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王建国:中国的清洁煤气取得了较大进展
文章来源: 发布时间:2011-06-07 【字号:      】

国家对洁净煤技术非常重视,企业非常关注这样的技术,几十年来国家主要围绕这样的路线图开展工作,上面看到的是超临界发电,低温段越高及低温段越低效率越高,就是要把温度提高到一个尽可能高的温度,这样发电的效率就会大幅度的提高。CFB是循环硫化发电,大量使用这个技术可以用不同的煤炭,包括劣质煤发电。

汽化是把煤和空气、水进行反应,里面的化学成份打乱,有了这两个做基本原料,重新组合以后可以合成一系列的液体燃料和化学品,原理来讲凡是石油里面可以拿到的这里面都可以拿到,石油里面拿不到的这里面也可以拿到。可以直接把煤液化成液体燃料,神华鄂尔多斯108万吨/年煤直接液化装置,只有汽油,柴油,石脑油和其他材料。2008年12月建成,运行超过5000小时,采用神华集团直接液化技术。大规模的制氢要煤气化,把一氧化碳和氢气分开,把氢气加热,这个反应的条件有多苛刻,480度,280大气压,所以说对装备的制造非常严格,也正因为这些技术大大推动了我国极端情况下的使用装备制造业的发展,过去我们是做不出来的。

间接液化是把煤和氧气,水反应,变成一氧化碳氢气,在催化剂的作用下面生成各种各样的产品,间接液化是我们要得到柴油,得到石脑油和石油液化气,LPG,目前我们可以做到16万吨的工业示范,有三家企业投了80亿做工业示范,每年生产16万吨产品,柴油加石脑油和石油液化气,这是中科院山西煤化所的技术,在山西的卢安,生产30万吨的二氧化碳,内蒙的准格尔旗16万吨,经过了国际社会72小时的考核验收,结果是我们做得非常好。国际上唯一一家工业化的指标是蓝色的,红色是我们的指标,单位催化剂重量,单位时间内可以得到的油,我们大概是他们的4倍左右,催化剂的产能,一吨催化剂可以在全声明周期得到的产能,一吨油的催化剂成本只占80元,南非是300元。整体的能量效率达到40%到41%,投进去多少煤,产生多少热量,出来的产品有多少热量,如果达到百万吨级的工业化厂可以达到45%到47%。这个过程化学方面来讲很简单,一氧化碳加氢气,催化剂的作用下生产出一系列的产品,同时也是一个放热反应。这个产物的分布非常复杂,我们可以解释到了碳150,碳200的化合水平,共同的特点都是直列,后面通过连接的办法切断,可以得到汽油,柴油,石脑油和LPG,最不希望得到的是甲烷,把煤变成天然气不合算,我们希望得到油。这个是放热的反应,从热力学讲温度越低越好,这么多年是比较温和条件下做的,但是低温有低温的好处,也有低温不好的地方,低温产出的蒸汽压力很低,导致整个系统里面能量效率很低,如果把能量升上去,反应热变成的蒸汽频率就高,系统的能量效率就可以上去,但是把温度升上去以后,催化剂就会受到影响。

每年有540万吨的厂,直径是11.6米,单台产180万吨油。从煤制汽油,经过甲醇,没有经过气化,一氧化碳加氢做成甲醇非常成熟的技术,国内一放开就乱了,09年的时候甲醇所有的企业不赚钱,开工率只有40%,其他的都是停工。甲醇进一步的转化下去非常重要,甲醇转化为汽油就是一个非常好的例子,山西有一套装置把30万吨的甲醇转成10万吨的汽油,用的汽化技术是山西煤化所的技术,可以处理劣质煤。

煤制乙二醇的工作09年被评为中国十大科技进展之一,目前在做放大试验,河南投入了五套装置进行这个工作,仅次于乙烯和丙烯的大宗化工原料,走煤炭路线的话,用一吨半的标准煤加上空气和水就可以得到一吨的乙二醇,是所有的煤化工过程里面经济效益最明显的。

这个过程是第一步把煤经过汽化,变成一氧化碳和氢气,要求一氧化碳里面几乎没有一点氢气,因为后面是羰基合成。180万吨的甲醇制60万吨烯烃,神华包头的项目,甲醇转化率100%,乙烯是一个国家化学工业发展的水平和标志,乙烯和丙烯进口40%,原油会产生汽油和柴油,石脑油才会产生乙烯,1500万吨乙烯靠600万吨标准煤就可以解决了,对石油来讲是大的数量,对煤炭来讲是小的数量。一个煤矿一年就可以生产6000万吨,如果对油来说就是一个很大的数字。

煤炭的利用主要是燃烧发电,对锅炉的技术要求是越来越高的,只有锅炉技术提高以后,发电的效率才会提高,中科院工程物理所专门进行这项工作,已经与企业合作推广了2500台锅炉。

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