在全国人民喜迎祖国60华诞之际，8月16日，从传统的煤炭资源大省――山西又传来了令人振奋的消息，山西晋城无烟煤矿业集团有限责任公司采用我国拥有自主知识产权的灰熔聚流化床粉煤气化技术建设的高硫无烟煤洁净化利用10万吨/年合成油示范工程，已完成多台灰熔聚气化炉联合调试，达到了设计要求，成功实现了全流程贯通。这是继去年9月我国首套应用该技术的加压灰熔聚流化床粉煤气化制备合成氨原料气工业示范装置在石家庄金石化肥有限公司投料试车成功，该技术开始进入大型商业化示范阶段之后，在工业化生产上取得的又一项重大突破。
该项目采用我国拥有自主知识产权的加压灰熔聚流化床粉煤气化技术，以晋城矿区储量丰富，但无单独开采和直接利用价值的“三高”(高硫、高灰、高灰熔点)劣质无烟煤为原料，产品以优质93#汽油为主，副产液化天然气(LPG)、硫黄，并可根据市场情况调产精甲醇、二甲醚、乙烯、丙烯等多种化工产品。
有关专家认为，由于对煤种的适应性广，该项目的成功将对山西乃至全国占煤炭可采储量相当比例的“三高”劣质煤资源的洁净化开发利用和我国煤化工的发展产生重要的影响，为我国大型煤化工及多联产系统快速发展提供一条经济、合理、可靠的技术路线。
站在国家煤炭战略高度创建粉煤气化研发基地
近几年，我国煤化工热正持续升温，几乎所有产煤省份都在进行大型煤化工项目的规划和实施，我国正朝着全球最大的煤化工工业国疾步迈进。随着Shell、GE-Texaco、GSP等煤气化技术先后被引入我国，并逐渐占据了主要的市场份额，也促使我国在煤气化新技术研发领域奋起直追，力求有所作为并实现跨越式发展。可以说，煤气化技术的每一次突破，都是业内人士关注的焦点和热点。
据了解，目前，我国大多数企业仍采用常压固定床气化法等落后技术，而国外近年来主要发展流化床、气流床等大型气化技术。面对全球化的市场和国际化的竞争，早在20多年前，中国科学院山西煤炭化学研究所就针对我国煤种多、烟煤多、粉煤多、商品煤灰分高、灰熔点高的特点，开始进行煤气化技术研发，并成功开发了具有自主知识产权的灰熔聚流化床粉煤气化技术，先后建成了1吨/日、24吨/日的中间试验装置，完成了不同种类的煤种试验，并于2001年在陕西城化股份有限公司实施的工业化示范项目上取得了成功，在业界崭露头角。但由于该技术的规模、压力等级与化工合成或未来发电要求还有一定的差距，他们近10年来又着力进行加压气化工艺的研究和开发，相继在加压基础试验研究及复合床气化技术研究等领域取得了相当的进展，为工程放大和配套技术完善奠定了基础。
2003年11月，由山西省发展计划委员会主持，在太原召开了“山西高硫无烟煤气化技术专家评审会”，与会专家一致认为该技术对占我国煤炭可采储量相当比例的“三高”煤表现出良好的适应性，为山西省乃至全国“三高”煤资源洁净化开发利用提供了一条经济合理的煤气化技术路线。为尽快实现该技术的加压大型化开发，建议建设加压灰熔聚流化床粉煤气化中试技术平台。
2005年4月，为推进该技术的工程化、产业化发展，尽快完成大型灰熔聚流化床粉煤气化技术自主研发的艰巨任务，中国科学院山西煤炭化学研究所和山西晋城无烟煤矿业集团有限责任公司共同组建了山西天和煤气化科技有限公司(山西省粉煤气化工程研究中心)，按照“发展中国煤气化技术，服务能源煤化工产业”的思路，研究灰熔聚流化床粉煤气化技术的加压大型化、产业化，并着眼于开发大规模市场成套技术，配套发展辅助技术。
山西省粉煤气化工程研究中心技术委员会主任王洋在接受CCIN记者采访时说，粉煤气化技术之所以备受重视的原因是多方面的。从宏观上看，煤多油少的现状决定了我国以煤为主要能源的局面在相当长的时期内不会改变。从山西乃至全国的情况看，一方面，发展煤化工事业是山西煤炭企业可持续发展的需要，也是解决高硫煤、高灰熔点煤资源问题的需要；另一方面，我国诸多大型煤矿，经过长期的高强度开采，煤炭资源的蕴藏状态已经发生了明显变化，上层的低硫、低灰煤接近枯竭，下层的高硫、高灰煤(占总储量的20%~40%)由于环保和市场的限制，无法开采利用。虽然这些老矿井的生产设施条件非常完备，也将被迫面临转产或破产，大量人员需要社会安置，矿井大量资产将被闲置。在提倡节能减排、资源高效利用的今天，许多新矿也在考虑其资源的合理利用，为此必须开发适应高灰熔点、高灰、高硫煤的大规模利用技术。立足于煤炭利用的战略考虑以及受社会责任感的驱动，也基于企业的实际发展需要，在山西省政府的支持下，山西天和煤气化科技有限公司(山西省粉煤气化工程研究中心)应需而生。
针对国情确定技术方向企院联合加快研发进程
我国以煤为主要能源的现状致使高硫、高灰熔点煤的资源化问题日益突出，而煤炭资源的开发又必须兼顾能源安全、环境友好及经济效益。正是这种国情和诸多制约因素，决定了我国粉煤气化技术的研发必须要走高效洁净利用之路。
山西天和煤气化科技有限公司(山西省粉煤气化工程研究中心)成立后，充分发挥企院联合的优势，在中国科学院山西煤炭化学研究所多年的研发基础上，不断对加压灰熔聚流化床粉煤气化技术加以改进和提高，并将此项技术从小型装置的研发向大型工程的开发推进，使灰熔聚流化床粉煤气化技术的加压大型化、产业化进程和商业化推广迈入了崭新的阶段，并逐步在国际煤化工技术市场上占有了一席之地。研究表明，灰熔聚流化床粉煤气化技术是煤炭高效、洁净利用的核心技术，对煤种的适应面广，不仅适用于山西省的煤种，而且适用于我国所有高灰、高硫煤炭，特别符合我国国情。
山西天和煤气化科技有限公司董事长袁建卫表示，自成立之日起，山西天和煤气化科技有限公司就确立了发展宗旨，即响应国家节能减排方针，面向国家重大能源战略需求，以市场为导向，以灰熔聚流化床粉煤气化技术加压大型化、工程化、产业化研发为核心，以开发国际水平先进煤气化技术为目标，建设高水平的产业化研发基地，形成国际一流的工程化研究验证环境和技术集成能力，为工业生产提供成套适应性宽、大型化、高效、环保的煤气化工艺、技术和装备。
借助企院联合的创新模式，灰熔聚流化床粉煤气化技术的研发进程明显加快。2006年，建成了半工业化加压灰熔聚流化床粉煤气化技术试验平台；2007年12月，在半工业化加压灰熔聚流化床粉煤气化技术平台上完成了晋城无烟煤1.0MPa72小时运行；2008年，山西晋城无烟煤矿业集团有限责任公司10万吨/年MTG(甲醇制汽油)项目的0.6MPa煤气化工业装置投入建设；2008年7月，在山西晋城无烟煤矿业集团有限责任公司支持下，山西天和煤气化科技有限公司开始承担国家“863”计划项目，建设适应我国国情的千吨级煤气化工业示范工程；2008年9月，石家庄金石化肥有限责任公司0.6MPa工业装置实现工业化运行。
目前，山西天和煤气化科技有限公司(山西省粉煤气化工程研究中心)的工作重点是加压气化技术的进一步研发，研究中心投资3000万元的3.0MPa半工业加压灰熔聚流化床粉煤气化技术平台已经建成并开始调试，不久将能提供单台炉能力达到500~1000吨煤/日的气化技术，单台可配套10万~20万吨/年甲醇或合成氨装置，为大型煤化工项目提供技术和装备。
节能减排既定目标明确粉煤气化技术特点突出
大型灰熔聚流化床粉煤气化技术的研发，归根结底是要实现节能减排的目标，这也是山西天和煤气化科技有限公司(山西省粉煤气化工程研究中心)在长期的研发过程中始终遵循的原则，并因此成就了我国自主研发的加压灰熔聚流化床粉煤气化技术的诸多特点和优势。
王洋认为，节能减排既是我国的一项基本国策，也是一项系统工程，需要全方位的分析和思考。煤气化将煤从固态转化为气态，可进行净化处理，进而用作洁净燃料或合成原料。问题在于，煤气化技术必须适应我国的煤炭资源特性。
他分析，目前，适用于低灰熔点、低灰煤的液态排渣气流床气化炉具有较高的碳转化率和运行可靠性，已为市场广泛接受，但对高灰熔点煤和高水份煤来说，这种技术在经济和技术方面却缺乏可行性。以灰分(A)22%，发热量(Q)24MJ，灰熔点(FT)1500℃的煤(这是我国具有代表性的煤种)为例，排除气流床气化过程中磨矿、输送、制浆及助熔剂添加等造成运行成本上升的因素，仅综合考虑选煤回收率和气化效率两项指标，灰熔聚流化床粉煤气化技术能达到与气流床气化技术相同的能量转化效率，且前者的效率更高。所以在制订节能减排方案时一定要以煤源为依据，全面比较。
据介绍，灰熔聚流化床粉煤气化技术以碎煤为原料，以空气、氧气或富氧为氧化剂，水蒸气或二氧化碳为气化剂，床层物料在适当的粒度和气速下沸腾流化，使气固两相充分混合，在部分燃烧产生的高温下一次实现破黏、脱挥发份、气化、灰团聚及分离、焦油及酚类的裂解再气化等过程。独特的气体分布器和灰团聚分离装置使灰渣团聚成球，借助重量差异与半焦分离，连续有选择地排出低碳含量的灰渣，提高了床内碳含量和操作温度，从而使其适用的煤种拓宽到低活性烟煤乃至无烟煤。
据王洋介绍，灰熔聚流化床粉煤气化技术具有以下主要特点：一是煤种适应性广，适合我国国情，可实现原料本地化。二是碎煤干法进料，干法排渣，能耗低，氧耗低。三是灰团聚成球，与半焦选择性分离，排灰碳含量低。四是无废气排放，煤气不含焦油和挥发酚类，洗涤水易净化。五是操作温度适中，运行维护成本低，可靠性高。六是拥有自主知识产权，投资仅为引进气化技术的40%~50%。此外，该技术还可直接用作城市煤气、化工合成用原料气和先进的联合循环发电用燃气。
目前，灰熔聚流化床粉煤气化技术已得到国家科委、国家计委三个五年计划的支持。经过中国科学院山西煤炭化学研究所多年的艰苦努力，尤其是山西天和煤气化科技有限公司(山西省粉煤气化工程研究中心)成立后，充分发挥企院联合的优势，形成了我国自主知识产权的灰熔聚流化床粉煤气化成套技术，并实现了工业化应用，具有国际先进水平，先后取得了国家发明专利和实用新型专利，获得了中国科学院科技进步一等奖、国家“八五”科技成果奖等。
核心技术奠定创效基础大型工程瞄准国际一流
已经初步形成的核心技术大型化、产业化和工程化及成套技术设备的集成化优势，为山西天和煤气化科技有限公司(山西省粉煤气化工程研究中心)取得加压气化工业示范效果，创造商业化运行业绩打下了坚实的基础。这是该企业长期实施做强煤气化核心技术品牌战略所取得的丰硕成果，为中国煤气化工业跻身国际一流树立了信心。
灰熔聚流化床粉煤气化技术的突破性研发和产业化进程是无止境的。据有关专家介绍，以将低压灰熔聚流化床粉煤气化技术提升为加压灰熔聚流化床粉煤气化技术为例，低压灰熔聚流化床粉煤气化工业示范装置单炉生产能力小，气化装置不得不采取多系列配置，不仅需增加投资、占地面积和人工，而且低压煤气必须经过压缩才能进入后续系统。因此，提高操作压力等级，从而实现气化炉处理能力的大型化开发，是灰熔聚流化床粉煤气化技术产业化必须解决的重大技术问题。
为此，早在10年前，中国科学院山西煤炭化学研究所就开始进行加压灰熔聚流化床粉煤气化技术小型装置的研发，加压试验研究了灰熔聚流化床的加压气化特性，为大型化工程开发提供工程设计方法和依据，获得了有效的工程数据，积累了丰富的操作经验。正是在多年研发的基础上，山西天和煤气化科技有限公司(山西省粉煤气化工程研究中心)才能在加压试验工业示范装置建设和中试基地试验中不断取得突破。
关于进一步强化灰熔聚流化床粉煤气化技术煤种适应性广、成本低和投资少等竞争优势，袁建卫强调，必须贯彻实施企业制定的战略发展方针：落实全面、协调、可持续的科学发展观，坚持以市场为导向、技术是硬道理的产业发展原则；重视科研开发，强化中试及工程化能力，加快技术成果转化，做到自主开发与引进技术相结合，培育核心技术，积极开发市场，逐步实现经济增长；创新市场模式，完善市场网络，实施品牌、服务战略，提高技术市场竞争力；企业经营与资本经营并举，整合内外部资源，发挥内部优势，利用外部资源，在资源优势地区发展优势产业。
王洋在谈到今后几年的工作构想时说，将在加压中试平台上进一步开展加压气化系统试验，完成加压气化技术的工程化研发，形成可靠的工业化成套技术。进一步完成加压气化工业示范，开展商业化运行，从而做强核心品牌技术，开拓相关气化领域。他强调，面对我国大多数企业仍采用常压固定床气化的落后局面，以及大规模气化技术的市场需求，灰熔聚流化床粉煤气化技术必须完成加压技术的系统研发，这需要做好3项工作。首先，结合基础研究、应用研究，利用技术开发及创新的有利条件，不断提高技术水平和技术的可靠性。其次，在技术研发中融合相关技术要素，联合工程研究机构实现集成创新。再次，处理好技术引进与自主创新的关系，依靠自己的科技力量实现核心技术的同时，吸收引进国内外先进技术，完成系统集成。
我们期待，以山西晋城无烟煤矿业集团有限责任公司和中国科学院山西煤炭化学研究所结成的堪称典范的企院联合模式为依托，山西天和煤气化科技有限公司(山西省粉煤气化工程研究中心)一定能完成他们所承担的国家“863”计划项目，从2008年7月起用3年时间建成适应我国国情的千吨级煤气化工业示范工程，为我国加压灰熔聚流化床粉煤气化技术的提高、推广和产业化做出更大的贡献，为我国煤气化工业的发展争光! |
