國是農業大國，糧食是國民經濟基礎，化肥是保證糧食生產的重要生產資料，我國又是一個世界人口最多的國家，如果中國糧食不能自給，那將是一個非常嚴重的政治問題。所以解放以來，黨和政府都對糧食生產非常重視，因而對化肥生產給予一系列優惠政策，如減免增值稅，一些地方給予優惠電價等。然而無煙塊煤的短缺，這也是不可回避的現實。因此選擇合適的煤氣化技術來改造中、小化肥廠是當前一項緊迫的任務。本文就是對化肥廠原料改造提供一些建議。
二、目前因內外幾種煤氣化工藝的基本情況
1、氣流床：高溫高壓，要求規模較大，投資較高
?。?）荷蘭殼牌爐：全國先后已引進十九家，約23臺爐子，經過幾年的試運、改造，現已基本穩定，但投資大，運行費用較高，目前正在繼續改造之中。
?。?）德國GSP爐。目前由德國西門子公司（收購GSP公司）神華煤業集團（收購寧煤），在寧夏銀川上五臺爐，60萬噸/年煤制烯烴項目，已在試運。
?。?）水煤漿氣化爐
A、上海華東理工大學四噴嘴氣化爐。
技術成熟，先進可靠。技術經濟指標世界一流，除在國內有十幾套裝置外，2008年出口美國，在國內江蘇靈谷化工公司2009年建成投產的1800-2000噸/天氣化爐，已連續穩定運行200天以上，該裝置（45噸合成氨/年，80萬噸/年尿素），與該公司老裝置（塊煤固定床）比尿素生產成本低300-400元/噸，取得可喜的經濟效益和社會效益。因為江蘇靈谷化工有限公司是沒有任何煤炭資源的企業，完全靠的是先進技術和先進管理創造經濟效益。現正在全國推廣，并正在為小化肥改造進行調研。
B、美國GE公司，技術成熟可靠，市場占有率高，但適應大型化，同時原料煤有一定局限。原料煤必須能夠做水煤漿，灰熔點不宜太高。
C、清華大學二段爐，已成熟營運，正在擴展市場。
D、西北化工研究院多料漿氣化爐，成熟可靠，正在推廣。
2、北京航天萬源煤化工工程有限公司，航天爐，已成功營運，技術先進可靠，已有十幾家廠在建設，正在擴展。（該爐屬干粉煤氣化，氣流床，原料適用范圍廣）。
3、循環流化床氣化爐
?。?）美國SES公司的UGS爐。已成功投運山東棗莊0.25MPA壓力的工業示范爐，正在擴展業務，該爐優點是投資省，煤種適應廣。
?。?）中國科學院山西煤化所灰熔聚爐已成功投運，但加壓運行需要進一步摸索。
（3）江蘇大學王同章老師的常壓循環流化床氣化爐，已成功用于城市煤氣及金屬熱處理廠在各地運行，該爐可用空氣間歇氣化，投資省很多。
?。?）固定運床氣化爐
A、魯奇碎煤加壓氣化爐，已在世界及國內多家廠應用，但污水處理比較復雜，哈爾濱工業大學韓洪軍老師已有成功治理案例，該爐投資省，消耗低。
B、常壓固定床氣化爐（UGI爐）
該爐運用廣泛，投資小，是目前中、小化肥廠主要運用爐型，但因要使用資源短缺的山西無煙塊煤，因此越來越困難，若用粉煤制成型煤當然可以降低一些成本（湖北宜昌化肥廠就是這樣做的，而且效果不錯），但不是長遠之計。
三、如何選擇煤氣化爐的建議
1、資金決定規模，但規模又必須符合該氣化爐技術的最小經濟規模。中、小化肥廠規模較小，同時大多數廠已改為民營（私營），所以要一次性籌措幾十億資金來全面改造比較困難。所以要根據自己所能籌措的資金來決定生產規模，但也不能規模太小，要符合經濟規模。
2、原料選擇氣化技術，根據本單位選用的原料來選用適合自己煤氣化技術，當然原料煤最好因地制宜，就地取材。
3、技術經濟指標能夠參與市場競爭
就是說改造后經濟指標能過關，不虧損而略有盈利。
4、環保必經達標排放，最好是零排放。新中國已成立60多年了，改革開放也已經30多年了。革命的目的，改革開放的目的都只有一個，讓我們的國家越來越繁榮富強，讓我們的老百姓日子越過越好。因此保護環境是一個有關我們子孫萬代的任務，不可忽視，必須達標排放，最好是零排放。盡量做到沒有廢氣，沒有廢渣，水循環使用，不排污水。
四、節能方面：
（1）向高壓造氣，蒸汽透平壓縮，低壓合成氨方向發展。
?、俑邏涸鞖?br />
目前世界上有荷蘭殼牌Shell粉煤氣化技術、德國GSP粉煤氣化技術、中國航天爐技術、美國GE公司德士古、水煤漿氣化技術。我認為目前以我國華東理工大學多噴嘴水煤漿氣化技術較為先進可靠，壓力在4.0Mpa、6.4Mpa均可以；美國SES公司，江蘇大學王同章老師、中科院煤化所，循環流化床氣化技術在低壓下也可靠，高壓要進一步探索；各單位要根據自己的原料煤及工藝路線選擇適合自己單位的煤氣化技術。江蘇靈谷化工有限公司的實踐證明，采用適合自己的煤氣化技術代替大量（約40臺）固定床塊煤爐氣化技術，在經濟上技術上都是非常合算的。事實證明，它們與自己老廠比每噸尿素成本降低300元以上。
?、谡羝钙綁嚎s
該技術已成熟，可以直接選用。因工廠有高壓蒸汽，用蒸汽帶動透平壓縮機，一般節能3—5%。
?、鄣蛪汉铣砂?br />
浙江工業大學劉化章老師的低壓合成氨催化劑已成功應用在15Mpa壓力下的氨合成塔，更低的壓力5Mpa、10Mpa的低壓合成氨要進行工業試驗。高壓造氣（4.0Mpa）,低壓合成氨可以大大節省壓縮機用的電耗。
（2）肥電聯產，蒸汽分級應用也是合成氨節能重要措施之一。
?。?）原料煤盡可能本地化，選擇適合本地原料煤的煤氣化技術可減少運費，降低成本。
（4）具體節能措施有：
?、龠x擇合適的生產規模，做到安全、穩定、高效。
②水分級使用，尿素循環水→合成氨循環水→造氣循環水→鍋爐除塵水，并采用有效措施，確保污水達標排放或零排放。我認為徐州水處理研究所的技術切實可行。
③盡量降低半水煤氣、脫硫液、碳丙液、銅液溫度，利用合成氨、尿素低位能制取冷水來冷卻脫硫液、脫碳液、銅液等以提高壓縮機氣打量。
④盡量降低系統阻力。既可以減少克服阻力所需能量，對造氣而言還可以適當提高產氣量。
⑤采用變頻技術節電
⑥盡可能回收有效氣體，進入三氣回收爐或燃渣鍋爐。
⑦采用雙甲流程，將銅洗改為甲烷化流程
?、噙x用成熟可靠的三廢流化混燃爐（把廢氣及廢渣燃凈）
?、徇x用尿素裝置先進可靠的節能技術，具體不敘述。
五、減排主要有三個方面
我國已是世界SO2排放第一大園，CO2排放第二大國，（當然按人均還是比較低的），因此減排任務十分艱巨。
?。?）努力實現零排放
?、購U氣進三氣回收爐或燃渣鍋爐
?、趶U水循環使用，綜合利用，實現閉路循環，努力達到零排放。（若有必要進行生物掛膜處理）
?、蹚U渣作水泥廠原料或做煤渣磚或其它建筑材料。
?。?）SO2回收做硫銨，用4-5%稀氨水脫除SO2，經過凈化，結晶生成硫銨肥料。若回收的硫銨達到一定量可以抵消運行費用甚至盈利。若燒高硫煤，可降低燃料價格。
?。?）CO2回收轉化成CO做醋酸草酸等。
回收全廠CO2進入CO氣化爐生產CO2（專利技術）凈化后與甲醇反應，生成醋酸、草酸或其它。
3、用4%稀氨水捕集SO2，制成產品硫銨。
結束語：
綜上所述，若采用以上節能減排技術，無論是合成氨廠，甲醇廠都能較大程度提高企業的經濟效益。
