什么是氣化技術？

氣化技術是指將含碳原料（如煤、重質油、生物質、焦爐氣、廢棄物等）通過高溫部分氧化反應轉化為以合成氣（CO+H2）為主要成分的工藝過程。該技術是能源清潔利用的重要途徑，既能實現(xiàn)難利用資源的高效轉化，又能為化工、電力、冶金等領域提供原料。氣化技術按反應器類型可分為固定床、流化床和氣流床等，核心是通過控制溫度、壓力及氣化劑與原料配比等，實現(xiàn)合成氣中有效氣產率最大化。作為傳統(tǒng)燃料向低碳能源過渡的橋梁，氣化技術減排降耗對實現(xiàn)“雙碳”目標具有重要意義。

SE東方爐系列氣化技術有什么特點？

SE東方爐是中國石化與華東理工大學聯(lián)合開發(fā)的一種氣化爐，其中S為中國石化Sinopec的首字母、E為華東理工Ecust的首字母。與國內同類技術相比，SE東方爐系列氣化技術通過多原料覆蓋、高效能量轉化與綠色低碳工藝，表現(xiàn)出顯著的技術性能優(yōu)勢、經濟性優(yōu)勢，以及低碳環(huán)保特性，契合我國能源結構。該技術具有廣泛的原料適應性，可高效處理粉煤、水煤（焦）漿、重質油及生物質等多種原料，突破傳統(tǒng)氣化技術對單一原料的依賴；SE東方爐設備國產化率達100%，燒嘴等關鍵設備壽命大幅延長，裝置運行周期達到四年一大修，技術水平、能效水平達到國際領先；環(huán)保表現(xiàn)同樣突出，可協(xié)同處理煉廠和化工裝置的各類含碳副產物、廢棄物。

□王令光 何忠旭 孫志剛 王曉珍

“雙碳”背景下，我國煤化工行業(yè)正經歷從規(guī)模擴張向質量效益轉變的深刻變革。作為化石能源高效清潔利用的關鍵技術之一，SE東方爐系列氣化技術不斷迭代創(chuàng)新，為能源化工行業(yè)綠色發(fā)展提供了強勁動力。

在我國自主研發(fā)的氣化技術中，SE東方爐系列氣化技術獨樹一幟，是由設計單位主導、產學研各方緊密協(xié)作、理論和工業(yè)實踐充分融合創(chuàng)新的氣化技術。

經過豐富的項目實踐，目前，SE東方爐已具備系列化、成套化、大型化的先進氣化平臺技術，原料涵蓋粉煤、水煤（焦）漿、重質油、氣態(tài)烴、生物質及廢塑料等含碳物質，具有清潔高效、產品結構多樣、技術指標先進、運行成本低、與廢棄物再資源化深度融合等特點，擁有熱壁式、冷壁式、激冷型、廢鍋型、低溫氣化爐等爐型，可與不同原料和應用場景相適應。

原料多元化“通吃”，SE東方爐向綠向新

面對煉廠重質油處理難、成本高等難題，寧波工程公司主導開發(fā)了SE重質油氣化技術，實現(xiàn)了脫油瀝青和加氫未轉化油等含碳資源的高效利用，為煉化企業(yè)供應氫氣和合成氣。2024年9月30日，首次應用該技術的鎮(zhèn)海基地二期3號重質油制氫裝置實現(xiàn)機械竣工。研發(fā)團隊開發(fā)了協(xié)同廢棄物處理一體化工藝燒嘴和成套技術，不僅實現(xiàn)了煉廠廢棄物高效資源化利用，而且將有效助推煉化企業(yè)實現(xiàn)近零排放，將氣化裝置打造成為煉廠“環(huán)保島”的龍頭。

隨著“雙碳”戰(zhàn)略持續(xù)推進，寧波工程公司聚焦多種原料氣化，進行核心技術迭代升級，開發(fā)了一系列可再生原料氣化制綠色燃料和化學品的全流程技術。

2021年，寧波工程公司生物質與煤共氣化工業(yè)試驗取得成功，在不改變工藝路線、不對裝置實施技術改造的情形下，在巴陵石化煤氣化裝置成功進行了生物質摻燒的首次工業(yè)試燒探索。2023年，寧波工程公司在中安聯(lián)合煤氣化裝置分兩階段開展生物質摻燒工業(yè)試驗，生物質摻燒比例最高達到20%，具有創(chuàng)新性的示范效應，為現(xiàn)有煤氣化裝置降碳減碳開辟了新途徑。

基于良好的生物質及氣化研發(fā)基礎，近年來，寧波工程公司開展全生物質氣化技術研究，相繼開發(fā)了SCG生物質固定床氣化技術、SFBG生物盾加壓循環(huán)流化床氣化技術、SEBG生物質加壓氣流床氣化技術，能適用不同種類、不同產品路線的多種應用場景，技術選擇靈活，指標先進。目前，該公司正在打造多技術、多原料的拓展試燒平臺，為多種生物質原料的技術選擇、參數(shù)調優(yōu)提供量身定制服務。

從全專業(yè)大系統(tǒng)角度，為用戶提供定制化方案

“我們始終秉承為用戶創(chuàng)造最大效益的理念，充分發(fā)揮公司涉足的業(yè)務鏈長、配套完備的特色，追求集工程咨詢、工程設計、工程總承包、裝備制造為主體的全業(yè)務鏈優(yōu)勢，圍繞裝置全生命周期和企業(yè)效益，站在全專業(yè)、大系統(tǒng)的角度，從工程實際出發(fā)，發(fā)揮基于系統(tǒng)工程的全流程優(yōu)化作用，從而達到業(yè)主效益最大化的目的?！睂幉üこ坦究偨浝?、黨委副書記韓振飛介紹。

2024年，寧波工程公司和南化研究院等單位合作開發(fā)了240萬噸/年甲醇合成技術工藝包、2億立方米/年高溫甲烷化技術工藝包。這兩項關鍵技術為打造煤化工優(yōu)勢產業(yè)鏈進一步奠定了基礎，對增加技術儲備、拓展業(yè)務領域、增強市場競爭力等具有重要意義。

信息化和智能化同樣可以出效益。中國石化目前擁有煤制烯烴、煤焦制氫等18套煤化工裝置、共計61臺氣化爐，分布在全國各地。2018年，寧波工程公司推進智慧氣化綠色低碳協(xié)同制造與創(chuàng)新平臺的開發(fā)與應用，建成了中國石化煤氣化數(shù)據(jù)中心，形成了面向煤氣化裝置優(yōu)化運行與績效評價、裝置平穩(wěn)運行與優(yōu)化、工藝診斷與預警、數(shù)據(jù)治理、設備故障預警及專家診斷等一體化的云管控平臺，提升了煤氣化裝置信息化、智能化管理水平。2024年，智慧氣化綠色低碳協(xié)同制造與創(chuàng)新平臺的開發(fā)與應用項目獲得了中國化工學會科技進步一等獎。

從2020年起，該平臺在中國石化總部及相關煤化工企業(yè)進行廣泛推廣應用，系統(tǒng)運行穩(wěn)定可靠。在平臺支撐下，相關企業(yè)對比煤耗、比氧耗、蒸汽消耗等煤化工裝置關鍵運行參數(shù)進行優(yōu)化，煤耗平均降低1.6%。以中安聯(lián)合煤氣化裝置為例，借助平臺的煤質氣化性能數(shù)據(jù)庫，在切換煤種或混配煤使用前，企業(yè)能預判生產操作參數(shù)的調整值，可避免因煤質頻繁切換而造成安全、環(huán)保事故和效益損失。

在安全防控方面，2023年，大型煤氣化工藝裝置安全防控關鍵技術及應用示范項目獲得了中國化工學會科技進步一等獎。目前，該技術已在多家煤化工企業(yè)應用，實踐證明可有效延長運行周期、減少非計劃停車。

粉煤和水煤漿比翼齊飛，SE東方爐氣化技術全面開花

早在2008年，寧波工程公司便攜手華東理工大學等單位，開啟了日投煤1000噸級SE粉煤氣化技術的研發(fā)之旅。經過數(shù)年的潛心研究和技術攻關，該技術于2011年成功列入中國石化“十條龍”科技攻關項目，從實驗室研究邁向了工業(yè)化應用的“快車道”。隨著研究不斷深入，SE粉煤氣化技術的處理能力從日投煤1000噸級逐步提升至1500噸級、2000噸級，并先后在揚子石化、中安聯(lián)合、中科煉化項目中成功應用。運行結果表明，SE粉煤氣化技術具有技術指標先進、運行可靠性高、安全環(huán)保性好等顯著優(yōu)勢。

作為我國現(xiàn)代煤化工的兩大經典路線之一，水煤漿技術也是寧波工程公司技術創(chuàng)新的主戰(zhàn)場。2019年1月，日投煤1000噸級SE水煤（焦）漿氣化技術在鎮(zhèn)海煉化制氫原料結構調整改造項目中成功應用，主要技術指標達到國際領先水平，標志著中國石化實現(xiàn)了粉煤氣化技術和水煤漿氣化技術“比翼雙飛”。

2023年11月，日投煤1500噸級SE水煤（焦）漿水冷壁氣化技術在湖南石化己內酰胺項目實現(xiàn)首次工業(yè)化應用，不僅實現(xiàn)氣化爐連續(xù)運行周期翻倍，而且倒爐和檢修次數(shù)減少一半以上，有效縮短了開車時間、減少了污染物排放，大幅提升了煤化工裝置的經濟性。

對于業(yè)界公認存在腐蝕性難題的高氯煤，寧波工程公司完成了多套高氯氣化裝置的工程設計，通過工藝參數(shù)優(yōu)化、應用脫氯技術和氣化爐材質選擇等方式，實現(xiàn)高氯煤氣化裝置長周期穩(wěn)定運行，并已形成相關專有技術。

“在數(shù)十年的工程探索與實踐中，寧波工程公司將含碳物質氣化技術成果與工廠智能化建設、廢物協(xié)同處理等要求深度融合，積極培育和發(fā)展新質生產力，為石油化工和現(xiàn)代煤化工企業(yè)綠色化、低碳化、高端化、智能化發(fā)展提供了多樣化、定制化、專業(yè)化的解決方案，促進了煤炭清潔高效利用，助力了化石能源應用向綠向新而行! ”寧波工程公司執(zhí)行董事、黨委書記鄭立軍說。

煤氣化技術迭代創(chuàng)新歷程與發(fā)展方向

□中國石化集團公司原首席專家

石油化工行業(yè)勘察設計大師 亢萬忠

隨著“雙碳”目標提出，我國進入全面構建新型能源體系、推動新時代能源行業(yè)高質量發(fā)展的關鍵時期，煤化工產業(yè)也進入了精耕細作、高質量發(fā)展、創(chuàng)新示范升級的關鍵階段。煤氣化裝置是煤化工項目的龍頭裝置，技術水平對煤化工行業(yè)綠色低碳高質量發(fā)展意義重大。經過數(shù)十年的發(fā)展，我國已經成為世界上煤氣化技術發(fā)展最快、最成熟、裝置數(shù)量最多的國家。截至目前，我國實現(xiàn)工業(yè)化的煤氣化技術已有30余種，構建起多元化的技術格局。

作為國內最早進行氣化技術研究和擁有工程設計綜合甲級資質的寧波工程公司，在氣化技術領域已形成了獨特的綜合優(yōu)勢，構筑了以粉煤氣化、水煤（焦）漿氣化、重質油氣化、氣態(tài)烴氣化、生物質氣化等SE東方爐系列氣化技術為龍頭，生產甲醇、天然氣、合成氨、醋酸、低碳烯烴、油品等多產品的豐富技術鏈，致力于推動國內氣化產業(yè)鏈技術進步，助力清潔高效、低碳循環(huán)的“綠色企業(yè)”和“無廢工廠”建設。

當前，氣流床氣化技術在煤化工裝置建設中占主導地位，主要有粉煤氣化和水煤漿氣化兩類，其中水煤漿氣化技術有AP水煤漿氣化、SE水煤（焦）漿氣化、晉華爐、多元料漿等，粉煤氣化技術有航天爐、SE粉煤氣化、神寧爐、AP粉煤氣化等。

早在2008年，寧波工程公司和華東理工大學等單位聯(lián)合完成日投煤1000噸級SE粉煤氣化技術開發(fā)，并啟動工業(yè)應用探索。與國內外其他粉煤氣化技術相比，SE粉煤氣化技術有三個突出特點：一是煤種適應性廣，可適應更寬泛的操作溫度，能氣化高灰熔點煤、高灰分煤、高氯煤等，從而拓寬了氣化煤種的范圍；二是技術可靠性高，采用基于先進流場解析的高效氣化爐和氣化燒嘴技術、節(jié)能成熟的合成氣分級凈化技術、穩(wěn)定可靠的煤粉供料與輸送系統(tǒng)等，充分保證了裝置和系統(tǒng)的可靠性；三是采用先進控制理念和方法，使裝置具有更好的操作靈活性和環(huán)保性。除攻克粉煤氣化技術外，寧波工程公司還持續(xù)推進SE水煤（焦）漿氣化技術創(chuàng)新，成功實現(xiàn)了兩項技術“比翼雙飛”。

當前，主流煤氣化技術工藝配置靈活，高位熱回收形成廢鍋、半廢鍋、激冷等技術路線，隔熱方式發(fā)展出水冷壁與耐火磚兩大體系。裝置規(guī)模持續(xù)突破，單爐日處理煤量已提升至4000噸級，規(guī)模效益顯著提升。其中，SE粉煤氣化和水煤（焦）漿氣化均已完成日投煤3000噸級、4000噸級爐型的技術開發(fā)和成套技術工藝包編制。

黨的二十大報告提出“協(xié)同推進降碳、減污、擴綠、增長，推進生態(tài)優(yōu)先、節(jié)約集約、綠色低碳發(fā)展”，我國大型煉廠一體化基地爭相建設“無廢工廠”和無廢石化基地，綠色低碳成為煤氣化技術迭代升級的轉型方向之一，污染物近零排放技術加速應用。2025年1月，鎮(zhèn)海基地二期3號重質油氣化制氫裝置成功開車，單爐可日處理重油1200噸，同時摻燒各類廢液和廢油，標志著SE東方爐系列氣化技術在重質油氣化制氫領域實現(xiàn)大規(guī)模應用，成為建設“無廢工廠”的一項關鍵技術。

此外，從行業(yè)發(fā)展來看，擴大原料適應性是煤氣化技術未來發(fā)展趨勢之一，因而原料多元化轉型也是目前煤氣化技術發(fā)展的方向之一。寧波工程公司聚焦多種原料氣化，進行核心技術迭代升級，開發(fā)了一系列可再生原料氣化制綠色燃料和化學品的全流程技術。在中安聯(lián)合煤氣化裝置分兩階段開展生物質摻燒工業(yè)試驗，生物質摻燒比例最高達到20%，具有創(chuàng)新性的示范效應，為現(xiàn)有煤氣化裝置降碳減碳開辟了新路徑。目前，寧波工程公司正在打造多技術、多原料的拓展試燒平臺，為多種生物質原料的技術選擇、參數(shù)調優(yōu)提供量身定制服務。

如今，SE東方爐系列氣化技術工業(yè)化應用呈現(xiàn)全面開花的新局面，形成了多種規(guī)模的標準化爐型，打造了能源化工與環(huán)保治理深度耦合的全新技術模式。未來，在政策驅動與技術突破雙重驅動下，氣化技術朝著效能優(yōu)化與系統(tǒng)集成耦合、原料多元化、綠色低碳、裝置大型化與智能化、系統(tǒng)能效躍升的方向迭代升級。

推動能源化工與環(huán)保治理深度融合

■SE東方爐氣化技術目前在不同原料（如粉煤、水煤漿、重質油等）氣化領域的應用情況如何？面對不同規(guī)模和類型的煤氣化項目，工程建設企業(yè)如何靈活提供定制化的解決方案？

鄭立軍：寧波工程公司積極推動國內氣化產業(yè)鏈技術創(chuàng)新進步，大力攻關傳統(tǒng)技術迭代與煤炭清潔高效利用技術，依托SE東方爐系列氣化技術，在粉煤、水煤（焦）漿、重質油、生物質等多種原料氣化領域實現(xiàn)了突破性進展，取得了顯著成果。同時，憑借其優(yōu)異的原料適應性和工程靈活性，構筑了針對不同原料特性和裝置優(yōu)化升級需要的系列化解決方案，為現(xiàn)代煤化工、石油化工、生物質能源等產業(yè)提供了強有力的技術支撐。

在原料適應性方面，SE東方爐系列氣化技術展現(xiàn)出明顯的差異化優(yōu)勢，可以實現(xiàn)靈活定制，適應多元需求。比如，在粉煤氣化技術領域，采用高效氣化爐和氣化燒嘴等技術，煤種適應性廣、技術可靠性高、操作靈活性強。在水煤（焦）漿氣化技術領域，采用的熱壁式技術較傳統(tǒng)工藝碳轉化率提升3個百分點，比煤耗降低5%，比氧耗降低8%，渣口磚壽命延長60%，燒嘴壽命延長1倍以上，尤其是水冷壁式技術，進一步優(yōu)化了氣化爐流場結構，提高了碳轉化率和煤質適應性摻燒，可全比例摻燒己內酰胺高含鹽污水，擴大了氣化用原料范圍。在重質油氣化技術領域，目前采用國內單爐最大的國產化多通道噴嘴，創(chuàng)新進料設計，以適應不同種類廢棄物摻燒，實現(xiàn)煉化企業(yè)副產物及廢棄物資源化利用。在生物質氣化技術領域，巴陵石化煤氣化裝置成功進行了生物質摻燒的首次工業(yè)試燒探索，中安聯(lián)合煤氣化裝置試驗生物質摻燒比例最高達到20%，為現(xiàn)有煤氣化裝置降碳減排開辟了新路徑。

在信息化、智能化新時代，寧波工程積極擁抱人工智能、大數(shù)據(jù)等前沿數(shù)字技術，積極探索“運維一體化、數(shù)字化、智能化、全生命周期服務”新模式，牽頭推進智慧氣化綠色低碳協(xié)同制造與創(chuàng)新平臺建設，構建中國石化煤氣化數(shù)據(jù)中心，為生產裝置運維提供智能化解決方案，有效提升了煤氣化裝置信息化、智能化管理水平，助力生產企業(yè)優(yōu)化煤種切換、降低能耗、提升效益，實現(xiàn)安全環(huán)保與經濟效益雙贏。

目前，SE東方爐系列氣化技術已經在不同原料氣化領域實現(xiàn)了工業(yè)化應用，形成了多種規(guī)模的標準化爐型，覆蓋粉煤、水煤（焦）漿、重質油、生物質及含碳廢棄物等多種原料，下游配套甲醇、合成氨、低碳烯烴等多產品鏈條，積極推動了能源化工與環(huán)保治理深度融合。

■SE東方爐氣化技術在煉化企業(yè)的生產運行中發(fā)揮了哪些重要作用？帶來了哪些效益？

鹿志勇：鎮(zhèn)海煉化擁有兩套煤焦制氫裝置，均采用SE水煤漿氣化技術。2019年1月30日，1號煤焦制氫裝置投產，該裝置是中國石化首套采用自主水煤漿技術的煤焦制氫裝置，設計能力為每小時產出12萬標準立方米的氫氣。2號煤焦制氫裝置2021年11月18日投產，是國內最大的單噴嘴多通道燒嘴的煤焦制氫裝置。兩套制氫裝置開工至今，共產氫氣71.8萬噸，為鎮(zhèn)海煉化汽柴油提質升級提供了充足的氫氣資源，同時進一步降低了公司氫氣成本，較油制氫裝置每噸氫氣成本降低2700元，有效助力了降本增效。

陳志雄：中科煉化18萬標準立方米/小時煤制氫裝置核心設備——2000噸級SE東方爐具有煤種適應性廣、效能躍升高、運維紀錄長等優(yōu)勢。該設備突破傳統(tǒng)氣化工藝局限，成功適配多煤種，可靈活采用低價原料降本增效；碳轉化率、冷煤氣效率等核心指標行業(yè)領先；實現(xiàn)單爐穩(wěn)定運行超180天，核心燒嘴連續(xù)工作突破500天，檢修頻次降低40%，大大提高了裝置的經濟性和競爭力。

作為實現(xiàn)煉化企業(yè)單爐供氫的粉煤氣化裝置，中科煉化通過操作優(yōu)化和檢修質量控制，有效解決了合成氣帶灰堵塞、燒嘴點蝕等行業(yè)難題，保障了裝置滿負荷連續(xù)運行。

張駿馳：中安聯(lián)合氣化裝置采用SE東方爐粉煤加壓氣化技術，粉煤氣化技術特點是煤炭的清潔高效利用，較傳統(tǒng)技術煤炭利用率提升3個百分點，碳轉化率達99%，有效氣體收率超90%，能耗、物耗均達到行業(yè)領先水平。該技術注重多原料協(xié)同處理與適應性提升，煤種適應廣，運行穩(wěn)定可靠，系統(tǒng)集成度高，核心設備均完成了國產化替代。

公司已經完成了“耦合生物質能的SE粉煤氣化關鍵技術研發(fā)及工業(yè)示范”課題第二輪工業(yè)試驗，取得了階段性試驗成果；完成了廢塑料人造煤和半炭化生物質首次工業(yè)摻燒試驗，打通了工業(yè)化應用流程，為促進循環(huán)經濟發(fā)展、煤炭減量化與清潔利用探索了有效路徑。