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煤炭工业地下气化工程研究中心主任 梁杰
布局煤地下气化 解决煤化工瓶颈
煤地下气化,就是将处于地下的煤炭进行有控制的燃烧并产生可燃气体的过程。煤地下气化主要由气化平台、进气通道(通空气或富氧空气)、出气通道(导出粗合成气)、监测控制,以及“三废”地下处理与控制五大系统构成。
中国煤地下气化技术整体处于世界领先水平,现已在全国布局了十多个试验示范点。其中,14万立方米/日的安徽刘庄煤矿煤地下气化试验装置、1万吨/年山西昔阳煤地下气化制合成氨试验装置均实现了连续2年以上运行,已经具备了产业化推广的基础和条件。
“十三五”期间,国家将在“十二五”资助1亿元的基础上,继续支持煤地下气化技术的研究,并推动其工业化进程,将分别在新疆吐哈和内蒙古建设100万立方米/日和350万立方米/日工业化示范项目,前者将配套IGCC系统,后者主要用于生产2万立方米/日液化天然气(LNG)和发电。目前,这两个项目的可研报告均已经通过评审,预计均可在2017年建成投运。
煤地下气化技术不仅改变了煤炭开采方式,大幅压缩传统煤炭开采与输运费用,还能使原本充当煤矿杀手的瓦斯在地下变为有效气体,从而大幅降低了煤化工企业的用煤成本(包括采购、装卸与运输成本)。加之可对褐煤、烟煤、无烟煤、高硫煤实施地下气化,使化工用煤范围进一步扩大。更为重要的是,气化废渣、废水、硫化物、氮氧化经处理后能够就近填充于采空区,极大地缓解了地面气化令人头痛的“三废”问题。
另外,由于煤与油大多伴生赋存,在油田附近搞煤地下气化并与化工装置配套,所产生的纯净二氧化碳可直接用于驱油,或注入地下碱性水、苦咸水中实现固化,从而使煤化工装置免缴碳税,并可通过碳交易和销售二氧化碳受益,彻底摆脱成本高、环境约束大、效益差的桎梏。
中国工程院院士 金涌
首推煤炭分质利用 形成煤电化一体化
煤的高效清洁转化首推煤炭分质利用,因为其通过最低的能量消耗,将煤分解为清洁高热量的焦炭、煤气和焦油。煤气既可燃气发电,又可生产诸多化工产品;焦油不仅能生产清洁油品,并进一步加工为航油、基础油、高级润滑油,还可与氢气在等离子体中反应生产需求巨大、附加值较高的乙炔;焦炭则可替代民用和工业窑炉领域大量使用的原煤,大幅减少这两大排放最严重领域对大气环境的影响。若将煤炭分质利用与IGCC、DMTO(甲醇制烯烃)、MTA(甲醇制芳烃)、DMMn(聚甲氧基二甲醚)等耦合,形成煤电化一体化发展模式,则单位能耗会大幅下降,还能在未来电动车普及时,从电力增长中受益。
从需求方看,我国石油制烯烃产能严重不足,年进口量上千万吨;PX进口量在2020年、2025年将高达1200万吨和1500万吨。DMMn的市场空间更大,目前,柴油十六烷值普遍只有45~49,燃烧的不完全不仅增加了汽车油耗和消费者负担,还会排放大量黑烟,引发雾霾等环境问题。但若向柴油中加入20%的DMMn,其十六烷值即可提高至54~58,凝点低于-20℃,变得更加清洁高效。中国每年消耗的柴油超过1.6亿吨,按20%添加,年需DMMn超过3000万吨。按1.2~1.3吨甲醇生产1吨DMMn计算,其成本不足柴油售价的一半,具有较强的竞争力和较高好的盈利能力。因此,在石油价格下跌导致煤化工前景难以预测的情况下,以煤分质利用为龙头,耦合IGCC和DMTO、MTP、MTA、DMMn无疑是稳妥和明智之举。
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