“西南院自主開(kāi)發(fā)的焦?fàn)t煤氣甲烷化制天然氣技術(shù)，已在國(guó)內(nèi)許可實(shí)施20套，市場(chǎng)占有率第一。”日前，西南化工研究設(shè)計(jì)院總經(jīng)濟(jì)師成雪清對(duì)記者表示，近年來(lái)，國(guó)內(nèi)煤化工技術(shù)研發(fā)單位圍繞煤炭清潔高效利用、工業(yè)排放氣綜合利用、大氣污染治理、節(jié)能環(huán)保等領(lǐng)域開(kāi)展了大量的工作，在焦?fàn)t煤氣甲烷化制天然氣、煤制天然氣、電石爐氣凈化提純及利用、煤礦瓦斯提濃甲烷、煤礦瓦斯制氫等工藝技術(shù)、關(guān)鍵設(shè)備、系統(tǒng)工程等方面取得了豐碩的創(chuàng)新成果和應(yīng)用推廣業(yè)績(jī)，推動(dòng)了我國(guó)現(xiàn)代煤化工、工業(yè)排放氣資源化利用產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。
成雪清表示，日前出臺(tái)的《工業(yè)領(lǐng)域煤炭清潔高效利用行動(dòng)計(jì)劃》，針對(duì)我國(guó)煤炭利用現(xiàn)狀、煤化工工藝進(jìn)行技術(shù)改造，強(qiáng)調(diào)了達(dá)到“減排、節(jié)能、優(yōu)化產(chǎn)品結(jié)構(gòu)”的目標(biāo)導(dǎo)向，并充分重視技術(shù)發(fā)展和技術(shù)改造的質(zhì)量，使之能有的放矢，達(dá)到目標(biāo)。
煤化工節(jié)能減排潛力大
“在傳統(tǒng)煤化工領(lǐng)域，存在裝備技術(shù)水平偏低，結(jié)構(gòu)不合理，產(chǎn)能過(guò)剩嚴(yán)重等問(wèn)題。”中國(guó)石油和化學(xué)工業(yè)聯(lián)合會(huì)煤化工專業(yè)委員會(huì)相關(guān)負(fù)責(zé)人對(duì)記者表示，通過(guò)加強(qiáng)對(duì)能耗高、污染重的工藝裝備技術(shù)改造。
這位負(fù)責(zé)人以電石項(xiàng)目為例向記者介紹，作為我國(guó)現(xiàn)代煤化工發(fā)展的重要方向之一，電石法乙炔工業(yè)長(zhǎng)期以來(lái)通過(guò)石油和天然氣煉化獲取乙烯、丙烯，面臨“高電耗、高成本、高污染”發(fā)展困境。
就電石法乙炔工業(yè)的技術(shù)前景，記者采訪了北京神霧環(huán)境能源科技集團(tuán)股份有限公司，由該公司研發(fā)的神霧蓄熱式電石冶煉技術(shù)實(shí)現(xiàn)了“低能耗、低成本、零污染”，為我國(guó)電石行業(yè)可持續(xù)發(fā)展，提供堅(jiān)實(shí)技術(shù)基礎(chǔ)。
一名業(yè)內(nèi)專家表示，神霧蓄熱式電石冶煉技術(shù)為我國(guó)“煤基C2化工”發(fā)展提供了新的方向和新的思路，能夠有效替代石油和天然氣，緩解我國(guó)對(duì)石油和天然氣的過(guò)份依賴。
神霧一名技術(shù)人員向記者表示，該技術(shù)采用蓄熱式輻射管燃燒技術(shù)，熱效率達(dá)到90%以上，排煙熱損失小，并可使用低熱值煤氣作為加熱燃料。采用粉狀原煤和粉狀石灰為原料，從源頭上杜絕了生產(chǎn)過(guò)程中的粉塵污染；工藝過(guò)程中無(wú)廢水產(chǎn)出，熱解產(chǎn)出的水循環(huán)利用；原煤中硫、汞等污染物，在熱解單元大部分脫除，廢氣經(jīng)除塵凈化處理后排出。
上述專家向記者表示，北京神霧蓄熱式電石冶煉技術(shù)突破了我國(guó)電石法乙炔工業(yè)面臨的發(fā)展困境，大力推廣應(yīng)用該技術(shù)，從廉價(jià)易得的低階煤和石灰中低成本獲取電石、人造石油及人造天然氣，是實(shí)現(xiàn)我國(guó)電石法乙炔化工可持續(xù)、健康發(fā)展的現(xiàn)實(shí)路徑。
推廣應(yīng)煤炭清潔高效利用技術(shù)
中國(guó)石油和化學(xué)工業(yè)聯(lián)合會(huì)煤化工專業(yè)委員會(huì)相關(guān)負(fù)責(zé)人對(duì)記者表示，在煤化工領(lǐng)域推廣應(yīng)用一批先進(jìn)適用、經(jīng)濟(jì)合理、節(jié)能減排潛力大的煤炭清潔高效利用技術(shù)，從源頭減少煤炭消耗及污染物的產(chǎn)生，以期達(dá)到或優(yōu)于國(guó)家相關(guān)節(jié)能環(huán)保要求。
“合成氣無(wú)循環(huán)兩段甲烷化制合成天然氣技術(shù)作為具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的甲烷化技術(shù)，解決了目前已商業(yè)化的國(guó)外甲烷化技術(shù)潛在的生產(chǎn)安全隱患以及投資和能耗高等問(wèn)題。” 神霧技術(shù)人員向記者表示，此項(xiàng)技術(shù)的節(jié)能減排效果非常顯著，較傳統(tǒng)技術(shù)相比，以20億Nm3/年天然氣裝置為例，每年節(jié)能標(biāo)煤14276.9噸，每年可以減排粉塵、二氧化碳、二氧化硫、氮氧化物分別為9708.3噸、35585.2噸、1070.8噸、535.4噸。
此外，循環(huán)氣壓縮機(jī)的使用，降低了整個(gè)系統(tǒng)的能效。作為煤制天然氣工藝的核心技術(shù)之一，甲烷化催化劑的制備方法一直壟斷在國(guó)外的專利商手中，進(jìn)口催化劑價(jià)格非常昂貴，一般在36-40萬(wàn)元/噸。
據(jù)了解，西南院與中海石油合作，于2014年完成目前國(guó)內(nèi)規(guī)模最大的2000m3/h煤制天然氣甲烷化全流程中試，一氧化碳和二氧化碳總轉(zhuǎn)化率大于98.5%，甲烷化選擇性大于99.9%；產(chǎn)品氣甲烷含量大于97%，二氧化碳濃度小于1.0%，氫氣濃度小于2%。
“但在合成氣甲烷化反應(yīng)上還缺乏工業(yè)性的國(guó)產(chǎn)化技術(shù)的支撐。” 成雪清表示。
他認(rèn)為，煤制天然氣技術(shù)是現(xiàn)代煤化工的代表性技術(shù)之一，與其他煤制能源品路線相比，煤制天然氣的能量效率最高，為50%～52%，是最有效的煤炭利用方式，也是煤制能源產(chǎn)品的主要方式。
技術(shù)研發(fā)與支撐能力建設(shè)并重
我國(guó)褐煤已探明儲(chǔ)量為1303億噸，若以本技術(shù)加以綜合利用，按平均20%油氣產(chǎn)率，預(yù)期可獲得260.6億噸油氣產(chǎn)品，市場(chǎng)價(jià)值巨大，市場(chǎng)前景廣闊，經(jīng)濟(jì)效益顯著。
目前，我國(guó)自主開(kāi)發(fā)出具有完全自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的蓄熱式無(wú)熱載體旋轉(zhuǎn)床煤熱解技術(shù)與裝備，解決了褐煤等低階煤熱解的諸多世界性關(guān)鍵技術(shù)難題，引領(lǐng)了國(guó)內(nèi)外熱解技術(shù)領(lǐng)域的方向，走在世界的前沿，為我國(guó)低階煤的高效開(kāi)發(fā)利用開(kāi)辟了嶄新的途徑，對(duì)于煤炭加工提質(zhì)行業(yè)有著重要的意義和作用。
以褐煤和低變質(zhì)煙煤及其他含碳固體有機(jī)物為原料，通過(guò)熱解，生產(chǎn)半焦、焦油和煤氣三種初級(jí)產(chǎn)品，是對(duì)褐煤和低變質(zhì)煙煤及其他含碳固體有機(jī)物進(jìn)行綜合利用的有效方法。
從相關(guān)機(jī)構(gòu)了解到，無(wú)熱載體蓄熱式旋轉(zhuǎn)床煤熱解技術(shù)與裝備成熟度高，處于國(guó)際領(lǐng)先水平，獲得了業(yè)內(nèi)的一致認(rèn)可。目前在研部分項(xiàng)目可能在未來(lái)兩到三年內(nèi)轉(zhuǎn)化為業(yè)務(wù)訂單，項(xiàng)目每年預(yù)計(jì)可帶動(dòng)上下游1000人以上的就業(yè)。預(yù)計(jì)在10年內(nèi)，平均每年可完成20億合同額，利稅按15%計(jì)，年利稅總額約3億元。
“從節(jié)能減排角度來(lái)講，這一技術(shù)推廣應(yīng)用前景非常良好。” 專家向記者表示，煤氣是使用方便的燃料，可以用作民用煤氣、工業(yè)燃料氣、煤氣化聯(lián)合循環(huán)發(fā)電、制氫或燃料電池、發(fā)電、化工合成生產(chǎn)合成氨、甲醇、二甲醚、合成液體燃料油或同時(shí)具有多種用途的多聯(lián)產(chǎn)等。
“這樣的利用方式，不但可以變廢為寶，還可以實(shí)現(xiàn)煤的分級(jí)利用，多級(jí)聯(lián)產(chǎn)，近零排放。”這名專家表示。
從研發(fā)單位了解到，本技術(shù)已形成100萬(wàn)噸/年精煤干餾項(xiàng)目工藝包一個(gè)，正在進(jìn)行100萬(wàn)噸/年煤提質(zhì)項(xiàng)目初步設(shè)計(jì)，預(yù)計(jì)未來(lái)1～2年內(nèi)可進(jìn)行工程項(xiàng)目的建設(shè)，實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化。
成雪清表示，煤化工技術(shù)升級(jí)應(yīng)做到因地制宜，如在污染防控的重點(diǎn)地區(qū)和區(qū)域，要強(qiáng)調(diào)在環(huán)保限額條件下優(yōu)先采用先進(jìn)的清潔生產(chǎn)技術(shù)。并且在技術(shù)研發(fā)與支撐能力建設(shè)并重，重視技術(shù)研發(fā)所需的試驗(yàn)研究支撐能力建設(shè)，特別是面向未來(lái)煤炭清潔高效利用、現(xiàn)代煤化工的重大、關(guān)鍵、共性技術(shù)點(diǎn)，在國(guó)內(nèi)建立并完善具有應(yīng)用特色和成果轉(zhuǎn)化特色的研發(fā)硬件平臺(tái)，并在這些平臺(tái)上開(kāi)展持續(xù)的技術(shù)創(chuàng)新，推動(dòng)我國(guó)煤炭清潔高效利用技術(shù)不斷發(fā)展，并在部分關(guān)鍵工藝、工程、裝備等技術(shù)上達(dá)到和保持國(guó)際先進(jìn)水平。
