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潔凈炭從蘭炭產業(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)化產業(yè)鏈配置，促進金屬鎂產業(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)產理念納入鎂冶煉環(huán)節(jié)，將“低階煤高溫熱解”后生產的煤氣作為燃料生產金屬鎂，建立了鎂冶煉資源綜合利用型的循環(huán)經濟產業(yè)鏈。

企業(yè)在生產實踐中為多產煤氣少產碳質產品，獨創(chuàng)了采用高溫熱解工藝的新生制氣裝置圓型鐵爐，主產煤氣、副產潔凈炭和煤焦油。該工藝明顯的區(qū)別于采用“中低溫熱解工藝”的蘭炭生產裝置，構建起了獨特的鎂冶煉資源綜合利用型循環(huán)產業(yè)鏈。“鎂冶煉配氣工段”納入鎂冶煉生產工序管理，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，由于其副產潔凈炭和煤焦油有效的攤薄了煤氣生產成本，凸顯了煤炭分質分級利用多聯(lián)產理念冶煉金屬鎂的優(yōu)勢。

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

由于府谷鎂企業(yè)采用盛產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生的荒煤氣作為低成本的清潔燃料生產原鎂，此外副產的碳質還原劑（蘭炭和潔凈炭）用于礦熱爐生產硅鐵供應鎂冶煉，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業(yè)的發(fā)展如影隨行，兩個產業(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)產業(yè)集群。2003年以后，隨著原鎂產量大幅增長，煤氣需求量也同時增長，可是隨之帶來的蘭炭產能增長卻激化了產能過剩的矛盾，鎂企業(yè)開始思考如何少產蘭炭多產氣、多產鎂。于是，由府谷爐窯工程師呂來雄牽頭，府興工貿、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)了一種單爐碳質產品產能小、爐內熱解溫度高、噸煤產氣量大的爐型，圓型鐵爐由此而生。

隨著十幾年的發(fā)展，圓型鐵爐的生產工藝逐漸完善，已在大部分鎂企業(yè)應用，并取得較好的經濟效益。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，由于都生產碳質產品，當?shù)亓晳T上也稱之為“焦粉”或“蘭炭”。致使該爐型和生產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)境保護倒逼產業(yè)轉型，優(yōu)化蘭炭產業(yè)布局，推動規(guī)?；?，實現(xiàn)蘭炭生產高質量發(fā)展的總體要求。根據(jù)國家發(fā)改委的產業(yè)指導目錄的要求，提出對單爐產能7.5萬噸以下的蘭炭生產裝置進行升級改造，新建或技改項目要達到單爐產能10萬噸，項目總產能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裝置交集，圓型鐵爐單爐產能低，尤其是單廠產能100萬噸，達不到方案的要求。擴建卻因產能限批、環(huán)境容量、市場過剩等因素制約。何況鎂冶煉企業(yè)目前的煤氣產能和鎂產能是匹配的，擴建后不僅會更加激化蘭炭產能的過剩，而且多出來的煤氣產能也形成浪費。鎂產業(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，煤氣生產在行業(yè)外，又極易受到行業(yè)產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品名稱：“低階煤高溫熱解工藝”及生產裝置、“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。生產每噸原鎂需要消耗15000m?～18000m?的煤氣。府谷金屬鎂企業(yè)經過多年實踐，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配氣，同等原料煤所產煤氣量（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，還減少了碳質產品的產出量，又通過副產的碳質產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、多產煤氣、多產鎂的思路而創(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)商貿局、府谷縣鎂工業(yè)協(xié)會經與榆林煤化工產業(yè)促進中心及該爐型的研創(chuàng)設計人經過多次研討，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”，將碳質產品的名稱確定為“低階煤高溫熱解煤氣副產潔凈炭”，將煤焦油的名稱確定為“低階煤高溫熱解煤氣副產煤焦油”。

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)?；?，實現(xiàn)鎂產業(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)產的理念納入金屬鎂生產環(huán)節(jié)，產生大量廉價煤氣燃料，使原鎂生產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，每生產一噸金屬鎂比方型磚爐少使用入爐煤8～12噸，以一個日產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、有助于化解過剩產能等明顯優(yōu)勢。

專家認為，以金屬鎂的經濟規(guī)模配套合理的配氣規(guī)模裝置，有利于金屬鎂生產安全管理和污染防治。按照噸鎂消耗的能源測算，噸鎂生產需匹配的煤氣量為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，有利于鎂產業(yè)綠色發(fā)展、可持續(xù)發(fā)展。