現(xiàn)代煤化工是煤炭清潔高效利用的有效途徑之一,但在當(dāng)前背景下,現(xiàn)代煤化工創(chuàng)新該從何處出拳?聽聽參加9月份舉行的2016年煤炭清潔利用與生態(tài)化工高峰論壇的專家怎么說。
已有工藝打造“升級版”
完善已有工藝,打造“升級版”,是與會專家公認(rèn)的一個現(xiàn)代煤化工創(chuàng)新方向。
中國科學(xué)院院士、清華大學(xué)教授費(fèi)維揚(yáng)指出,近年來,我國現(xiàn)代煤化工的研究和工業(yè)化取得了可喜的進(jìn)展。煤制烯烴工業(yè)裝置建成投產(chǎn)后迅速推廣,煤制油和煤制乙二醇等技術(shù)也在積極推進(jìn),但仍存在一些不足。以獲得科技進(jìn)步一等獎的煤制烯烴為例,雖然創(chuàng)新性特殊,經(jīng)濟(jì)效益和社會效益顯著,但第三方的再評估表明,此項技術(shù)尚有改進(jìn)的余地。如與石油路線相比,它的能源轉(zhuǎn)換效率較低,用水量和CO2排放量很大,“三廢”處理要求較高。為了更好地發(fā)揮其作用,急待在化學(xué)、工藝和裝備等方面加強(qiáng)研究,推出新的“升級版”。
中國科學(xué)院山西煤炭化學(xué)研究所所長、煤轉(zhuǎn)化國家重點實驗室主任王建國認(rèn)為,煤轉(zhuǎn)化利用過程是大系統(tǒng),投資極高,產(chǎn)品種類豐富,其學(xué)科基礎(chǔ)是一碳化學(xué)與催化化學(xué)。相關(guān)催化過程的研究,必須同時進(jìn)行熱力學(xué)、動力學(xué)與反應(yīng)工程的分析,注重實驗研究與理論計算的結(jié)合,以基礎(chǔ)研究推動關(guān)鍵技術(shù)的研發(fā)。
盡可能少破壞單元結(jié)構(gòu)
太原理工大學(xué)教授黃偉認(rèn)為,傳統(tǒng)煤轉(zhuǎn)化過程基本上都是將煤中的化學(xué)鍵全部打破,然后再重組,這導(dǎo)致了煤轉(zhuǎn)化過程中大量的能量輸入和損耗,進(jìn)而造成了大量的CO2排放。通過發(fā)展低階煤(焦)催化解聚技術(shù),發(fā)展低碳排放的低階煤高效轉(zhuǎn)化技術(shù),在盡可能少地破壞煤中的單元結(jié)構(gòu)(即打破化學(xué)鍵)基礎(chǔ)上,將其轉(zhuǎn)化成高附加值化學(xué)品和液體燃料,可降低過程能耗,實現(xiàn)CO2減排。
中國礦業(yè)大學(xué)教授魏賢勇介紹,包括現(xiàn)代煤化工在內(nèi)的傳統(tǒng)煤轉(zhuǎn)化都存在投資成本高、反應(yīng)條件苛刻、污染嚴(yán)重和產(chǎn)品附加值低的問題。富含縮合芳環(huán)是煤的重要特征。煤中的縮合芳環(huán)由橋鍵相連且諸多芳環(huán)上含有側(cè)鏈,構(gòu)成煤中有機(jī)質(zhì)大分子。精細(xì)煤化工旨在通過溫和條件下的催化加氫裂解,定向切斷煤有機(jī)質(zhì)大分子中芳環(huán)間的橋鍵和芳環(huán)上的側(cè)鏈,獲得芳香族化合物,特別是縮合芳香族化合物,其中諸多縮合芳香族化合物是附加值極高的精細(xì)化學(xué)品。發(fā)展精細(xì)煤化工可以在大幅度減少用煤的情況下創(chuàng)造巨大的經(jīng)濟(jì)效益,帶動我國的經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)型。
著眼大能源借助信息化
將現(xiàn)代煤化工置于大能源系統(tǒng)中,借助信息化技術(shù),進(jìn)行項目規(guī)劃和協(xié)同創(chuàng)新,也是一個不錯的方向!
寧夏寶豐能源集團(tuán)股份有限公司高明禮認(rèn)為,受當(dāng)前國際油價低迷、全球經(jīng)濟(jì)增速放緩等因素影響,世界能源供需格局悄然變化,在一定程度上削弱了現(xiàn)代煤化工的成本優(yōu)勢,加之資源環(huán)境約束增強(qiáng),現(xiàn)代煤化工的發(fā)展面臨新挑戰(zhàn)。在這種環(huán)境下,煤化工項目協(xié)同規(guī)劃與創(chuàng)新發(fā)展尤為重要。
煤化工技術(shù)創(chuàng)新,必須關(guān)注大能源的變化趨勢。青島科技大學(xué)教授雷仲敏表示,新一輪能源革命呈現(xiàn)出能源利用方式的可持續(xù)性和低碳化、能源生產(chǎn)的分布性和間歇性、能源消費(fèi)的多元化和高效化、能源生產(chǎn)和消費(fèi)的智能化等特征。而全球范圍內(nèi)以大數(shù)據(jù)、智能化和互聯(lián)網(wǎng)為引領(lǐng)的技術(shù)變革,也為能源管理革命的實現(xiàn)創(chuàng)造了重要的技術(shù)支撐。能源系統(tǒng)的創(chuàng)新,應(yīng)充分利用互聯(lián)網(wǎng)(數(shù)據(jù)傳輸)、物聯(lián)網(wǎng)(數(shù)據(jù)控制)、云技術(shù)(數(shù)據(jù)分析處理)等信息技術(shù),通過基礎(chǔ)能源系統(tǒng)和能源信息的高效集成,實現(xiàn)能源系統(tǒng)的根本性變革;通過構(gòu)建以市場機(jī)制為主導(dǎo)的能源消費(fèi)調(diào)控機(jī)制,推動能源消費(fèi)主體的行為模式變革。