晉煤集團化工用煤現(xiàn)狀及問題分析

蘇春生(煤集團煤化工研究院，山西 晉城 048006)

晉煤集團化工用煤現(xiàn)狀及問題分析

蘇春生(煤集團煤化工研究院，山西 晉城 048006)

介紹了國內(nèi)煤炭行業(yè)的形勢和發(fā)展現(xiàn)狀，詳述晉煤集團（JAMG）無煙煤的特點、化工用煤現(xiàn)狀以及面臨的化工市場問題，最后確保與拓展無煙煤化工市場，探討了晉煤集團煤化工的技術與發(fā)展方向。

無煙煤利用；煤炭市場；高硫煤；固定床氣化

目前，我國經(jīng)濟發(fā)展已進入“新常態(tài)”，經(jīng)濟增速放緩，結構調(diào)整持續(xù)推進，能源消費總量實施控制，環(huán)境保護要求不斷提高，國際煤炭競爭不斷加劇，我國煤炭工業(yè)發(fā)展面臨十分嚴峻的形勢。煤炭行業(yè)總體供大于求，銷售壓力增大，煤價持續(xù)下滑，煤炭企業(yè)經(jīng)營不佳，虧損面不斷擴大，資金鏈日益緊張等。

晉煤集團（以下簡稱晉煤）屬于山西省國資委控股大型煤炭生產(chǎn)企業(yè)，國家14個大型煤炭基地之一，主開采山西沁水煤田，煤炭資源豐富，是我國優(yōu)質(zhì)無煙煤重要的生產(chǎn)基地，全國最大的煤化工企業(yè)集團。按可采煤層分類，晉城地區(qū)無煙煤主要分為3#、9#和15#煤三種，其中3#無煙煤含硫低俗稱低硫煤，9#和15#煤含硫高，俗稱高硫煤。

1 晉煤集團無煙煤化工利用現(xiàn)狀

1.1 無煙煤煤質(zhì)特點

晉城地區(qū)無煙煤屬于煤化程度較高的無煙煤，受國家保護性開采，具有固定碳含量高、揮發(fā)分低、密度大、硬度高、熱穩(wěn)定性好、燃點高、發(fā)熱量大（約6000～6500 Kcal/kg）可磨性差等特點。灰分中硅鋁含量高，致使煤灰熔點較高，流動溫度高達約1500℃，部分可達1580℃。

1.2 無煙煤化工利用現(xiàn)狀

目前，晉煤無煙塊煤全部用于化工造氣，末煤部分用于化工行業(yè)。在化工行業(yè)中，經(jīng)過煤氣化、合成氣凈化等工藝環(huán)節(jié)，硫分可轉化為硫磺或硫酸，相對處理容易，故在理論上，化工轉化應該是高硫煤的主要出路。晉煤煤化工企業(yè)大多數(shù)仍在使用固定床造氣，最初以低硫煤為原料進行設計，現(xiàn)在需要增加相應的脫硫環(huán)節(jié)和設備，來消耗晉煤集團的高硫煤產(chǎn)品。近幾年大部分化工企業(yè)都進行了相應的脫硫系統(tǒng)升級改造，同時晉煤已確立課題，進行相應的研究和技術集成。因此，保證高硫煤在化工行業(yè)的市場份額是晉煤集團煤炭產(chǎn)品轉化應用的重中之重。

1.3 化工煤炭消耗量

2015年晉煤集團總商品煤產(chǎn)量5983萬噸，煤化工板塊煤炭消耗量2366萬噸，占商品煤總量的40%，成為第一大耗煤領域。其中用無煙塊煤1240萬噸（晉煤提供1161萬噸），無煙末煤733萬噸，煙煤393萬噸。預計“十三五”末，將轉化利用晉煤商品煤量3500萬噸/年，將為晉煤煤炭銷售安全提供了有力支撐，為集團公司穩(wěn)定發(fā)展做出了重要貢獻。

2 無煙煤化工利用問題

2.1 化工市場份額下降

固定床間歇氣化爐是最穩(wěn)定、最成熟的無煙煤氣化裝置，但國家早在2007年明令禁止新建化肥企業(yè)采用固定床間歇氣化爐。國家煤化工行業(yè)發(fā)展規(guī)劃中指出，首要發(fā)展先進的煤氣化技術，改造以固定床間歇氣化技術為主的工藝路線，固定床間歇氣化技術只有存量市場沒有增量市場。近幾年，以其他煤種為原料的新型煤氣化技術（如德士古、GSP、殼牌、航天爐等）規(guī)模化應用，以無煙煤為原料的合成氨、尿素在成本方面失去了競爭優(yōu)勢，規(guī)模小的企業(yè)已經(jīng)逐漸退出，其他大型企業(yè)面臨著巨大的生存壓力。雖然化工行業(yè)耗煤總量在增長，但無煙煤在化工市場的應用份額卻在逐年下降。以尿素為例，2010年尿素產(chǎn)能5200萬噸左右，以無煙煤為原料的尿素占全國的比重70%左右；2013年末，尿素產(chǎn)能達到7300萬噸，以無煙煤為原料的尿素占全國的比重縮減到52%左右。

2.2 傳統(tǒng)煤氣化技術落后

在目前的技術條件下，成熟的干粉煤氣化、水煤漿氣化技術均以低階煙煤為主要原料，雖然在天溪公司試驗航天爐已經(jīng)能夠全燒晉煤無煙煤，但經(jīng)濟性較燒煙煤有很大的差距；固定床氣化技術一次碳轉化率只有80%左右，而航天爐、水煤漿氣化技術碳轉化率均達到90%以上；環(huán)保方面，以航天爐、水煤漿氣化等技術無論是二氧化碳排放量還是污水排放量均低于固定床氣化技術。即使固定床造氣在綜合能耗優(yōu)于其他爐型，但人工成本、電力消耗等方面較先進爐型為高、氣化單元占地面積更大。因此，綜合上述因素，現(xiàn)有的傳統(tǒng)無煙塊煤固定床氣化技術較為落后，缺乏市場競爭力。

2.3 無煙塊煤價格下降

隨著型煤技術的發(fā)展，不少企業(yè)用無煙末煤加工煤棒替代塊煤用于化工造氣。由于無煙末煤售價較低，較無煙塊煤有很高的經(jīng)濟性，各化工企業(yè)紛紛上了型煤裝置，擠占了一部分無煙塊煤市場，湖北湖南甚至已經(jīng)沒有一家煤化工企業(yè)采用塊煤造氣。經(jīng)測算，當無煙塊煤價格比無煙末煤價格高200元以上，無煙末煤具有更好的經(jīng)濟性。目前，由于整體煤炭市場的低迷，動力煤價格拉低了無煙末煤的市場價格，晉煤無煙塊煤價格比無煙末煤價格高300元，無煙末煤仍有拉低無煙塊煤價格的可能。

2.4 高硫煤產(chǎn)量增加

隨著優(yōu)質(zhì)低硫煤炭的快速開采，各生產(chǎn)礦井必將面臨開采9#、15#含硫較高的煤炭局面，高硫煤的比重呈逐年上升趨勢。

煤化工是高硫煤最好的轉化途徑，但對含硫量并不是沒有限制。晉煤現(xiàn)有的脫硫系統(tǒng)大多是由原來適應燒低硫煤的裝置改造而來的，能力提升有限，最高能夠處理含硫2%的煤炭，但時間不可太長。長周期運行，以含硫不超過1.5%的煤炭為宜，而晉煤15#煤的硫分高達3%以上，只能在低硫煤中摻燒一部分進行消化，這也是其售價低的直接原因。隨著環(huán)保政策的日趨嚴格，高硫煤有可能面臨無人問津的局面，如果不盡快拓展高硫煤的應用途徑，隨著高硫煤比重的逐漸增長，將直接影響晉煤煤炭的銷售和效益。

3 確保晉煤化工用煤市場的建議

3.1 鞏固存量化工市場

為保證晉煤無煙煤在化工領域的應用，晉煤應該根據(jù)當前無煙煤在化工市場的競爭力，制定相應的煤炭銷售政策，保證現(xiàn)有各化工公司的總氨產(chǎn)能不再縮減，保證現(xiàn)有的無煙煤用量，并在此基礎上尋求無煙煤技術應用的新突破，確保晉煤的煤炭在化工造氣領域的應用，確保晉煤的煤炭“原料”屬性，而不是被迫進入“燃料”市場展開競爭。

3.2 改造固定床間歇氣化技術

晉煤應該對固定床氣化技術進行改造與完善，解決固定床技術在能耗、環(huán)保等方面的弊端，保護市場競爭力，保護集團的塊煤市場，也就保護了集團的長遠核心競爭力。其實，晉煤煤化工產(chǎn)業(yè)低能耗基本處于行業(yè)領先水平，集團平均綜合能耗在1313 kg/t左右，低于國家規(guī)定。在污染控制方面，三廢鍋爐的應用使排渣碳含量高的問題已完全解決，回收氣燃燒后與電廠煙氣的處理是相同的，至于合成氣中焦油、酚等含量要比魯奇爐低，通過零排放的技術措施也可得到解決。所以從整個工藝系統(tǒng)來看，如果實施以上技改項目，固定床技術造成的污染要小得多。在改造的思路上不局限于單一的氣化環(huán)節(jié)，而是以造氣、凈化、變換、合成、公用工程等環(huán)節(jié)技術為基礎的全系統(tǒng)，用全流程、全系統(tǒng)的觀點，實現(xiàn)能量梯級利用，解決能耗和污染的問題，固定床技術完全可以達標排放，同時爭取一定的經(jīng)濟效益。

3.3 研發(fā)和推廣大型加壓氣化技術

近年來，晉煤在塊煤和末煤的大型加壓氣化方面取得了一定的突破，但是能否保持長期穩(wěn)定經(jīng)濟運行還需要進一步試驗。塊煤氣化方面，在河北和河南兩地采用魯奇爐試燒高硫塊煤已經(jīng)實現(xiàn)了長周期運行，并且消耗在不斷下降；末煤氣化方面，天溪公司采用航天爐氣化技術全燒無煙末煤取得成功，但長周期經(jīng)濟運行還需要進一步研究。

此外，我們長期關注兗礦在貴州開陽項目粉煤加壓氣化爐的運行情況，并多次組織內(nèi)部專家赴現(xiàn)場進行了調(diào)研。客觀地講，開陽爐比航天爐更具優(yōu)越性，在目前的技術條件下，是氣化晉城末煤最好的技術，是一種值得重點關注的爐型。明水公司新上項目已經(jīng)采用了以開陽爐為原型改造而成專門燒無煙煤的金重爐，將于今年投產(chǎn)，如果金重爐能夠試燒成功，晉煤集團的末煤在化工市場的應用就又多了一條路可走。

4 結語

面對國內(nèi)外宏觀經(jīng)濟的變化，晉煤將面臨殘酷的行業(yè)形勢，機遇與挑戰(zhàn)并存，晉煤應更加利用自身得天獨厚的無煙煤資源以及生產(chǎn)經(jīng)驗，通過“十三五”的科學規(guī)劃與發(fā)展，實現(xiàn)傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)的轉型優(yōu)化升級。特別是針對突顯的高硫煤產(chǎn)量問題，晉煤應該加快技術革命的步伐，研發(fā)適應高硫煤的煤氣化技術，解決高硫煤無法規(guī)模化利用的技術瓶頸。

[1]賀佑國,楊國棟,葉旭東,等.煤炭生產(chǎn)開發(fā)戰(zhàn)略研究[M].北京:煤炭工業(yè)出版社,2015.

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