6月18日,中煤陜西能源化工集團有限公司(以下簡稱中煤陜西公司)中煤榆林煤炭深加工基地項目主裝置正式開工建設。這個被生態(tài)環(huán)境部列為環(huán)評典型案例的示范項目,在國內首次于設計階段就制定了全生命周期的碳中和路線圖,致力于打造煤化工行業(yè)綠色低碳精品示范工程。
近年來,中煤陜西公司秉承數(shù)字化轉型、綠色低碳創(chuàng)新發(fā)展理念,成為“源動力”強勁、“智造范”十足、“科技感”滿滿的智能型化工企業(yè),先后獲得國家首批智能制造試點示范、“工業(yè)互聯(lián)網+危化安全生產”試點建設單位、中國工業(yè)碳達峰領導者、陜西省“綠色工廠”等多項榮譽,成為現(xiàn)代煤化工產業(yè)高質量發(fā)展的標桿。
厚植“基因”綠色發(fā)展成色十足
作為中國中煤在陜西布局發(fā)展的全資子公司,中煤陜西公司主要負責煤炭、煤化工、電力、鐵路、新能源等項目投資建設和生產經營,也是中國中煤在陜首個大型現(xiàn)代煤化工企業(yè),擁有煤化工廠區(qū)、大海則煤礦、禾草溝煤礦、新能源公司等企業(yè),主要產品產能包括205萬噸/年甲醇、60萬噸/年聚烯烴、2500萬噸/年煤炭等。其中,煤化工項目一期工程205萬噸/年煤制甲醇、30萬噸/年聚乙烯、30萬噸/年聚丙烯等裝置2014年7月建成,是陜西首批投產的煤制烯烴項目之一。
項目建設伊始,中煤陜西公司就將打造“本質安全、穩(wěn)產高效、綠色低碳、卓越運營”的智能綠色工廠作為目標,順應煤炭清潔高效利用要求,堅持存量提效、增量轉型發(fā)展思路,圍繞綠色低碳和數(shù)字化升級開展全產業(yè)鏈、全生命周期頂層優(yōu)化設計,推動數(shù)字技術與能源技術深度融合,在安全運行、節(jié)能降耗、科技創(chuàng)新、清潔生產、新產品開發(fā)等方面成效顯著。
項目建成投產10年來,始終保持安穩(wěn)長滿優(yōu)運行,氣化爐、聚烯烴等裝置刷新多項行業(yè)運行周期紀錄,成為國內首套實現(xiàn)3年一大修的煤制烯烴裝置。聚烯烴產量連續(xù)7年保持70萬噸/年以上,產品綜合能耗、單耗持續(xù)下降,為國內同行業(yè)領先水平。
中煤陜西公司在環(huán)保方面加大投入力度,以建設綠色環(huán)保型煤化工企業(yè)為目標,在項目規(guī)劃、設計之處,將綠色環(huán)保作為先決條件考慮,積極采用治污、減排新工藝、新裝備,確保“三廢”排放優(yōu)于國家及地方規(guī)定的排放標準。煤化工項目一期環(huán)保類設施投資7.4億元,占總投資的3.4%。
近年來,中煤陜西公司積極引進先進環(huán)保治理技術,不斷實施超低排放改造,推進低碳清潔發(fā)展。大海則煤礦產生的礦井水處理后,通過管道輸送到煤化工廠區(qū)作為生產系統(tǒng)的主要水源,實現(xiàn)綜合利用。生產廢水、生活污水經SBR污水處理裝置處理后,與循環(huán)水排污水、脫鹽水排污水合并進入1400噸/小時回用水處理站,產水作為循環(huán)水補充水,濃鹽水排入園區(qū)污水處理廠。鍋爐煙氣各項指標滿足超低排放標準,含硫工藝廢氣引進國外技術,并通過改造進一步提高處理效率,二氧化硫平均排放濃度遠低于國家標準。低溫甲醇洗工藝尾氣以及污水處理產生廢氣、甲醇裝卸廢氣、水煤漿制備等含揮發(fā)性有機物廢氣,也采用先進技術得到有效回收治理。
固廢治理方面,一般工業(yè)廢渣優(yōu)先考慮綜合利用,生化污泥、烯烴分離廢堿液送水煤漿制備系統(tǒng)處置,氣化細渣脫水后送鍋爐摻燒利用,鍋爐渣委托榆橫工業(yè)園區(qū)渣場進行處置。
“我們與中國科學院過程研究所合作,正在準備實施建設80萬噸/年氣化灰渣綜合利用示范項目,采用分級選碳、活化鋁硅分質、全固廢凝膠材料制備等技術,通過碳灰分離,在回收氣化粗渣中高品質可燃精碳的同時,低碳渣制備12萬噸水玻璃聯(lián)產聚合氧化鋁、30萬噸固廢凝膠等材料,實現(xiàn)變廢為寶。”中煤陜西公司煤化工事業(yè)部副總經理付來利介紹,該項目建成后,預計年新增產值2.33億元、利潤8000萬元,形成固廢綜合循環(huán)利用產業(yè)鏈。
“慧”用煤炭 打造智能礦山樣板
作為中煤陜西公司煤化工項目的主要配套資源、現(xiàn)代化礦井,大海則煤礦煤炭產能達2000萬噸/年,是中國中煤打造蒙陜億噸級煤炭基地的重要支撐。
“檢查完畢,可以開工生產。”在大海則煤礦生產控制指揮中心,員工通過電腦及搭載5G網絡技術的通訊設備,與置身650米深井下的智采中心黨支部書記袁金星實時對話、傳遞生產指令。伴隨泵站、破碎機、轉載機、刮板運輸機指示燈依次亮起,井下采煤機開始轉動,完成了一次遠程控制采煤機作業(yè)。
這是大海則煤礦每日“智”取烏金、慧“用”煤炭的一個縮影。作為世界最大立井煤礦,該礦率先應用“規(guī)劃割煤+自動跟機+遠程控制”的智能綜采技術,通過融合5G技術、工業(yè)互聯(lián)網、大數(shù)據、人工智能等“智慧大腦”,礦井生產、洗選全流程采用智能化控制聯(lián)動,開創(chuàng)“工作面自動掘進+地面遠程可視干預”的智能掘進模式。2024年3月,該礦井通過“國家首批智能化示范煤礦”驗收。
通過全井一套體系、一張網絡、一個中心建設,實現(xiàn)智能綜采、智能掘進、智能洗選裝車、智能主副井提升、智能監(jiān)測監(jiān)控等全流程智能化管控。選煤廠也在多場景應用智能機器人,多崗位實現(xiàn)無人遠程集控,在行業(yè)內首次實現(xiàn)數(shù)字孿生全覆蓋,煤炭洗選加工、采制化、裝車全流程“無人化”。而且煤炭采樣、制樣、化驗全流程自動化,從源頭保障煤炭品質分析檢測的準確性和時效性。
大海則煤礦生產的原煤通過棧橋皮帶直接輸送到3千米以外的選煤廠。據介紹,這是國內最長的成套式模塊裝配棧橋,該礦還擁有行業(yè)最大的智能定量裝載皮帶系統(tǒng)及10萬噸原煤氣膜儲倉,裝備國內載重能力最大的寬窄罐籠等。
作為新建礦井,大海則煤礦秉持智能化建設與礦井安全高效、綠色開采、低碳發(fā)展統(tǒng)一協(xié)調理念,采用智能化管控技術,實現(xiàn)“人機料法環(huán)”全覆蓋監(jiān)測監(jiān)控,主運輸、變電所、泵房、通風機房、壓風制氮等固定場所無人值守,水、火、瓦斯、地壓等災害全面監(jiān)測預警。
大海則煤礦以保護生態(tài)環(huán)境、降低資源消耗、提升經濟效益為目標,將綠色礦山建設貫穿于主體工程、地質環(huán)境保護與恢復治理整個過程,在礦區(qū)環(huán)境、資源開采、資源綜合利用、綠色低碳、生態(tài)修復與環(huán)境治理等方面成果顯著,礦區(qū)裸露面積綠化、矸石離層注漿充填、“三廢”得到綠色合規(guī)處置。
本著“宜林則林、宜耕則耕、宜景則景、宜建則建、宜水則水、宜草則草”的原則,大海則煤礦堅持礦山地質環(huán)境治理恢復與土地復墾聚焦綠色發(fā)展,積極探索煤炭、煤化工固廢處置。2024年4月,該礦建成投運陜西省首個百萬噸級煤矸石覆巖離層注漿充填示范項目,實現(xiàn)規(guī)模2000萬噸的超大型礦井矸石零排放,使煤矸石全部在地下安全有效處置。
“智”護生命 提升本質安全水平
作為國家“工業(yè)互聯(lián)網+;踩a”建設試點單位,中煤陜西公司始終堅持“安全為天、生命至尊”的安全文化理念,踐行“以人為本、少人則安”的理念,經過十余年的探索實踐,逐步形成了人本化、標準化、專業(yè)化、精細化、定置化、數(shù)字化“六化”強安管理模式,使安全管理在“面”上統(tǒng)籌推進,在“線”上細化措施,在“點”上抓實工作,保障化工裝置安穩(wěn)長滿優(yōu)運行。
中煤陜西公司通過認知升級、管理創(chuàng)新、服務模式變革和技術賦能,采用數(shù)字化、智能化手段,不斷提高本質化安全水平,生動回答了“安全生產工作為了誰”的問題,為煤化工行業(yè)安全生產管理提出了有益探索與實踐。
在中煤陜西公司,處處都有一個智慧“大腦”在呵護著員工的健康和安全。
員工進入廠區(qū)門口時,高清攝像頭拍攝掃描每位員工面部表情,監(jiān)測其精神狀態(tài),發(fā)現(xiàn)情緒異常后臺實時提醒。中央控制室內設立的精神狀態(tài)智能監(jiān)測儀,采用非接觸式智能檢測的方式,對當班員工的血氧、血壓、心率、精神狀態(tài)、心理壓力進行檢測,片刻間各項指標便顯示出來,確保人員精神狀態(tài)良好才能上崗。
中央控制室內配套設立了狀態(tài)恢復室,夜班員工每人可輪流休息2個小時。對于班中精神狀態(tài)不佳或身體不適的員工,也可到狀態(tài)康復室進行短暫休息;設立了咖啡屋、沙龍室等休閑區(qū),免費供應咖啡和點心,為員工提供班中休息和放松空間,員工在音樂中閑聊、讀書,還能通過大屏幕看到生產運行實時監(jiān)控畫面。
該公司還推行關鍵設備智能巡檢、無人機巡檢、人員定位、關鍵機泵和動靜設備狀態(tài)實時監(jiān)測、受限空間作業(yè)和生產操作報警可視化、非接觸式交接班等智能化管理模式,將外操室、本地集控室等人員密集場所撤離現(xiàn)場紅線區(qū)域,逐步實現(xiàn)紅線區(qū)域少人化、無人化管理,降低安全生產管理風險。
如今,中煤陜西公司煤化工廠區(qū)75%的核心生產單元實現(xiàn)了智能生產控制,操作人員由原來的操作者轉變?yōu)楸O(jiān)控者,員工可以通過手機端實現(xiàn)遠程非接觸式交接班。該公司在行業(yè)首創(chuàng)推行“五班兩倒”管理新模式,員工勞動強度顯著降低,幸福指數(shù)極大提升。
節(jié)能減碳 加快能效管控步伐
惟創(chuàng)新者進,惟創(chuàng)新者強。中煤陜西公司堅持存量提效、增量轉型發(fā)展思路,通過科技創(chuàng)新、深挖內部潛力,實施節(jié)能減碳技術改造,實現(xiàn)源頭控碳、過程降碳、末端減碳。
為改變水煤漿行業(yè)長久以來制漿能耗高、煤漿濃度低的局面,中煤陜西公司早在2017年就采用中煤科工清潔能源股份有限公司開發(fā)的第三代煤漿提濃技術進行系統(tǒng)改造,煤漿濃度提高了4.1個百分點,有效合成氣含量提高3.02個百分點,每年可處理化工污泥12萬噸、減少二氧化碳排放14.09萬噸,經濟和社會效益顯著。
在此基礎上,中煤陜西公司突破傳統(tǒng)制漿觀念,在級配理論、制漿工藝以及專用設備等方面不斷創(chuàng)新,聯(lián)合中煤科工開展第四代分形級配高濃度水煤漿制備技術研究,去年在該公司建成100噸/小時工業(yè)示范項目并開展運行試驗。
付來利介紹,該技術以“以破代磨”和“整形研磨”為新型制漿理念,通過“破碎+整形”一體化替代傳統(tǒng)的“破碎+棒磨機”制漿工藝,既解決了單棒磨機制漿濃度低的弊端,又顯著降低了第三代制漿技術能耗偏高問題。該成套技術試驗結果表明,煤漿濃度可提高至65%~66%的行業(yè)最高水平,在同等規(guī)模下制漿系統(tǒng)電耗可降低30%左右,煤漿黏度≤1000mPa·s。與三峰級配制漿工藝技術相比,投資降低20%~35%,運行成本降低15%~25%,大幅降低氣化耗煤量,年可減少二氧化碳排放30萬噸。
化工行業(yè)屬設備使用重點領域。前不久,工業(yè)和信息化部、國家發(fā)展改革委等七部門聯(lián)合印發(fā)《推動工業(yè)領域設備更新實施方案》,加快落后低效設備替代,更新升級高端先進設備。中煤陜西公司積極響應,對電動機進行能效對標核查梳理,篩查出低能效電動機335臺,總功率達8040千瓦,盡管不屬于淘汰落后電機,但更換為更加節(jié)能的1級能效電機。目前,已完成電機招標采購工作,計劃今年7月逐步實施更換。
在過程控碳方面,中煤陜西公司建立了智慧電廠、蒸汽優(yōu)化、循環(huán)水優(yōu)化、能源評價和環(huán)境監(jiān)測監(jiān)控等平臺,率先實現(xiàn)煤化工行業(yè)全過程用能優(yōu)化和全過程污染物信息化控制,推行煤化工和電廠板塊碳排放數(shù)字化管理。
同時,該公司還與榆林城投佰盛公司合作實施100萬噸/年二氧化碳利用項目,實現(xiàn)末端減碳。該項目利用低溫甲醇洗脫碳裝置排放的工業(yè)二氧化碳尾氣、變換冷凝液汽提尾氣等為原料,年產100萬噸液體二氧化碳、2萬噸碳酸氫銨及1萬噸工業(yè)氨水。目前,項目一期50萬噸/年二氧化碳利用裝置已建成投產,綜合效益顯著。
超前謀劃 爭當行業(yè)“碳”路先鋒
占地面積超1000畝的中煤陜西公司中煤榆林煤炭深加工基地項目(即煤化工二期項目),施工現(xiàn)場彩旗獵獵,場地平整、地下管道等部分前期工程正在施工。該項目以煤為原料年產220萬噸甲醇、90萬噸烯烴裝置及相關配套設施,同時建設25萬噸/年LDPE/EVA延鏈增鏈及配套工程項目,是我國溫室氣體排放環(huán)境影響評價試點示范項目,承擔了3000噸級氣化半廢鍋流程及40MW超大功率電機兩項應用示范任務。
中煤陜西公司副總經理、煤化工二期項目指揮部總指揮周永濤介紹,公司通過溫室氣體排放環(huán)境影響評價,實行了一系列減污降碳協(xié)同控制措施。比如氣化爐采用節(jié)能的半廢鍋流程水煤漿加壓氣化先進工藝,副產的高壓蒸汽全部利用發(fā)電,空分裝置大型壓縮機透平由蒸汽驅改為電驅,大幅提高電氣化比例,徹底取消燃煤鍋爐,使燃料煤歸零,每年可減少二氧化碳排放量53.43萬噸;建設52MWp分布式光伏項目,利用可再生能源電解水制備的“綠氫”和“綠氧”作為煤化工的氫源和氧源,每年減少二氧化碳排放6.61萬噸。低溫甲醇洗高濃度二氧化碳尾氣實施捕集利用,年減排二氧化碳100萬噸。
煤化工二期項目總投資238.88億元,其中僅環(huán)保投入就超20億元。該項目通過采用余氣余熱發(fā)電、多級熱量回收、循環(huán)水閉式循環(huán)等工藝組合,以及工藝技術集成、多能互補耦合、能量梯級利用、一期二期互聯(lián)互通等大幅降低物耗能耗,能源轉換效率高達48.26%。項目建成投產后,預計單位烯烴產品綜合能耗2090千克標煤/噸,單位烯烴產品新鮮水耗9.15噸/噸,單位烯烴產品二氧化碳排放強度6.83噸/噸烯烴,達到《現(xiàn)代煤化工行業(yè)碳排放基準》領先水平。
站在排頭不讓,攬住紅旗不放。中煤陜西公司煤化工二期項目在國內首次于設計階段就制定了全生命周期的碳中和路線圖,在工藝技術方案、產品高端化和多元化、先進能效、綠色低碳等方面,進行全方位頂層優(yōu)化設計,按照“兩個聯(lián)營+”新理念,統(tǒng)籌推進煤炭、煤電與可再生能源示范,利用“綠氫”和“綠氧”作為煤化工的氫源和氧源,捕集回收裝置副產的高純度二氧化碳,實現(xiàn)“發(fā)展煤、利用煤、超越煤”,打造全生命周期不落后的精品工程。
“我們高站位謀劃、高標準推進煤化工二期項目,就是牢記‘國之大者’,主動順應‘雙碳’戰(zhàn)略目標和煤炭清潔高效利用新要求,堅持煤化工產業(yè)高端化、多元化、低碳化發(fā)展思路,厚植綠色低碳和數(shù)字化轉型的制勝基因,在節(jié)能減排、低碳綠色、智能制造等方面‘碳’索不止,為行業(yè)轉型發(fā)展提供全新的‘中煤案例’,構建共治、共享、共智、共贏的產業(yè)生態(tài)。”中煤陜西公司黨委書記、董事長李俊杰說。