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构建“中国特色”煤炭利用之未来
2020-3-31 13:52:06    来源:中国科学报

  两年前,中国科学院启动了“变革性洁净能源关键技术与示范”A类战略性先导科技专项,由中国科学院大连化学物理研究所牵头联合院内多所实施。
  该项目旨在推动构建我国多种能源资源融合发展的“中国特色”能源结构,以能源技术革命促进能源革命。在煤化工方面,布局了合成气下游及耦合转化利用、甲醇下游及耦合转化利用两个项目,计划到2023年,完成20万吨/年煤基合成气直接制低碳烯烃的工业示范;百万吨煤炭清洁高效分级转化利用工业示范等一批重大项目。
  “除此之外,钢铁企业在炼铁工艺过程中会排放大量的尾气,其中的一氧化碳和氢气等有效成分与煤化工中的合成气相似,可以把钢铁尾气作为化工的原料,生产基础化工产品等。这不仅是钢铁行业生态化发展的一个重要方向,也是煤化工的重要方向。”刘中民指出。
  
       煤化工的未来
  近年来,国内钢铁企业还十分重视气基直接还原铁技术的研发,受限于较为昂贵的天然气,纷纷探讨采用焦炉气煤气化的气体进行气基直接还原铁生产,以降低合成气也就是氢气的生产成本 。
  “目前,国内尚无真正意义的工业化气基直接还原铁。”周红军说。中国石油大学(北京)研发了焦炉气二氧化碳干重整转化技术,与中石化及中晋太行公司合作正在山西左权建设第一个采用焦炉气为原料的30万吨/年气基直接还原铁示范厂,计划今年建成开车。其中的焦炉气净化和二氧化碳干重整转化采用该校开发的新工艺技术,解决了还原气来源的瓶颈问题。
  煤化工领域提出煤炭分质分级利用,就是根据煤质的基本特点,对煤炭进行逐级加工,获取有价值的组分,总体得到最为理想的结果。这也是目前国内外学者关注的重点。
  “煤炭作为原料,一定不能只生产一种产品,需要进行多种产品的联合生产,即多联产,而目前已经有了很大的进展。”梁鹏说。例如,将高挥发分煤炭采用先热解后气化的技术路线,在第一步的热解阶段获得煤气和煤焦油,其中煤气可以做化工合成,煤焦油可以提取高价值的化学品;第二步的气化阶段将半焦进行气化,做化学品和材料的合成。
  梁鹏介绍说,针对高挥发分煤,他们目前正在进行热解/燃烧分级转化方面的研究开发工作,并且完成了中试实验。另外还正在进行超纯煤方面的研究,即将煤中的灰含量降低到1%以下,取得了进展。此外,正在开展的煤化工行业挥发性有污染物治理方面的工作也已完成工业示范。
  面向未来,刘中民建议,在煤化工层面,还需进一步降低水耗和能耗,实现产品的灵活调变;在煤热解及多联产、煤制天然气、煤制芳烃和含氧化合物等方面,需要进一步突破关键技术,实现成套工艺技术和工业示范。同时,通过技术创新,加强新产品开发,通过延伸产业链,发展高附加值、精细化、差异化产品。

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责任编辑:李如屏