来自2015年10月22日在济南召开的“2015年度多喷嘴对置式气化技术应用经验交流会”的消息,兖矿集团和华东理工大学强强联合,以成熟先进的技术、优质高效的服务,已迅速发展成为当今在国内外煤气化技术转让市场上纵横驰骋、游刃有余的主力军。备受行业瞩目、拥有我国完全自主知识产权的“多喷嘴对置式水煤浆气化技术”在近年的市场推广、转让中取得骄人业绩,已成功在国内外煤气化技术转让市场上占据重要份额,展现出强劲的发展势头,牢牢地树起了我国自主知识产权技术的大旗。
一、多喷嘴对置式气化技术已成为行业关键和龙头技术
20世纪80年代末,我国引进德士古水煤浆气化技术,随后,德国鲁奇气化技术、荷兰Shell干煤粉气化技术纷纷登陆中国,人们戏称“中国是世界煤气化技术的博览会,是国外煤气化技术的试验场”。同时,长期使用国外专利技术,支付了巨额的专利使用费。没有自主知识产权的大型煤气化技术,一直制约着中国煤化工发展,攻克洁净煤气化技术难关,实现大型煤气化技术国产化,成了所有中国煤化工人共同的心声。
鉴于此,国家大力倡导技术创新,并加强科技研发投入,“九五”期间,华东理工大学、兖矿鲁南化肥厂等单位合作承担了国家科技部重点技术攻关课题“多喷嘴对置式水煤浆气化技术研究与开发”项目,并于2000年完成日处理22t煤中试装置的设计、建设与运行,取得良好的效果。
“十五”期间,兖矿集团投资建设了兖矿国泰化工有限公司,气化装置采用了日处理煤1150吨多喷嘴水煤浆气化,是当时自主知识产权的最大处理能力的气化炉,该示范装置工业运行实践表明,各项指标均优于引进的水煤浆加压气化技术。“十一五”期间,华东理工大学、兖矿集团承担了日处理煤量2000吨级多喷嘴气化炉“863”科研任务,江苏灵谷化工、神华宁煤、上海焦化、安阳盈德2000吨级多喷嘴气化炉相继建成投产,十二五期间,兖矿集团、华东理工大学又承担了日处理煤3000吨气化技术研究863课题,装置已于2014年6月建成投产。
兖矿集团、华东理工大学非常重视技术成果的转化,截至日前,多喷嘴煤气化技术应用已经达到111台,占领国内很大份额的煤气化技术市场,已经有20家用户54台气化炉投入商业运行,产生良好的经济效益和社会效益。在技术转让的同时,兖矿集团、华东理工大学高度重视技术服务,双方共同向用户提供规范化、标准化的技术服务,优质的技术服务赢得了用户的信赖。
由兖矿集团和华东理工大学联合研发的具有我国自主知识产权的煤气化技术成功的推广应用,标志着我们自主研发的煤气化技术已经成功的打破了国外技术的垄断,打造出了中国人自己的民族煤化工技术品牌。该技术已经获得多项国内及国际专利,2007年获得国家科技进步二等奖,是发展煤基化学品(如甲醇、氨、二甲醚等)、煤基液体燃料、羰基合成醋酸、IGCC发电、多联产系统、制氢等工业的基础,是这些行业的关键技术和龙头技术。
二、多喷嘴对置式水煤浆气化技术效益高、环保影响小
多喷嘴气化技术以煤炭为原料的大规模高效气化技术,能满足大型煤化工装置制备合成气和燃料气的需要。
该技术的创新点包括:多喷嘴对置式气流床气化炉、复合床高温煤气洗涤、高效节能型(“分级”净化)煤气初步净化系统,直接换热式含渣水处理系统、预膜式长寿命高效烧嘴、交叉流式洗涤水分布器、在线带压连投技术、在线无波动倒炉技术。由于采用了四喷嘴对置式设计,工艺指标优良,耐火砖、工艺烧嘴使用寿命长,装置操作简单、稳定,在线率高,废水排放量小,环保压力轻,综合能耗低。”该技术的炉型特别适宜大型化,且负荷增减自如。已经投入运行的多喷嘴对置式水煤浆气化炉运行结果表明,多喷嘴水煤浆气化技术与单喷嘴水煤浆技术相比,在安全、环保、节能、经济指标和大型化等方面具有较大优势,在同等煤种、同等操作环境下,该技术与其他水煤浆气化技术相比,有效气(CO+H2)成分提高2~3个百分点,比氧耗降低3%,比煤耗降低3%,碳转化率≥99%, 2006年5月在科技部组织的“863”课题验收会上,被与会专家评定为国内先进、国际领先,并荣获中国石油和化工协会科技进步特等奖,2007年荣获国家科技进步一等奖。
绿色是世界永恒的颜色,在“节能减排、低碳经济”的大环境下,煤化工行业作为能源消耗和废弃物排放的大户,是实施节能减排的重点行业之一。“多喷嘴对置式水煤浆气化技术”碳转化率高,将有效地减少煤炭的使用量;生成的灰渣经高温熔融,热量能被充分利用,而且是良好的建筑材料;含渣水经能量回收、初步净化后,绝大部分可循环使用。少量排放的废水经简单的生化处理即可达到国家排放标准,较一般气化方法产生的废水容易处理。煤气中硫主要以H2S形式存在于煤气中,经下游工序处理达到ppm级,煤中硫转化为商品硫磺,对环境污染小。可以说是现今世界上效率最高、对环境影响最小的洁净煤气化技术之一。
三、兖矿国拓公司实现了产业化并走出国门的精彩跨越
从引进国外技术建设新中国第一套水煤浆煤气化装置到自主创新并实现产业化、再到走出国门,“多喷嘴对置式水煤浆气化技术”已经完成了一次灿烂荣耀的飞跃,打破了跨国公司对煤气化技术的垄断,为我国乃至世界煤化工的发展立下汗马功劳,是我国煤化工发展史上一座新的里程碑,对于推动我国煤化工事业的发展,增强我国的经济实力、科技实力,具有重大的现实意义和深远的历史影响力。中国能源科学泰斗、中国工程院院士倪维斗等煤化工领域的知名专家认为,“多喷嘴对置式水煤浆气化技术”示范装置的成功建设和运行,为我国储量最为丰富的煤炭资源洁净高效利用提供了关键核心技术。
2010年,兖矿集团依托强大的合作伙伴——中国科学院、华东理工大学、中国天辰化学工程公司等单位,成立了山东兖矿国拓科技工程有限公司。国拓公司成立以来,进一步加强与华东理工大学洁净煤研究所的合作,勇敢接受市场的检验,以世界一流的技术、打造世界一流的品牌,创建世界一流的企业,与国内外多家科研机构和化工企业达成合作意向,展现了良好的发展前景。
国拓公司与华东理工大学洁净煤研究所积极开展多喷嘴气化技术的推广转让,还与水煤浆国家工程中心、兖矿鲁南化工有限公司、新能凤凰化肥有限公司等单位合作,在转让过程中,他们秉承“拓新煤化科技,惠泽社会民生”的宗旨和“兼爱互利、合作共赢”的经营理念,在化工技术开发、技术转让、技术服务、技术培训、化工工程勘察、设计、施工和承包等领域,为企业提供优质、高效、个性化的一站式便利服务和项目解决方案。
在做好煤气化技术许可和服务的基础上,国拓公司积极筹建建立“一岛一链”工程,重点向“气化岛”方向发展,以实现成功上市和长周期发展,未来将朝着“做强气化岛专业化运营,引进战略合作者,形成研发、技术转让到项目设计、建设、开车、经营到再研发和后台技术支持一条龙产业”方向奋力前进。从单一向用户提供气化技术(技术许可),到最终满足顾客的综合需求;从开始为用户策划气化炉的选型,到负责给客户设计、建设、培训、开车(运营)、维保、后台技术支持等全方位的服务,形成一条龙产业。目标以产业技术优势吸引社会其他优势资本注入,最终做成世界知名的气化技术供应商和气化装置运营公司。
市场是检验技术是否成功转化为生产力的唯一试金石,短短几年时间,“多喷嘴对置式水煤浆气化技术”已经被成功推广应用到多家大型化工企业,现向国内外38家企业转让多喷嘴对置式气化炉111台(套),单炉最大生产能力达到3000吨/天,目前建成投入运行的有 20家用户54台(套)气化炉。
2006年,世界煤气化技术大会在美国召开,“多喷嘴对置式水煤浆气化技术”受到国内外专家和企业的一致认可。
2008年7月,美国最大的炼油企业瓦来罗公司(VALERO)在全世界考察完多家煤气化技术之后做出选择,以逾亿元的专利实施许可费购买了“多喷嘴对置式水煤浆气化技术“。这是我国具有自主知识产权的大型化工成套技术第一次向发达国家出口。
2010年12月,在日本召开的第二届iSGA2010国际气化工艺及应用会议上,来自世界各地的专家对 “多喷嘴对置式水煤浆气化技术”表示了极大关注,为今后在全球推广应用迈出了坚实的一步。
2014年6月,单炉日处理3000吨多喷嘴对置式水煤浆气化装置在内蒙荣信化工项目一次投料成功,标志着多喷嘴气化技术成为世界上单炉处理能力最大、效率最高的技术,开创了煤气化史上又一个里程碑。
四、积极开展技术服务、为受让企业顺利开车提供保障
2011年9月,国拓公司开创了技术培训,为新建用户提供技术培训,满足受让企业的人才培养需求,不仅为技术转让工作提供了有力坚实的基础,同时也为技术开车等服务工作提供了技术保障;自开展培训以来,国拓公司创新培训模式,摸索出理论学习、工厂实习、仿真培训相结合的培训模式,共为10余家受让企业培训学员400多名,经过培训的学员回到装置后成为装置的主力军,实现了装置的一次开车成功和稳定运行,在第六届山东省化工行业职业技能大赛中,经国拓公司培训的京能学员获得了团体奖一等奖、二等奖,仪表工团体三等奖,化工总控工二等奖,化工总控工三等奖,仪表工个人三等奖的好成绩。
国拓公司的专业技术服务队伍,积极为技术受让企业提供全面、高效的技术服务,目前已完成了9家单位的新建装置投料试车服务,4家装置已顺利通过性能考核验收工作。仅今年一年便有5个装置顺利开车,产出合格产品,预计今年还将有2套装置陆续开车。
国内首套百万吨级煤间接制油项目——未来能源煤间接液化制油项目,仅用23天就打通全流程,产出达到欧V标准的优质油品,一次投料试车圆满成功。该装置配置的8台多喷嘴水煤浆气化炉装置,投料后迅速达到安全、稳定、高负荷运行,单炉运行负荷在105%左右。气化装置的运行稳定,为费托合成装置的顺利开车提供了保障。
内蒙古荣信化工90万吨/年甲醇项目,选用3台日投煤量3000吨级的多喷嘴水煤浆气化炉,采用2开1备运行方式。2014年6月24日首次投料,8月19日实现双炉运行。2014年,该装置在约4个月的实际运行周期内,共生产甲醇31万吨;2015年1月1日至9月30日,累计生产甲醇65万吨,预计全年可生产甲醇92万吨,超过装置设计产能。作为国家“863”高新技术研发项目,该装置于2015年9月27日顺利通过了科技部组织的考核验收,各项指标完全达到设计要求。
多喷嘴对置式气化技术已经成功获得了广泛的应用,代表了当代大型煤气化技术的国际领先水平。形成了一支优秀的产学研紧密结合的队伍,建成了国际一流的研发基地。
山东兖矿国拓科技工程有限公司与华东理工大学表示,将继续加大投入,密切与用户合作,在煤气化领域不断进行技术开发与创新,努力推动多喷嘴对置式煤气化技术向更高水平跨越。