邓朋飞 徐东雁
山西省焦炭集团龙源(介休)园区焦化有限公司 山西介休 032000
摘要:在我国的能源结构中,煤炭一直占据着举足轻重的地位,作为一次能源消费的比重长期处于60%以上,现在年消费量超过40亿吨,使用煤炭产生的有害物质更是大气污染物的主要来源。适度发展煤炭深加工产业,加强资源的综合利用,既是国家能源战略技术储备和产能储备的需要,更是推进煤炭清洁高效利用和保障国家能源安全的重要举措。
关键词:煤炭深加工;资源综合利用;发展分析
1 煤炭深加工技术和资源综合利用应用要点
1.1 材料、技术选择应用
煤炭的选择以及煤气化的选择非常重要:首先是煤炭选择,煤气化技术想要得到有效应用,需要结合煤炭的基本性质,在煤气化技术使用过程中,通常煤炭质量越高,煤气化技术生产出的产品质量越好。在进行煤气化技术使用过程中,应结合材料的情况,通过相应的煤气化技术,才能有效实现在煤炭深加工中的应用目标,进而达到确保项目利益的目的,此外,在选择过程中,应注意技术使用的成熟度,不能过于追求新技术,从而导致新的生产模式效率不如传统生产效率情况出现,因此,在新技术选择过程中,应以煤炭生产效率为原则,采取进行综合性质的分析。
1.2 废水处理与回用工艺的应用
利用煤气化技术,在生产过程中降低水污染含量,从而保证废水能够有效达到深度回用处理的目标,如此一来,不仅能够有效降低企业化工产品的水消耗量,缓解水资源紧缺情况,还能有效降低工业生产的成本,从而达到节能减排的目的。在煤炭深加工中,需要注重废水处理方面。煤气化技术在煤炭深加工示范项目中产生的废水COD以及氨氮含量较高,由于气化工艺较多,因而产生的废水含量指标并不相同,因此在煤炭深加工示范项目生产结束过后,需要采取相应的废水处理,才能有效保障排水能够符合国家标准的相关规定,因此在进行废水处理过程中,需要做好水质的检测,对于废水处理的标准,应结合深加工示范项目的规定,可以采取生物膜等方式,便能有效改善废水COD以及氮含量。就当前而言,我国对水资源有效利用作为国家的发展战略,通过大力开展污水的深度处理能够有效实现污水资源化、供水以及排水呈现循环使用的形式,通过煤气化技术,从而达到降低水资源浪费的目标,为我国实现水资源有效使用,具备非常重要的意义。
2 我国煤炭深加工行业取得的成就
我国煤炭深加工行业经历了前期的快速发展,产业规模和技术创新已经走在了世界前列,随着煤制油、煤制天然气、煤制烯烃、煤制乙二醇等一批示范项目的建成,我国的煤炭深加工产业逐渐形成了一定的规模。目前,我国煤制油、煤制烯烃、煤制乙二醇、煤制天然气的产能分别超过了600万吨/年、1200万吨/年、250万吨/年和50亿立方米/年,而相应的产量也分别超过了15万吨、500万吨,70万吨和11亿立方米。为实现煤炭的清洁高效利用奠定了坚实的基础。
3 当前煤炭深加工行业发展面临的新形势和新挑战
3.1 市场有着巨大的刚性需求
我国长期以来的能源需求一直存在对天然气、清洁油品及一些石化基础原料的巨大刚性需求,与不断上升的石油和天然气进口依赖度之间的矛盾。特别是目前我国作为全球主要的能源消费国和进口国,原油和天然气的对外依存度已分别超过60%和40%,另外,我国部分基础石化产品,如聚乙烯、乙烯(当量)、对二甲苯、苯乙烯、乙二醇的自给率分别为62.9%、52.5%、43%、60%和34.6%,对外依存度也较高。
3.2 缺少有力的工程技术装备支撑体系
现有的煤炭深加工项目的工程设计,借鉴现代石油化工的设计还不够,在设计理念、方法和规范上采用的还主要是传统煤化工的,也未能针对目前煤炭深加工的行业特点建立新的体系。而技术装备方面,远远未能实现系列化和标准化,而且由于市场认可度高的品牌少,在国内气化技术流派众多的情况下,部分装备、材料仍依赖进口,自主设计研究的甲烷化技术也还没有在大型项目上应用,这些都对缩短建设周期、降低工程造价造成了不利影响。
4 煤炭深加工和资源综合利用发展方向
4.1 要树立新发展理念,坚持六项发展原则
要实现煤炭加工转化革命,首当其冲的就是要从发展理念上进行革命。充分认识到煤炭的属性,它即是能源也是资源,即是燃料也是原料,应该统筹考虑全生命周期下煤炭使用的经济和环境效益,按照“分质分级、耦合集成、综合利用”的原则,采用液化、气化、合成等先进工艺技术,更加高效经济地生产优质能源和高附加值化工产品,促进我国煤炭利用进入深加工的阶段。一是应该控制合理规模,要依据目前的实际,特别要是按技术发展的进程来确定产业发展,不能一味得追求大规模产能建设。二是通过执行最严格环保标准,加大生态环境保护力度,同时把节水、环保技术作为重要示范内容。三是深入推进示范项目的产业升级,应该重点围绕提高能效、降低污染物排放和资源消耗以及降低工程造价等方面开展示范升级。四是加强自主技术创新,重点通过示范自主技术和装备,来推动整个行业的产业化和标准化。五是帮助煤炭行业脱困,与煤炭行业共享发展成果。六是与油气、石化行业协调发展,加强优势互补。
4.2 深入开展升级示范,切实做好分类示范
应该对已建示范项目进行深入评估,总结经验和问题,稳步推动项目的升级示范。根据实际,建议对于示范项目分为五类进行升级,一是煤制超清洁油品模式,一方面为社会提供国六及以上标准油品,另一方面为炼厂成品油质量升级提供优质调和组分。二是煤制天然气模式,这可以解决一直困扰富煤地区的能源长距离外送问题,还可以为终端消费市场削减分散燃煤、清洁燃料运输工具和发展冷热电三联供提供优质天然气保障。三是对低阶煤进行分质分级利用,把低阶煤作为原料进行电、油、化的联产,提升煤炭转化效益。四是煤制重要化学品模式。利用石油生产大宗基础化工原料已逐步丧失成本优势,而且对成品油收率和品质有较大影响。用煤生产的烯烃、芳烃、含氧化合物等产品不仅具有更强的竞争力,而且改变了以往化工原料相对垄断的局面,有利于促进下游有机化工及精细化工的健康发展。五是推动煤炭与石油的综合利用,通过油煤共炼、费托合成为炼厂提供优质汽柴油组分,利用煤制氢节约炼厂天然气、轻烃等制氢原料,炼厂难以处理的重油和石油焦分别作为油煤浆加氢和气化原料,更高效率、高收率、低成本地生产优质油品。
4.3 坚持科学合理布局,突出技术创新
煤炭深加工行业应该坚持靠近原料和市场原则,按照量力、量水而行的要求,从环境承载能力出发,突出规模、产业和产品的特点,通过合理布局的发展,使我国煤炭深加工布局上更加优化,技术特色上更加突出。同时加大科技投入,围绕制约煤炭深加工产业发展的关键性重大技术和装备积极开展科技攻关,加快新型费托合成、煤制汽油、多产煤气化、煤制芳烃、油煤共炼等新工艺、新技术、新装备的研发,大力开拓煤制烯烃、芳烃新材料高端化、差异化的产业链,积极探索煤制含氧化合物产品技术,特别是草酸酯路线煤制乙二醇的技术研发,从而全面提升煤炭深加工产业的标准和系列化的水平,降低工程造价,提高企业的竞争力和抗风险能力。
5 结束语
综上所述,煤炭深加工和资源综合利用在我国经济发展中占有非常重要的地位。因此,在煤炭生产过程中,应有效利用煤气化技术,结合煤炭深加工示范项目的目标,加强煤炭深加工和资源综合利用技术,从而挑选出一条符合我国煤炭产业发展的道路。
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