2015年5月5日，國(guó)家能源局對(duì)外發(fā)布了《煤炭清潔高效利用行動(dòng)計(jì)劃(2015~2020年)》，其中特別強(qiáng)調(diào)，要注重改造提升傳統(tǒng)煤化工產(chǎn)業(yè)，穩(wěn)步推進(jìn)現(xiàn)代煤化工產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。
2016年10月底，國(guó)務(wù)院印發(fā)《“十三五”控制溫室氣體排放工作方案》，以加快推進(jìn)綠色低碳發(fā)展。面對(duì)經(jīng)濟(jì)下行壓力和嚴(yán)峻的環(huán)保形勢(shì)，煤化工產(chǎn)業(yè)如何進(jìn)一步調(diào)整規(guī)劃布局、清潔高效利用現(xiàn)有煤炭資源，突破困局、實(shí)現(xiàn)綠色可持續(xù)發(fā)展是政府和企業(yè)亟待解決的問題。
    現(xiàn)代煤化工著力煤基清潔高效利用
    煤的氣化是煤炭清潔高效的重要基礎(chǔ)，是發(fā)展清潔能源、煤基化學(xué)品、聯(lián)合循環(huán)發(fā)電、制氫、燃料電池、多聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)等過程工業(yè)的第一步。煤氣化是煤化工生產(chǎn)過程的核心工作，是關(guān)系煤化工項(xiàng)目經(jīng)濟(jì)性和競(jìng)爭(zhēng)力的最重要環(huán)節(jié)。當(dāng)前，我國(guó)煤制氣產(chǎn)業(yè)正在由傳統(tǒng)煤化工向現(xiàn)代煤化工戰(zhàn)略轉(zhuǎn)型，如何實(shí)現(xiàn)煤基清潔能源綜合高效利用的技術(shù)突破，促進(jìn)煤制氣行業(yè)健康可持續(xù)發(fā)展，提升我國(guó)行業(yè)技術(shù)的國(guó)際影響力，是整個(gè)業(yè)界的重大課題。
    科技部“十二五”863計(jì)劃專家委員會(huì)專家、我國(guó)煤炭工業(yè)協(xié)會(huì)潔凈煤技術(shù)委員會(huì)委員杜銘華先生指出，面對(duì)當(dāng)前日益嚴(yán)峻的環(huán)保和能源形勢(shì)，煤化工業(yè)內(nèi)企業(yè)應(yīng)注重開發(fā)綠色技術(shù)，緩解能源供應(yīng)問題，實(shí)現(xiàn)煤炭清潔、高效利用。作為能源領(lǐng)域的知名企業(yè)，新奧集團(tuán)通過開發(fā)具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的高效、低排放的煤制天然氣技術(shù)，實(shí)現(xiàn)國(guó)際領(lǐng)先的煤制氣產(chǎn)業(yè)化技術(shù)的發(fā)展戰(zhàn)略。
    技術(shù)創(chuàng)新是煤化工產(chǎn)業(yè)發(fā)展的關(guān)鍵
    我國(guó)是煤化工生產(chǎn)發(fā)展大國(guó)，包括煤制天然氣、煤炭間接液化、煤制烯烴、煤制乙二醇、煤制芳烴等技術(shù)不斷創(chuàng)新，并逐步轉(zhuǎn)向產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用，國(guó)內(nèi)大型煤化工示范項(xiàng)目運(yùn)行良好，煤化工的技術(shù)創(chuàng)新已經(jīng)走在了世界前列。
1、煤催化氣化技術(shù)
    煤催化氣化制天然氣技術(shù)，是在多功能催化劑作用下，煤和水蒸氣在一個(gè)反應(yīng)器內(nèi)同時(shí)發(fā)生煤氣化、變換和甲烷化三個(gè)反應(yīng)，該技術(shù)將吸熱反應(yīng)和放熱反應(yīng)有效耦合起來，大幅提高甲烷產(chǎn)率和系統(tǒng)能效。它對(duì)于我國(guó)較為豐富的低階煤資源具有很好的適應(yīng)性，能源轉(zhuǎn)化效率、環(huán)保指標(biāo)均可滿足國(guó)家要求，不僅實(shí)現(xiàn)了對(duì)低階煤資源的高效開發(fā)和清潔化利用，還可彌補(bǔ)我國(guó)天然氣需求快速增長(zhǎng)形成的供應(yīng)缺口，具有良好的社會(huì)效益和市場(chǎng)前景。
    在實(shí)際運(yùn)用生產(chǎn)過程中，煤催化氣化技術(shù)體現(xiàn)出諸多優(yōu)勢(shì)：一是煤種適應(yīng)性廣，煙煤、次煙煤和褐煤均可采用該技術(shù)實(shí)現(xiàn)高效利用；二是能量利用效率高，采用煤熱解、催化氣化、燃燒相結(jié)合的分級(jí)轉(zhuǎn)化技術(shù)，過程熱效率高達(dá)72%，比常規(guī)技術(shù)高10%左右，提高甲烷產(chǎn)率的同時(shí)，減少二氧化碳排放；三是過程經(jīng)濟(jì)性好，甲烷和焦油聯(lián)產(chǎn)，大幅提高過程經(jīng)濟(jì)性；四是環(huán)境友好，煤氣降溫采用間接冷凝技術(shù)，不產(chǎn)生洗焦廢水，爐內(nèi)未分解水用于催化劑回收，無廢水排放問題。
    新奧自主開發(fā)的煤催化氣化技術(shù)于2008年立項(xiàng)，先后完成了實(shí)驗(yàn)室小試研究、反應(yīng)器內(nèi)流場(chǎng)和反應(yīng)特性研究、處理規(guī)模為5噸/天的自熱式流化床過程放大研究和百噸級(jí)、千噸級(jí)示范工程裝置工藝包編制。成功開發(fā)了完整的煤催化氣化工藝體系，形成了一系列具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的核心技術(shù)。該技術(shù)通過了河北省科技廳組織的成果鑒定，技術(shù)達(dá)到國(guó)際領(lǐng)先水平。催化氣化千噸級(jí)示范項(xiàng)目已在內(nèi)蒙古達(dá)拉特旗開工建設(shè)，預(yù)計(jì)2017年底建成。
2、煤加氫氣化聯(lián)產(chǎn)芳烴和甲烷技術(shù)
    煤加氫氣化聯(lián)產(chǎn)芳烴和甲烷技術(shù)，是指煤粉與氫氣在中溫（800-1000℃）和高壓（5-10MPa）條件下發(fā)生快速加氫熱解反應(yīng)、揮發(fā)分二次裂解反應(yīng)以及活性半焦的加氫氣化反應(yīng)，最終生成甲烷、高附加值輕質(zhì)芳烴油品和清潔半焦的過程。該技術(shù)通過煤加氫反應(yīng)過程充分利用了低變質(zhì)煤種自身化學(xué)結(jié)構(gòu)，在獲得甲烷產(chǎn)品同時(shí)得到高附加值芳烴油品，兼具煤制油和煤制氣的優(yōu)勢(shì)，工藝過程油品收率高、耗水少，通過對(duì)煤分級(jí)、分質(zhì)、梯級(jí)利用實(shí)現(xiàn)煤炭的全價(jià)、高效、清潔轉(zhuǎn)化，其經(jīng)濟(jì)優(yōu)勢(shì)明顯，對(duì)于綜合高效利用占我國(guó)儲(chǔ)量40%以上的低階煤資源，尤其是高揮發(fā)分的低變質(zhì)煤炭資源有著重要意義，技術(shù)發(fā)展前景廣闊。
新奧煤加氫氣化已經(jīng)突破高壓煤粉密相輸送、高溫高壓氫氣加氧噴嘴、加氫氣化爐等關(guān)鍵技術(shù)，打通工藝流程，先后實(shí)現(xiàn)10噸/天PDU和50噸/天中試裝置的連續(xù)穩(wěn)定運(yùn)行，工藝各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)經(jīng)專家技術(shù)鑒定認(rèn)定達(dá)到國(guó)際領(lǐng)先水平。內(nèi)蒙古達(dá)拉特旗400噸/天工業(yè)示范裝置預(yù)計(jì)2017年底完成建設(shè)，2018年實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定運(yùn)行。
3、漿粉耦合氣化技術(shù)
    漿粉耦合氣化技術(shù)是指在氣化爐內(nèi)同時(shí)噴入煤粉和水煤漿，提高整體煤漿濃度，通過調(diào)節(jié)漿粉投料比例和角度改變爐內(nèi)氣固流動(dòng)及反應(yīng)結(jié)果，實(shí)現(xiàn)煤粉和煤漿高效的共氣化。該技術(shù)具有優(yōu)異的煤種適應(yīng)性能，是針對(duì)我國(guó)大量劣質(zhì)煤綜合利用探索出的技術(shù)新途徑，在國(guó)家煤炭資源利用、節(jié)能減排和環(huán)境的可持續(xù)發(fā)展方面具有重大意義。
該技術(shù)經(jīng)濟(jì)效能明顯。一是煤種適應(yīng)性廣。通過調(diào)節(jié)漿粉比例，可使用成漿性稍差的煤種配合進(jìn)料，降低了制漿原料煤的成漿性能要求；噴入煤粉的原料煤選擇性廣，甚至可以使用褐煤。通過綜合配煤能夠進(jìn)一步降低原料成本。二是進(jìn)料有效煤漿濃度可達(dá)68%以上，相對(duì)于現(xiàn)有水煤漿氣化技術(shù)，有效氣含量和冷煤氣效率提高4～6%，同時(shí)比氧耗下降約17%、比煤耗下降約11%。三是技術(shù)兼有干粉煤氣化和水煤漿氣化優(yōu)點(diǎn)，其應(yīng)用于甲醇生產(chǎn)時(shí)，綜合能耗約1.6tce/噸甲醇（低于國(guó)家先進(jìn)值）；同時(shí)其相比現(xiàn)有成熟水煤漿氣化技術(shù)生產(chǎn)甲醇，在耗水量和碳排放量方面可分別降低11%和12%。
    經(jīng)過3年的研發(fā)試驗(yàn)，新奧現(xiàn)已形成了具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的煤漿干粉耦合氣化爐及多通道燒嘴、高壓CO2粉煤密相輸送工藝及漿粉耦合氣化控制技術(shù)，申請(qǐng)專利20余項(xiàng)。1500噸/天漿粉耦合氣化技術(shù)工藝包已開發(fā)完成并通過了專家驗(yàn)收和認(rèn)可。后續(xù)將在內(nèi)蒙古達(dá)拉特旗進(jìn)行技術(shù)示范項(xiàng)目建設(shè)，并進(jìn)行商業(yè)化推廣。
4、煤加壓流化床氣化制清潔燃?xì)饧夹g(shù)
    煤加壓流化床氣化制清潔燃?xì)饧夹g(shù)，利用劣質(zhì)粉煤與水蒸氣、氧氣或空氣組成的氣化劑在加壓流化床氣化爐內(nèi)反應(yīng)，生成富甲烷清潔燃?xì)�。該技術(shù)是基于我國(guó)環(huán)境容量低、劣質(zhì)煤儲(chǔ)量高的特點(diǎn)而開發(fā)的一種煤的清潔高效利用技術(shù)。
    該技術(shù)適用優(yōu)勢(shì)明顯。一是原料適應(yīng)范圍廣。涵蓋了褐煤、長(zhǎng)焰煤、三高煤、生物質(zhì)及民用垃圾等。二是清潔燃?xì)鉄嶂嫡{(diào)節(jié)范圍廣，單爐產(chǎn)氣量大，操作彈性高，對(duì)用氣量的波動(dòng)調(diào)節(jié)靈活。三是高效率、低成本、環(huán)境友好。大大降低工藝投資，同時(shí)有效減少二氧化碳排放；采用干法排灰，廢水量少，處理簡(jiǎn)單。四是氣化操作壓力高，單爐產(chǎn)能大，清潔燃?xì)饪芍苯咏尤胗脩�，省去壓縮能耗；此外，本工藝可直接配置燃?xì)廨啓C(jī)在IGCC領(lǐng)域應(yīng)用。
    新奧煤加壓流化床氣化制清潔燃?xì)饧夹g(shù)，先后完成了實(shí)驗(yàn)室小試研究、過程開發(fā)裝置研究、中試放大研究等，完成一系列關(guān)鍵技術(shù)的開發(fā)和驗(yàn)證，形成120余項(xiàng)專利。在技術(shù)開發(fā)過程中，完成新疆、內(nèi)蒙、山西、陜西、云南、福建等多地、多煤種工藝適用性評(píng)價(jià)，結(jié)合不同煤質(zhì)屬性，匹配適宜的催化劑，可實(shí)現(xiàn)劣質(zhì)煤的高效轉(zhuǎn)化，并建立了豐富的煤種數(shù)據(jù)庫(kù)；同時(shí)與多家單位建立廣泛合作，針對(duì)客戶提供的煤種，在中試裝置上進(jìn)行煤種氣化工藝適用性評(píng)價(jià)，結(jié)合評(píng)價(jià)結(jié)果為客戶提供煤制清潔燃?xì)饧夹g(shù)方案。
5、水處理新選擇——超臨界氣化/氧化技術(shù)
    超臨界水氣化/氧化，是利用水在超臨界狀態(tài)下反應(yīng)速度快、反應(yīng)完全和換熱效率高的特性，對(duì)高水含量含碳物質(zhì)進(jìn)行處理的過程。該技術(shù)可應(yīng)用于污泥、高濃度難降解廢液及工業(yè)危險(xiǎn)廢物中污染物的高效降解。隨著國(guó)家環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)和監(jiān)管體系的日益完善，超臨界處理作為廢棄物低成本清潔資源化處理新技術(shù)，具有強(qiáng)大市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力，市場(chǎng)前景廣闊。
    新奧能源研究院于2011年建成國(guó)內(nèi)最大的超臨界中試平臺(tái)（6噸/天），利用該平臺(tái)完成市政污泥、印染污泥、焦化廢水和堿渣廢液、制藥釜?dú)堃�、抗生素藥渣等多種危險(xiǎn)廢物的降解處理以及高水褐煤氣化試驗(yàn)研究。在完成工藝、關(guān)鍵設(shè)備、耐腐蝕材料技術(shù)積累和工業(yè)放大研究的基礎(chǔ)上，2015年5月，由新奧投資1.2億元興建的廊坊市政污泥及危險(xiǎn)廢物處理項(xiàng)目在廊坊市龍河工業(yè)園建成正式投入運(yùn)營(yíng)，污泥及危險(xiǎn)廢物綜合處理能力達(dá)到240噸/天。
    2015年5月，新奧啟動(dòng)36t/d撬裝式危廢處理裝置及18噸/天移動(dòng)式危廢處理裝置研發(fā)項(xiàng)目。歷時(shí)半年研制，先后完成了工藝包開發(fā)、裝置設(shè)計(jì)以及裝置集成工作。這標(biāo)志著新奧超臨界水氧化技術(shù)在危廢處理領(lǐng)域的應(yīng)用已經(jīng)正式起步。該裝置將應(yīng)用于各類液態(tài)、半液態(tài)有機(jī)危廢的處理，與傳統(tǒng)危廢處理方式相比，能夠符合更嚴(yán)格的危廢處理標(biāo)準(zhǔn)，實(shí)現(xiàn)真正意義上的危廢無害化、減量化處理。
6、碳資源利用新工藝——微藻生物固碳技術(shù)
    微藻生物固碳技術(shù)，是利用微藻光合作用吸收工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過程中排放的二氧化碳等廢氣，通過低成本收集和高效油脂提取等后處理技術(shù)，聯(lián)產(chǎn)生物柴油、保健品原料和飼料添加劑等產(chǎn)品。該技術(shù)是實(shí)現(xiàn)低碳循環(huán)經(jīng)濟(jì)、建設(shè)生態(tài)文明的新選擇，對(duì)于我國(guó)二氧化碳資源化利用、沙荒地綜合治理起到重要作用。
新奧位于河北省廊坊市的中試示范項(xiàng)目實(shí)現(xiàn)全年穩(wěn)定養(yǎng)殖，目前正在內(nèi)蒙古達(dá)拉特旗開展國(guó)家級(jí)微藻生物能源產(chǎn)業(yè)化示范項(xiàng)目，已完成I期工程建設(shè)并實(shí)現(xiàn)連續(xù)穩(wěn)定運(yùn)行。
    當(dāng)前，我國(guó)煤化工產(chǎn)業(yè)正處于發(fā)展瓶頸期，如何實(shí)現(xiàn)煤炭清潔高效利用，推進(jìn)煤化工產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)是目前業(yè)內(nèi)關(guān)注的焦點(diǎn)。煤化工從業(yè)者應(yīng)注重對(duì)煤分級(jí)、分質(zhì)、梯級(jí)利用，從而真正意義上實(shí)現(xiàn)煤炭的高效、清潔轉(zhuǎn)化，為現(xiàn)有煤化工及能源化工產(chǎn)業(yè)提供先進(jìn)的生產(chǎn)工藝及科學(xué)、有效的系統(tǒng)化技術(shù)路徑。