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加工利用
水煤浆气化:清洁利用高硫煤
2014-05-26 11:15:15   来源:  国际煤炭网

 “那是一个下午,运河台儿庄港十电码头,突然响起一片气笛声,十多里外都能听得见,很多人被这笛声吸引了,纷纷奔向码头观看。只见4艘大型货轮停靠在岸边,开始卸船。每艘船上都装载着钢铁庞然大物,看上去如同大型运载火箭的样子。当然,这不是火箭,而是每小时制氧6万立方米的一套空分设备,是目前我国化工行业最大的装置,它们将为‘新型多喷嘴对置式气化炉’提供氧气,而气化炉是‘十五’863项目‘新型水煤浆气化技术’的核心设备。其中最大的是空分中压塔,长74米,直径5.7米,重173吨,分两段运输;两台吸附器每台重70多吨,长22米,直径5.2米。”兖矿国泰化工有限公司党群部的金彪回忆道。 
  “光是卸船就用了一天多。卸船完毕,码头上鞭炮齐鸣,运输车队像一条钢铁长龙,在警车引导下缓缓驶出,车队由4辆大型拖车及40多台普通车辆组成,每辆拖车运载的巨大塔体长达40多米,高达7米,蔚然壮观。虽然行程仅138公里,但由于设备高度超限,很多路段都不能通过,为了能尽快将设备运抵施工现场,枣庄市专门成立了国泰公司超限设备运输指挥机构,动用了枣庄五区一市的交通警察全程护航,所到之处,区、市主要领导亲自迎送、协调,供电、通讯等部门的几十部工程车也紧随车队清障,据不完全统计,为配合此次跨枣庄五区一市的大件设备运输,全市范围内共有两条110kV高压线路和一条10kV线路停电,电力、通讯部门剪掉了数千条低压供电和通讯线路,拆除桥涵两座,临时修补、加固道路二十余处……”

  项目指标达到国际领先水平

  为什么大家对这些设备是如此重视呢?丁辉给记者举了几个数据:兖矿国泰化工有限公司整个工程总投资27亿元人民币,厂区面积830亩,由年产20万吨醋酸项目和日处理1000吨煤新型气化炉及配套工程项目组成;年产20万吨醋酸、24万吨甲醇和发电8万千瓦。生产的主要技术支持来自两个国家863项目,其一就是“新型水煤浆气化技术”,由兖矿集团、华东理工大学、中国天辰化学工程公司共同研发。

  作为“九五”国家重点科技攻关项目,“十五”期间,多喷嘴对置式水煤浆气化技术进入了商业示范阶段,“新型水煤浆气化技术”更列入了“十五”863项目。它代表着国内领先、世界先进的煤气化工艺,获得了国家知识产权局授予的专利认证。2000年10月,技术中试装置顺利通过了72小时工艺技术考核,装置的各项经济技术指标均优于目前世界广泛采用的美国德士古气化技术,达到国际领先水平;中试证明,装置的有效气成分达到83%%,比相同条件下的引进装置高1.5—2个百分点;碳转化率>98%%,比引进装置高2—3个百分点;煤耗、氧耗均比引进装置降低7%%。该技术特别对高硫煤具有很好的适用性,并基本上可以实现零排放,能较好地解决目前我国高硫煤的出路问题。

  终于有了自己的气化炉

  “咱们国家过去在气化炉上没有一项自主创新技术,这是咱们的第一个拥有自主知识产权的气化炉,是863项目,是世界上第一台多喷嘴对置式水煤浆气化炉。从中试到工业化,一下放大了50多倍,无论技术、风险都有许多不确定因素。”国泰总工程师孙永奎告诉记者。

  国泰副总经理谢书胜说:“化工的任何一个开车,都要经过很多调试。从19日到21日,丁总辞掉了各级领导与客人的来访接待,始终和各级指挥员、工程技术人员在一起。他50多岁的人了,和我们一道爬上58米高的气化框架的9层,像工人一样干活。看到丁总这样,我们所有的指挥员、车间干部、工程技术人员、操作人员,还有什么可说的呢?在盛夏40℃度的高温下,大家头顶烈日、挥汗如雨,仔细检修所有的设备、阀门、管道、线路,没有一个人叫苦。可是第一次试投没有成功,虽然事先有思想准备,但还是让我们感到了紧张,压力太大了。于是查找问题,发现止逆阀在设计上有缺陷,怎么办?如果按常规,重新设计,变更图纸,再返厂加工,少说也得十天半月。丁总像父兄一样,让大家沉住气。他说,我们会有办法的。他鼓励大家开动脑筋。副总工程师董正庆找来尺子、纸和笔,蹲在现场,反复测量,反复计算,认为可以就近加工改造。经过精确计算,董正庆将4个止逆阀拿到鲁化厂进行洗槽改造,从23点到次日3点,用了4个小时加工完成,装上一试,顺利通过。如果不采取这种积极主动的措施,如果没有这种百折不挠的顽强拼搏精神,我们不可能那么快拿下气化炉这个高地。”

  丁辉回忆道:“当时间进入21日的23时26分,指挥长发出投料的指令,那时我、谢书胜、孙永奎,还有70多岁的华东理工大学的于遵宏教授都在控制室,我们所有的人都屏住了呼吸,都盯着显示屏,当大家看到炉温下降(意为投煤浆成功),显示投料成功后,所有的人都欢呼鼓掌,与此同时,厂区内高高的放空火炬上冒出桔黄色的火炬。顿时,整个工地和整个控制室一下沸腾了,欢声雷动。此时此刻,我、谢书胜和孙永奎3个人的手紧紧握在一起,我们有千言万语想说,可什么也说不出来,3双手紧紧握着,泪如泉涌。我们知道,我们的新型气化炉投料成功了!随后,气化炉连续运行了80小时,这又是一个里程碑式的重大胜利,我们再一次创造了历史……这时,我想,我从中国上世纪60年代所使用的第一代德国的气化炉干起,一直到如今的第三代,终于可以大声说,我们有了自己的气化炉!”

  “我们的这个气化炉是个宝啊,它专吃高硫煤。高硫煤污染大,工业、民用都不行,没有市场,兖矿有几个这样的矿面临关闭。我们这个日处理1000吨高硫煤的气化炉一下解决了这个问题,现在几个矿又活了过来,供不应求。这种新型气化炉不仅用这种成本低的高硫煤,其净化装置还可分离出煤炭中的硫,做成硫磺销售,一点都没有浪费啊。”副总工程师祝庆瑞高兴地说。

  煤气化历史的里程碑

  在面临全球性石油短缺的今天,中国走以煤炭为原料、用自己先进的技术生产甲醇、醇醚燃料、醋酸及下游产品之路,调整和替代以石油为原料生产工、农等化工产品的产业结构,已是势在必行。兖矿是全国最大的煤炭矿业集团之一,也是全国百家现代企业制度试点企业和国务院确定的120家大型企业集团试点单位。而国泰项目是兖矿集团煤化工发展系列工程的领头羊,对其他后续项目将产生重大而深远的影响。

  而国泰的自主创新还收获了丰硕的成果。2005年11月29日,气化炉实现系统无波动、带压连投成功,开创了世界煤气化技术带压连投的先河,标志着兖矿集团所拥有的煤气化技术已跃居世界领先水平。

  2005年12月11日至17日,中国石油化工协会组织专家组对新型气化炉及配套工程,进行了现场168小时满负荷工业考核,并于2006年1月8日通过了中国石化协会组织的专家技术鉴定。专家委员会认为该技术打破了国外的技术垄断,具备了与国外气化技术竞争的实力。

  2006年5月31日,863项目“新型水煤浆气化技术”通过了科技部组织的国家验收。验收专家组成员一致认为,技术示范装置的成功建设和运行,标志着我国第一次拥有了具有自主知识产权的大型煤气化技术和配套工程,成功实现了产业化,在我国煤气化历史上竖起了新的里程碑,确立了我国煤气化技术在国际上的领先地位,为我国储量最为丰富的煤炭资源洁净高效利用提供了龙头技术,建议在国内进行工业化推广应用。

  ■数字863

  2006年,国泰公司组织完成科技课题90多项,其中有13项是对原创技术的重大突破。11月13日“新型水煤浆气化技术”被中国石油和化工协会授予科技进步特等奖。这些技术的成功工业化,不仅跨越了国际技术壁垒的束缚,跻身世界煤化工的先进行列,同时走出了一条适应民族工业发展的科技型企业之路。

  2006年4月18日,兖矿国泰化工甲醇、醋酸项目通过了山东省煤矿工程质量监督站的质量认证,均被评为优良工程,并被授予中国化工行业最高奖———中国化学工业优质工程奖。

  企业投产一年多来,千吨级新型气化炉、醋酸合成装置、燃气发电装置等关键装备经不断优化、创新和完善,已全部达到设计能力,新型气化炉在随后的运行过程中,连续打破运行周期纪录,目前单台气化炉连续稳定运行周期已达68天,以气化炉为龙头的年产24万吨甲醇系统也实现了连续稳定运行72天的好成绩,年产20万吨醋酸系统连续稳定运行周期超过120天。2006年,国泰公司通过科技攻关等手段解决了一系列难题,全年生产醋酸17万吨、甲醇23万吨,实现销售收入14亿元,利税3.2亿元。

  在维持现有装置安全、稳定、效益运行的同时,国泰公司已同步启动了装置的改、扩建工程和相关的科技项目研发,计划到“十一五”末,将形成70万吨醋酸、10万吨醋酸酯、30万吨醋酸乙烯、100万吨甲醇的生产规模,同时还将有计划地完成一系列高新技术的转让,建设一体化、基地化、集约化、大型化、现代化的煤化工企业。 

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