煤化工綠色發(fā)展須打組合拳
當(dāng)前，加快發(fā)展煤化工產(chǎn)業(yè)面臨的最大制約因素是不斷嚴(yán)格的環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)與該行業(yè)高碳排放之間的矛盾。而解決這一矛盾的最好辦法，是在建設(shè)和布局煤化工項目時，要多打組合拳，采用IGCC（煤氣化聯(lián)合循環(huán)發(fā)電技術(shù)）、煤氣油鹽綜合利用、煤的分級利用、多種煤氣化技術(shù)并聯(lián)耦合等多種方法，發(fā)展綠色煤化工。這是眾多專家對發(fā)展綠色煤化工的構(gòu)想。
華東理工大學(xué)教授房鼎業(yè)認(rèn)為，大型煤化工裝置往往配套幾十臺甚至上百臺耗電設(shè)施，電力成本可占到總成本的10%～40%。采用IGCC技術(shù)，煤通過氣化、脫硫、除塵等凈化處理后，轉(zhuǎn)化為含有一氧化碳和氫氣的合成氣，這些合成氣經(jīng)一氧化碳脫除處理后，進(jìn)入燃?xì)廨啓C發(fā)電，發(fā)電凈效率可高達(dá)43%～45%，比同等規(guī)模的常規(guī)煤粉電站高6～8個百分點，節(jié)水1/2～2/3，污染物排放量減少90%。山東兗礦集團(tuán)國泰化工有限公司60兆瓦煤氣化聯(lián)合循環(huán)發(fā)電聯(lián)產(chǎn)24萬噸/年甲醇示范工程運行4年的數(shù)據(jù)表明，與同規(guī)模常規(guī)蒸汽輪機電站相比，供電標(biāo)準(zhǔn)煤耗降低25.06%、二氧化硫排放量降低83.82%、氮氧化物排放量降低45.08%、二氧化碳排放量降低13.73%，甲醇綜合能耗降低10%以上。
“但I(xiàn)GCC技術(shù)操作靈活性低，變負(fù)荷性差的不足，限制了其在電力行業(yè)的應(yīng)用。只有將其與化工裝置聯(lián)產(chǎn)，實現(xiàn)發(fā)電與化工的耦合，才能借助化工裝置，靈活調(diào)整發(fā)電系統(tǒng)負(fù)荷，發(fā)揮系統(tǒng)的最大效能，同時解決煤化工與燃煤發(fā)電高耗能、高排放的不足。”房鼎業(yè)說。
陜西延長石油集團(tuán)總經(jīng)理助理、北京石油化工工程有限公司董事長李大鵬表示，在有條件的地方實現(xiàn)煤、氣、油、鹽綜合利用，通過不同原料路線的對接和耦合，可最大限度地降低煤化工裝置的二氧化碳排放，提升能源利用率。以延長石油集團(tuán)正在建設(shè)的聯(lián)合國清潔煤氣化技術(shù)示范項目——榆林能化公司煤、氣、油綜合利用一期2×150萬噸/年甲醇、150萬噸/年渣油催化裂化，及其配套的DMTO、聚丙烯、聚乙烯項目為例，通過將煤化工、天然氣化工、石油化工巧妙對接和耦合，有效彌補了煤制甲醇合成氣“碳多氫少”和天然氣、石油路線制甲醇“氫多碳少”的不足，從而極大地提高了甲醇合成轉(zhuǎn)化率和資源利用率。在不增加原料消耗的情況下，一年可增加甲醇產(chǎn)量30萬～54萬噸。與同規(guī)模DMTO項目相比，可減排二氧化碳870萬噸，減少廢水排放296萬噸，減少二氧化硫排放1510噸，節(jié)水2000萬噸，節(jié)能206萬噸標(biāo)煤。
“煤的分級利用同樣可以實現(xiàn)煤化工的綠色化發(fā)展。”陜西煤業(yè)化工集團(tuán)董事長華煒這樣對記者說。他說，煤中除含有70%左右的高熱值碳物質(zhì)外，另外25%～30%組分為碳?xì)浠衔锛捌渌瘜W(xué)元素，如果通過中溫干餾技術(shù)將這些組分分離出來，用于生產(chǎn)輕質(zhì)燃料油、“三苯”和芳烴系列產(chǎn)品，或與鹽化工耦合生產(chǎn)MDI等附加值更高的化學(xué)產(chǎn)品，而將脫除了化學(xué)組分的高熱值炭用于燃燒發(fā)電或冶煉，就可做到煤的“物盡其用”，最大限度地減少能源消耗和污染物排放。目前，陜西煤業(yè)化工集團(tuán)神木天元化工有限公司50萬噸/年中溫煤焦油輕質(zhì)化裝置，已經(jīng)連續(xù)運行3個月，相關(guān)數(shù)據(jù)表明：與同等規(guī)模的煤直接或間接制油相比，煤的分級利用投資額僅為前者的1/5，能耗和水耗僅為前者的1/4，基本可實現(xiàn)廢水和二氧化碳零排放。
華陸工程科技有限公司副總工程師王洪金則建議，不同煤氣化技術(shù)的煤種適用性、粗合成氣組分、投資額、能耗以及對環(huán)境的影響不盡相同。在建設(shè)大型煤化工項目時，應(yīng)克服采用單一煤氣化技術(shù)的傳統(tǒng)思維模式，科學(xué)選擇不同煤氣化技術(shù)，將其并聯(lián)耦合，并對后續(xù)產(chǎn)品科學(xué)設(shè)計，這樣既能充分發(fā)揮不同煤氣化技術(shù)的優(yōu)勢，又能通過多聯(lián)產(chǎn)，使前道工序的“廢物”成為后道工序的原料，實現(xiàn)“三廢”的閉路循環(huán)和整個裝置的高效低碳運行。如將恩德爐與水煤漿氣化技術(shù)組合使用，將恩德爐排出的廢渣部分摻混到原料煤中制取煤漿，不僅可以發(fā)揮恩德爐煤利用率高的優(yōu)點，還能借助水漿煤氣化技術(shù)高溫排渣的優(yōu)勢，使廢渣中不含萘等有害成份，既節(jié)能又環(huán)保。
專家們表示，相對于碳捕集、封存、利用等技術(shù)而言，多種技術(shù)路線并行的煤化工發(fā)展模式能從源頭上減少二氧化碳的產(chǎn)生、排放和能源與資源的浪費，這種新的集成理念與設(shè)計模式將“末端治理”改為“源頭控制”，能更有效地控制和減排二氧化碳，促進(jìn)煤化工產(chǎn)業(yè)高效、低碳發(fā)展，應(yīng)成為今后業(yè)內(nèi)研究和攻關(guān)的方向。
使用微信“掃一掃”功能添加“谷騰環(huán)保網(wǎng)”
