西源化工金屬鎂配氣工段圓型鐵爐聯(lián)并改造工程近日竣工，實現(xiàn)統(tǒng)一上料。

金屬鎂配氣工段圓型鐵爐。

6月5日，“鎂冶煉配氣工段論證評審會”在北京召開,“鎂冶煉用低階煤高溫熱解煤氣工藝納入鎂冶煉工序”通過評審會論證。而在前一天（6月4日），《鎂冶煉用低階煤高溫熱解煤氣》《鎂冶煉用低階煤高溫熱解煤氣副產(chǎn)潔凈炭》兩項行業(yè)標準審定通過。這兩項標準的實施，有助于把該工藝中的配氣及副產(chǎn)潔凈炭從蘭炭產(chǎn)業(yè)區(qū)分開來。

這兩次會議連續(xù)召開，到底有何重要意義？而鎂冶煉配氣工段納入鎂冶煉工序對鎂行業(yè)的綠色、有序發(fā)展會帶來什么影響？

在評審會上，專家們給出了答案：陜西省府谷金屬鎂配氣工段研究成果對優(yōu)化產(chǎn)業(yè)鏈配置，促進金屬鎂產(chǎn)業(yè)的高質量發(fā)展具有重要意義。

蘭炭行業(yè)實施升級改造，

鎂冶煉何去何從？

據(jù)中國有色金屬工業(yè)協(xié)會鎂業(yè)分會出具的《關于府谷鎂冶煉配氣工序的行業(yè)意見》顯示，府谷縣金屬鎂冶煉企業(yè)采用低階煤高溫熱解工藝，把煤炭分級分質利用多聯(lián)產(chǎn)理念納入鎂冶煉環(huán)節(jié)，將“低階煤高溫熱解”后生產(chǎn)的煤氣作為燃料生產(chǎn)金屬鎂，建立了鎂冶煉資源綜合利用型的循環(huán)經(jīng)濟產(chǎn)業(yè)鏈。

企業(yè)在生產(chǎn)實踐中為多產(chǎn)煤氣少產(chǎn)碳質產(chǎn)品，獨創(chuàng)了采用高溫熱解工藝的新生制氣裝置圓型鐵爐，主產(chǎn)煤氣、副產(chǎn)潔凈炭和煤焦油。該工藝明顯的區(qū)別于采用“中低溫熱解工藝”的蘭炭生產(chǎn)裝置，構建起了獨特的鎂冶煉資源綜合利用型循環(huán)產(chǎn)業(yè)鏈。“鎂冶煉配氣工段”納入鎂冶煉生產(chǎn)工序管理，及《鎂冶煉用低階煤高溫熱解煤氣》《鎂冶煉用低階煤高溫熱解煤氣副產(chǎn)潔凈炭》兩項標準的實施，完善了鎂冶煉的工藝流程，形成配氣工段-煅燒工段-制備工段-還原工段-精煉工段。利用低階煤高溫熱解煤氣，由于其副產(chǎn)潔凈炭和煤焦油有效的攤薄了煤氣生產(chǎn)成本，凸顯了煤炭分質分級利用多聯(lián)產(chǎn)理念冶煉金屬鎂的優(yōu)勢。

中國是鎂生產(chǎn)和消費大國，2019年原鎂產(chǎn)量84.48萬噸。府谷縣原鎂產(chǎn)量超過43.33萬噸，占全國總產(chǎn)量的50%以上，不僅是全國乃至全球最重要的原鎂生產(chǎn)和供應基地，也是全球最大的鎂冶煉企業(yè)產(chǎn)業(yè)集群。陜西榆林市政府2018年提出做大做強鎂鋁產(chǎn)業(yè)的愿景，提出千億鎂鋁發(fā)展規(guī)劃，將鎂產(chǎn)業(yè)做為重要的新興產(chǎn)業(yè)支撐。陜西省委書記胡和平于2020年3月31日在《陜西工作交流》上對鎂產(chǎn)業(yè)做出重要批示：“鎂產(chǎn)業(yè)是我省的優(yōu)勢特色產(chǎn)業(yè)，要把我省打造成世界上重要的鎂產(chǎn)業(yè)基地”。

由于府谷鎂企業(yè)采用盛產(chǎn)于神府煤田的侏羅紀煤種“弱粘煤和不粘煤”，充分利用煤炭干餾產(chǎn)生的荒煤氣作為低成本的清潔燃料生產(chǎn)原鎂，此外副產(chǎn)的碳質還原劑（蘭炭和潔凈炭）用于礦熱爐生產(chǎn)硅鐵供應鎂冶煉，實現(xiàn)了資源綜合利用，極大地節(jié)約了生產(chǎn)成本和物流成本成本，形成了獨特的競爭優(yōu)勢，推動了府谷鎂產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展。府谷鎂也成為一張明亮的“名片”。

府谷鎂的興起與蘭炭產(chǎn)業(yè)的發(fā)展如影隨行，兩個產(chǎn)業(yè)相輔相成形成資源綜合利用的伴生體。20年前，出于綜合利用當時散排煤氣的目的，部分企業(yè)開始嘗試將其作為燃料冶煉金屬鎂并獲得成功，鎂冶煉企業(yè)雨后春筍般的成立，形成了目前34家的規(guī)模，成為國內最大的鎂冶煉企業(yè)產(chǎn)業(yè)集群。2003年以后，隨著原鎂產(chǎn)量大幅增長，煤氣需求量也同時增長，可是隨之帶來的蘭炭產(chǎn)能增長卻激化了產(chǎn)能過剩的矛盾，鎂企業(yè)開始思考如何少產(chǎn)蘭炭多產(chǎn)氣、多產(chǎn)鎂。于是，由府谷爐窯工程師呂來雄牽頭，府興工貿(mào)、西源化工、萬源鎂業(yè)、天龍鎂業(yè)等鎂企業(yè)參與的一項關于制氣工段的探索啟動了。

這個項目就是今天《鎂冶煉用低階煤高溫熱解煤氣》配氣裝置的雛形。這個項目借鑒了煤氣發(fā)生爐和蘭炭方型磚爐的優(yōu)點，創(chuàng)造性的研發(fā)了一種單爐碳質產(chǎn)品產(chǎn)能小、爐內熱解溫度高、噸煤產(chǎn)氣量大的爐型，圓型鐵爐由此而生。

隨著十幾年的發(fā)展，圓型鐵爐的生產(chǎn)工藝逐漸完善，已在大部分鎂企業(yè)應用，并取得較好的經(jīng)濟效益。由于這是鎂冶煉企業(yè)自行研制的爐型，長期以來沒有工藝標準及行業(yè)規(guī)范，由于是民營企業(yè)在生產(chǎn)實踐中自主創(chuàng)新的一種裝置，也沒有進行過系統(tǒng)的理論研究，由于都生產(chǎn)碳質產(chǎn)品，當?shù)亓晳T上也稱之為“焦粉”或“蘭炭”。致使該爐型和生產(chǎn)蘭炭的方型磚爐一直沒有的到區(qū)分。

自去年以來，榆林市推出蘭炭行業(yè)升級改造綠色發(fā)展三年行動方案以來，明確提出以生態(tài)環(huán)境保護倒逼產(chǎn)業(yè)轉型，優(yōu)化蘭炭產(chǎn)業(yè)布局，推動規(guī)?；?，實現(xiàn)蘭炭生產(chǎn)高質量發(fā)展的總體要求。根據(jù)國家發(fā)改委的產(chǎn)業(yè)指導目錄的要求，提出對單爐產(chǎn)能7.5萬噸以下的蘭炭生產(chǎn)裝置進行升級改造，新建或技改項目要達到單爐產(chǎn)能10萬噸，項目總產(chǎn)能100萬噸的要求。要求金屬鎂企業(yè)配套制氣工段的圓型鐵爐，于2020年前完成單爐聯(lián)并系統(tǒng)升級改造。

鎂冶煉配氣工段由于和蘭炭生產(chǎn)裝置交集，圓型鐵爐單爐產(chǎn)能低，尤其是單廠產(chǎn)能100萬噸，達不到方案的要求。擴建卻因產(chǎn)能限批、環(huán)境容量、市場過剩等因素制約。何況鎂冶煉企業(yè)目前的煤氣產(chǎn)能和鎂產(chǎn)能是匹配的，擴建后不僅會更加激化蘭炭產(chǎn)能的過剩，而且多出來的煤氣產(chǎn)能也形成浪費。鎂產(chǎn)業(yè)究竟如何發(fā)展，何去何從擺在鎂冶煉企業(yè)的面前。

此爐非彼爐，

鎂冶煉獨創(chuàng)新型“低階煤高溫熱解裝置”

隨著鎂冶煉在府谷地區(qū)的興起，缺少白云石資源的府谷縣卻通過綜合利用蘭炭生產(chǎn)制取的低成本煤氣作為燃料，使噸鎂成本降低3000元，通過煤炭的分質分級利用多聯(lián)產(chǎn)將資源優(yōu)勢轉化為成本優(yōu)勢，使府谷鎂享譽中國。而對于鎂生產(chǎn)工藝舉足輕重的配氣工段卻遲遲沒有納入到鎂冶煉工序中，煤氣生產(chǎn)在行業(yè)外，又極易受到行業(yè)產(chǎn)能過剩及相關政策的影響，配氣工段成為左右鎂冶煉可持續(xù)發(fā)展的重要環(huán)節(jié)。

近年來，中國有色金屬工業(yè)協(xié)會鎂業(yè)分會積極推動鎂冶煉配氣工段的項目研究。積極組織相關技術單位與府谷縣鎂工業(yè)協(xié)會及府谷鎂企業(yè)完善鎂冶煉配氣工段項目研究。

在鎂業(yè)分會的推動下、府谷鎂協(xié)及府谷鎂企業(yè)的努力下，集合眾多的行業(yè)專家、行業(yè)標準委員會，終于在今年評審并通過了金屬鎂配氣工段研究報告，將配氣工段納入鎂冶煉工序內，并審定通過了兩項配套的行業(yè)標準，規(guī)范了鎂冶煉配氣裝置的工藝名稱和產(chǎn)品名稱：“低階煤高溫熱解工藝”及生產(chǎn)裝置、“鎂冶煉用低階煤高溫熱解煤氣”、“鎂冶煉用低階煤高溫熱解煤氣副產(chǎn)潔凈炭”。圓型鐵爐正式成為鎂冶煉用低階煤高溫熱解煤氣生產(chǎn)裝置。

目前，府谷鎂企業(yè)配氣工段使用兩種工藝為金屬鎂生產(chǎn)供應燃料氣。一種為“中低溫熱解工藝”的方型磚爐，一種為“高溫熱解工藝”的圓型鐵爐。均采用神府煤田侏羅紀煤種“富油弱粘煤和不粘煤”做為原料煤制氣，兩種爐型生產(chǎn)煤氣的熱值均在6300～7500KJ/ Nm?（折合1500千卡/標準立方米～1800千卡/標準立方米）之間。生產(chǎn)每噸原鎂需要消耗15000m?～18000m?的煤氣。府谷金屬鎂企業(yè)經(jīng)過多年實踐，結合自身對煤氣的需求總結出，在金屬鎂配氣工段，采用“低階煤高溫熱解工藝”圓型鐵爐為金屬鎂生產(chǎn)配氣，同等原料煤所產(chǎn)煤氣量（1000Nm?/噸煤），比采用“煤炭中低溫熱解工藝”的方型磚爐（蘭炭爐）產(chǎn)煤氣量高40%。圓型鐵爐在獲得鎂冶煉燃料煤氣的同時，既降低了原料煤的使用量減少了采購資金的投入，還減少了碳質產(chǎn)品的產(chǎn)出量，又通過副產(chǎn)的碳質產(chǎn)品和煤焦油攤薄了燃料成本。因此圓型鐵爐是一種基于少用燃料煤、多產(chǎn)煤氣、多產(chǎn)鎂的思路而創(chuàng)新發(fā)展起來的一種爐型。

按照焦化行業(yè)相關標準對蘭炭的定義，蘭炭屬于中低溫熱解工藝，使用方磚爐為熱解裝置，其爐內溫度600—800度。而原型鐵爐爐內溫度達到900-1280度，因此圓形鐵爐屬于煤炭高溫熱解工藝，明顯區(qū)別于蘭炭生產(chǎn)裝置。

由于對該爐型一直沒有系統(tǒng)的工藝技術和理論研究，2019年，府谷縣工業(yè)商貿(mào)局、府谷縣鎂工業(yè)協(xié)會經(jīng)與榆林煤化工產(chǎn)業(yè)促進中心及該爐型的研創(chuàng)設計人經(jīng)過多次研討，決定委托西安元極熱能技術工程有限公司組織專業(yè)研究團隊，歷經(jīng)一年的現(xiàn)場調研和數(shù)據(jù)跟蹤檢測，編制完成《低階煤高溫熱解機理分析及清潔化生產(chǎn)工藝技術研究報告》，并于2020年4月15日通過以中國科學院陶文銓院士任專家組組長的專家評審。此后，圓型鐵爐的生產(chǎn)工藝確定為“低階煤高溫熱解工藝”，爐型確定為“低階煤高溫熱解裝置”，將煤氣名稱確定為“低階煤高溫熱解煤氣”，將碳質產(chǎn)品的名稱確定為“低階煤高溫熱解煤氣副產(chǎn)潔凈炭”，將煤焦油的名稱確定為“低階煤高溫熱解煤氣副產(chǎn)煤焦油”。

納入鎂行業(yè)的工藝序列

有助于我國鎂工業(yè)可持續(xù)發(fā)展

正本溯源，將配氣工段納入到鎂冶煉工藝的管理序列內，對有效管理、綠色發(fā)展提供了技術支撐。隨著工藝的完善，裝置的提升，府谷企業(yè)鎂冶煉生產(chǎn)更加綠色環(huán)保，有效實現(xiàn)榆林市提出的三年行動方案目標，實現(xiàn)規(guī)模化集聚，實現(xiàn)鎂產(chǎn)業(yè)高質量發(fā)展。

府谷金屬鎂企業(yè)采用的低階煤高溫熱解工藝（圓型鐵爐）把煤炭分質、分級利用多聯(lián)產(chǎn)的理念納入金屬鎂生產(chǎn)環(huán)節(jié)，產(chǎn)生大量廉價煤氣燃料，使原鎂生產(chǎn)成本較國內其他地區(qū)每噸降低約3000元左右。另外，圓型鐵爐入爐煤用量少，每生產(chǎn)一噸金屬鎂比方型磚爐少使用入爐煤8～12噸，以一個日產(chǎn)80噸金屬鎂的企業(yè)為例，每日可少使用600～800噸入爐煤，每噸490元估算，每天可少投入采購資金30萬元以上。

府谷金屬鎂企業(yè)采用的低階煤高溫熱解工藝（圓型鐵爐）因其工藝獨特，加之經(jīng)過府谷鎂冶煉企業(yè)十幾年的逐步創(chuàng)新改進，有效降低了能耗，減少了污染物排放，基本實現(xiàn)了“清潔化”生產(chǎn)運行，污染小、易治理，在今后的提標改造過程中，有其獨特的先天優(yōu)勢。

對此，業(yè)內專家充分肯定低階煤高溫熱解工藝是鎂冶煉最理想的配氣裝置，具有工藝技術有創(chuàng)新、環(huán)保治理可達標、安全運營有保障、有助于化解過剩產(chǎn)能等明顯優(yōu)勢。

專家認為，以金屬鎂的經(jīng)濟規(guī)模配套合理的配氣規(guī)模裝置，有利于金屬鎂生產(chǎn)安全管理和污染防治。按照噸鎂消耗的能源測算，噸鎂生產(chǎn)需匹配的煤氣量為15000m?-18000m?，噸鎂綜合能耗可控制在4.5噸標煤以下。

同時，基于圓型鐵爐的經(jīng)濟性和合理性，鎂業(yè)分會也建議向全行業(yè)推廣府谷金屬鎂配氣工段的生產(chǎn)模式。即：將采用“低階煤高溫熱解工藝”的圓型鐵爐做為鎂冶煉推薦使用的配氣模式。

此次將府谷鎂行業(yè)首創(chuàng)的新型圓型鐵爐配氣工藝裝置納入鎂行業(yè)規(guī)范管理，形成能源生產(chǎn)和消費的合力，將有利于鎂冶煉水平的規(guī)范和提升，有利于鎂產(chǎn)業(yè)綠色發(fā)展、可持續(xù)發(fā)展。