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    煤-化-電綜合生態產業鏈

    什么是煤-化-電綜合生態產業鏈?

    煤-化-電綜合生態產業鏈以國際首創的富氧燃燒綜合節能減排技術和低階煤熱解分質油氣炭技術為創新驅動,開拓性的以火力發電鍋爐為平臺,應用富氧燃燒綜合調峰節能減排技術為火力發電鍋爐調峰、節能、減排;低階煤熱解分質油氣炭技術產生的煤氣為富氧燃燒綜合調峰節能減排提供輔助燃料,同時產生新型焦炭(型焦)等新能源產品;火力發電鍋爐充分消納低階煤熱解分質油氣炭技術的環保排放,從而實現循環經濟、循環減排。將煤制清潔燃料行業、火力發電行業以及化工行業有機地結合在一起,突破煤炭行業、電力行業、化工行業平衡發展的格局,將資源(煤)、能源(電)、化工三大領域合并重組,創建了煤-化-電聯合生產模式,形成了“煤-化-電”三位一體的綜合生態產業鏈。


    一、技術背景

    我國能源結構表現為“富煤、貧油、少氣”,石油和天然氣進口量達消耗總量的70.9%和45.3%,其中2018年全年中國進口原油達4.02億噸,天然氣838億方/年,已對國家能源戰略安全形成威脅。因此如何更加地高效、清潔的利用煤炭資源是解決我國能源問題的當務之急。

    自國家“十二五”規劃以來,相繼出臺了《能源技術革命創新行動計劃(2016-2030年)》、《煤炭高效利用行動計劃》、節能減排“十二五規劃”》、等相關政策文件——在大力防治污染,實現火力發電近零排放、實現火力發電靈活性運行的同時,明確提出加強煤炭清潔生產和利用,鼓勵“煤-化-電”一體化發展,加強各系統耦合集成的政策要求。

    2019年習近平總書記主持召開中央全面深化改革委員會第八次會議,圍繞能源改革發展,提出 “四個革命、一個合作” 新思想戰略,即推動能源消費革命、能源供給革命、能源技術革命、能源體制革命,加強全方位國際合作,開辟了中國特色能源發展理論的新境界,為做好新時代能源工作指明了努力方向。

    二、技術路線 

    煤-化-電綜合生態產業鏈是以燃煤火電為平臺,富氧燃燒綜合節能減排技術為基礎和紐帶,以低階煤熱解分質技術為支撐的綜合生態產業鏈,將煤制清潔新能源板塊、火力發電板塊以及石油化工板塊有機地結合在一起。

    第一,火力發電板塊中的燃煤火力發電鍋爐需應用富氧燃燒綜合節能減排技術進行調峰(消納可再生能源)、減排(降低氮氧化物)、節能(降低發電標煤耗)、增效(提高鍋爐爐效),在此過程中富氧燃燒綜合節能減排技術需要輔助燃料。

    第二,煤制清潔新能源板塊中的煤粉熱解分質一體爐為富氧燃燒綜合調峰節能減排提供輔助燃料——煤氣,在此過程中可同時產生新型焦炭(清潔新能源)、低溫焦油等產品;富裕煤氣通過物理吸附方式生產天然氣。

    第三,低溫焦油出售給煉油企業煉制成汽油/柴油;生產的天然氣出售給天然氣銷售企業銷售,形成石油化工板塊。石油化工板塊可獨立于煤-化-電綜合生態產業鏈之外,由市場專業行業實施。

    第四,在富氧燃燒綜合節能減排技術的作用下,上述過程中所產生的廢氣物等充分消納在火力發電鍋爐中,同時火力發電板塊可為各板塊提供電力和蒸汽,實現循環經濟、循環減排。

    煤-化-電綜合生態產業鏈突破了煤炭、電力、化工平衡發展的格局,將資源(煤)、能源(電)、化工三大領域合并重組,創建了煤-化-電聯合生產模式,形成了“煤-化-電”三位一體的綜合生態產業鏈。

    煤-化-電綜合生態產業鏈充分利用了我國“富煤”的能源特點,將煤炭資源高效制取各類新型清潔能源材料,優化我國能源結構,社會及經濟效益巨大,比如深加工產生柴油、汽油等戰略能源,可減少我國油類能源進口量,增加我國油類能源戰略儲備。

    三、與傳統工藝的對比

    -化-電綜合生態產業鏈與傳統煤化工行業的工藝對比

    項目

    --電綜合生態產業鏈

    傳統煤化工行業

    環保性方面

    (1)采用循環洗滌和干法熄焦方式,無廢水排放;

    (2)利用煤粉發電鍋爐環保裝置為消納終端,無廢氣排放;

    (3)采用先成型后干餾方式,將原料煤充分熱解,無粉塵等固廢產生。

    (1)需消耗大量水資源,且需配套建設相應的污水處理系統;

    (2)有大量的溫室氣體及污染廢氣產生,需配套建設相應的環保處理系統;

    (3)在儲存、破碎、加工等工藝段中有大量的粉塵產生,需配套建設相應收集處理系統。

    安全性方面

    整個生態產業鏈低壓(0.02~0.025MPa)運行,運行安全可靠。

    高壓運行工藝,存在運行安全風險,如水煤漿加壓氣化工藝,運行壓力有6.5MPa左右。

    經濟效益方面

    1)基于環保性等方面的優勢,投資低;

    2)可將粉煤變為塊煤、可用非焦煤生產型焦,收益大。

    1)傳統煤化工行業配套的環保等方面投入較大,整體投資高;

    2)以煤干餾為例,主要收入來自于煤焦油,蘭炭基本與成本持平,收益低。

       

    、技術優勢

    煤-化-電綜合生態產業鏈充分利用了我國“富煤”的能源特點,將煤炭資源高效制取各類新型清潔能源材料,優化我國能源結構。根據《中國散煤治理調研報告》顯示,我國每年散煤消費量約為7.5億噸,若在全國建設約100個原煤轉化量為500萬噸的煤-化-電綜合生態產業鏈平臺,每年可制取約4.87億噸猶如天然氣一樣清潔燃燒的新型焦炭代替散煤,大幅度降低大氣污染物的排放,從而帶動了煤制清潔燃料產業健康而快速的發展。

    煤-化-電綜合生態產業鏈在制取新型能源新型焦炭的同時,將副產物(低溫焦油)進一步深加工產生柴油、汽油等戰略能源,按制取約4.87億噸/年新型焦炭同比計算,可制取柴油約3500萬噸/年,汽油約470萬噸/年,天然氣約400億方/年,減少我國油類能源進口量,增加我國油類能源戰略儲備。

    在整個煤-化-電綜合生態產業鏈中,各行業間優勢互補、互相支撐、互相依托,還可制取低能耗、低成本的氫氣、甲醇、液氧、液氮、液氬等產品。其中氫能的制取蘊育著廣闊的前景,如氫汽車、氫燃料電池等。從而推動和發展了能與國際價格競爭的低能耗、低成本煤制氫氣等清潔能源產業,取得了化解煤炭過剩產能、促進煤炭行業轉型和煤化工產業升級的多重效果。

    -化-電綜合生態產業鏈各行業間通過物流、能流的方式實現廢物、能量和信息的互換,通過富氧燃燒綜合調峰節能減排的高效環保處理,確保整體產業鏈達到國家近零排放標準,并且通過風火電力互換使綜合生態產業鏈最大限度的使用可再生綠色電力,從而減少CO2排放,實現產業生態化。

    煤-化-電綜合生態產業鏈每年可產生巨大的經濟效益,單就應用約4.87億噸/年新型能源新型焦炭代替散煤可產生直接經濟純收益近2700億元,柴油汽油經濟純收益近2500億元,在振興全國火力發電行業經濟的同時,可有效地提高當地人均GDP值,帶動當地人口就業及經濟的全面發展,實現生態產業化。

    綜上,煤-化-電綜合生態產業鏈搭建了煤-化-電能源互聯網,構建了高效、清潔、低碳“三位一體”體系,形成了煤、化、電一體化的新興產業,加大了我國能源產業的發展,推動了我國能源產業的技術升級。

    同時,煤-化-電綜合生態產業鏈通過技術耦合創新將各產業融為一體,滿足國家節能、低碳、環保的發展模式,將產業外部間的能源消費轉變為產業內部階梯式上下游消費,將單一的能源供給側轉變為多元化的能源供給側。若在煤炭資源豐富的地區(如山西?。嵤┟?化-電綜合生態產業鏈,可使其由資源輸出大省轉變為新型能源輸出大??;若在全國加大該綜合生態產業鏈的建設,可保障我國在相應能源領域的能源戰略安全。

    、產品介紹

    1)型焦(新型焦炭)產品展示: 

     

    型焦(新型焦炭)是利用非焦煤為原料干餾而成,各項指標均優于冶金焦。


    (2)型焦后內部結構:


    型焦內部結構密實且通透性好,呈現銀白色,其結焦效果顯著。


    、型焦產品燃燒測試

     

     

    (1)型焦通透性好,易燃燒;

    (2)型焦燃燒火焰旺盛,火苗高度可達1750px以上;

    (3)爐膛中心溫度1200℃以上,型焦燃燒表面溫度900℃以上;

    (4)熱穩定性好,燃燒過程不塌爐,具有骨架支撐作用;

    (6)熱強度好,完全燃燒反應中的新型焦炭2米高落下不散不碎,從爐中取出放入水中急冷后不散不碎,并可承受80公斤以上壓力

    (7)熬火性好,可維持高溫燃燒2小時以上。

    (8)燃燒反應徹底,灰渣無型焦殘留。

     

    、工程應用

    (1)煤-化-電綜合生態產業鏈的應用

    內蒙古準大發電公司2×300MW機組燃煤火電干餾煤氣富氧燃燒輔助調峰綜合節能減排EMC項目:

      


     

     

     


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