現(xiàn)代煤化工技術(shù)在我國(guó)能源化工產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整中的作用
現(xiàn)代煤化工技術(shù)在我國(guó)能源化工產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整中的作用
隨著世界經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，進(jìn)一步促進(jìn)了能源消費(fèi)需求增長(zhǎng)，但是常規(guī)能源在人們過(guò)度使用下已出現(xiàn)短缺現(xiàn)象，能源危機(jī)已成為一個(gè)巨大難題擺在世界各國(guó)的面前。同時(shí)，由于全球工業(yè)化進(jìn)程的加快也導(dǎo)致了世界環(huán)境繼續(xù)惡化，溫室效應(yīng)和空氣污染而威脅人類生存的新問(wèn)題突顯。為了實(shí)現(xiàn)能源和環(huán)境的可持續(xù)發(fā)展，世界各國(guó)正在積極調(diào)整能源和廣泛尋求新能源。
根據(jù)我國(guó)能源消費(fèi)以煤為主的國(guó)情，環(huán)境問(wèn)題更為突出。2007年我國(guó)煤炭消費(fèi)量約為25.8億噸標(biāo)煤，比2000年增長(zhǎng)175%，年均增長(zhǎng)15.5%。近70%的原煤沒有經(jīng)過(guò)洗選直接燃燒，燃煤造成的二氧化硫和煙塵排放量約占排放總量的70～80%，二氧化硫排放形成的酸雨面積已占國(guó)土面積的三分之一；化石燃料二氧化碳排放是我國(guó)溫室氣體的主要來(lái)源。
電力、鋼鐵、有色、建材、石油化工、化工等六大“高耗能、高污染”行業(yè)占到全國(guó)工業(yè)能耗和二氧化硫排放近70%，所以“兩高”行業(yè)節(jié)能減排工作的進(jìn)展在一定程度上決定著節(jié)能減排目標(biāo)能否實(shí)現(xiàn)。
面對(duì)“缺油、少氣、多煤炭”的國(guó)情，有效利用有限資源，特別是合理利用煤炭資源，保障經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展是擺在國(guó)人面前的艱巨重任。采用現(xiàn)代煤化工技術(shù)，充分發(fā)揮煤炭資源優(yōu)勢(shì)是今后一段時(shí)期完成這項(xiàng)重任的必要舉措之一。
(一) 現(xiàn)代煤化工技術(shù)日趨成熟，為煤炭的潔凈轉(zhuǎn)化創(chuàng)造了良好條件
隨著科技進(jìn)步的加速，現(xiàn)代煤化工技術(shù)得到快速發(fā)展，特別是潔凈煤氣化是現(xiàn)代煤化工技術(shù)的典型代表。通過(guò)煤氣化過(guò)程將固體的煤炭轉(zhuǎn)化為氣態(tài)的燃料或化工原料，是提高資源有效利用率的重要措施。煤氣化技術(shù)經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期發(fā)展，從固定床、流化床到氣流床氣化技術(shù)，工藝技術(shù)及裝備水平不斷提高，原料煤的適用范圍也日益擴(kuò)大。特別是氣流床氣化技術(shù)是一致公認(rèn)的最先進(jìn)的大型工業(yè)化潔凈煤氣化技術(shù)，正在得到廣泛的推廣應(yīng)用。
氣流床氣化強(qiáng)度大，對(duì)煤炭品種的適應(yīng)性更廣，碳的轉(zhuǎn)化率可達(dá)到99%，生產(chǎn)效率更高。從上世紀(jì)50年代開發(fā)出具有代表性的K-T爐后，相繼開發(fā)出了粉煤加壓氣化和水煤漿加壓氣化工藝，包括了干法的K-T、Shell-Koppers、Shell、Prenflo、GSP和濕法的Texaco、Destec等，并隨之實(shí)現(xiàn)了大規(guī)模工業(yè)化生產(chǎn)。
目前，在國(guó)外的大規(guī)模工業(yè)化煤氣化技術(shù)中，具有代表性的主要是濕法的Texaco和干法的Shell。Texaco單臺(tái)氣化爐處理煤量達(dá)到2000噸/天，已有20多臺(tái)氣化爐在運(yùn)行，主要用于生產(chǎn)合成氨、甲醇和發(fā)電。Shell單臺(tái)氣化爐處理煤量達(dá)到2000噸/天，目前主要用于發(fā)電。
國(guó)內(nèi)煤氣化技術(shù)主要用于生產(chǎn)合成氨、甲醇和城市燃?xì)?，其中煤氣化分別占合成氨和甲醇生產(chǎn)的65%、70%以上。雖然國(guó)內(nèi)煤氣化總體規(guī)模較大，但是約有2/3的是采用傳統(tǒng)的常壓固定床氣化技術(shù)。
隨著國(guó)內(nèi)煤化工產(chǎn)業(yè)的迅速發(fā)展，相繼引進(jìn)了先進(jìn)的Texaco和Shell及GSP煤氣化技術(shù)。現(xiàn)已投入運(yùn)行的Texaco氣化裝置12套，總氣化規(guī)模近400萬(wàn)噸/年；現(xiàn)已開車的Shell氣化裝置7套，總氣化規(guī)模近300萬(wàn)噸/年。近年來(lái)在引進(jìn)消化吸收的基礎(chǔ)上，同時(shí)也促進(jìn)了國(guó)內(nèi)現(xiàn)代煤化工技術(shù)的迅速發(fā)展和化工裝備技術(shù)水平的不斷提高，潔凈煤氣化技術(shù)的開發(fā)應(yīng)用也在加速。目前已經(jīng)開發(fā)出了濕法的對(duì)置式四噴嘴、多元料槳?dú)饣透煞ǖ腍T-L及兩段式氣化技術(shù)，并大部分開始應(yīng)用于工業(yè)化生產(chǎn)裝置建設(shè)中。
另外，國(guó)內(nèi)還開發(fā)出了灰熔聚氣化技術(shù)、恩德粉煤氣化技術(shù)，并已開始用于中小煤氣化裝置的改造過(guò)程中。
隨著潔凈煤氣化技術(shù)水平的不斷提高，相關(guān)的煤炭洗選和灰渣及其他廢棄物的綜合利用，以及相關(guān)裝備制造業(yè)的現(xiàn)代化，進(jìn)一步促進(jìn)了現(xiàn)代煤化工技術(shù)日趨完善，為我國(guó)大規(guī)模發(fā)展現(xiàn)代煤化工產(chǎn)業(yè)奠定了良好基礎(chǔ)。
(二) 促進(jìn)清潔能源發(fā)展，緩解能源供需矛盾
隨著經(jīng)濟(jì)全面發(fā)展和人民生活水平的不斷提高，對(duì)能源的需求日趨強(qiáng)勁。特別是近十年來(lái)，我國(guó)經(jīng)濟(jì)持續(xù)高速增長(zhǎng)，對(duì)能源需求不斷擴(kuò)大。1995～2005年，我國(guó)GDP增長(zhǎng)速度達(dá)到11.7％，能源生產(chǎn)總量增長(zhǎng)4.8％，能源消耗總量增長(zhǎng)6.5％，電力消費(fèi)增長(zhǎng)9.5％；2000～2005年， GDP增長(zhǎng)速度達(dá)到13.1％，能源生產(chǎn)總量增長(zhǎng)9.8％，能源消耗總量增長(zhǎng)10.0％，電力消費(fèi)增長(zhǎng)10.2％。
近年來(lái)，我國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展速度較快，GDP的增長(zhǎng)速度一直居于世界前列，同時(shí)也出現(xiàn)了對(duì)能源的需求過(guò)度增長(zhǎng)的現(xiàn)象。特別是由于經(jīng)濟(jì)的持續(xù)快速發(fā)展和能源生產(chǎn)、運(yùn)輸?shù)然A(chǔ)設(shè)施建設(shè)的滯后，加劇了我國(guó)能源供求矛盾。尤其是在近年來(lái)，我國(guó)煤炭、電力和原油供應(yīng)的短缺，已經(jīng)開始影響我國(guó)經(jīng)濟(jì)的均衡協(xié)調(diào)發(fā)展。
下表是近幾年我國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展和能源消耗情況。
我國(guó)一次能源消費(fèi)情況及構(gòu)成表
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年份 |
能源消費(fèi)總量（萬(wàn)t標(biāo)準(zhǔn)煤） |
占能源消費(fèi)總量比重，% |
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原煤 |
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