煤基多联产

煤基多联产多煤、贫油、少气的资源结构，以及可再生能源短期内占比很小的现实决定了未来很长一段时间内煤炭仍将是我国的主体能源。煤炭的清洁高效利用既是我国能源发展的战略选择，也是当前节能减排最重要、最现实的手段。从电力和优质燃料两个方面的重大需求看，煤基多联产系统显然是未来洁净煤发展的重要方向。简介多联产系统能够从系统的高度出发，结合各种生产技术路线的优越性，使生产过程耦合到一起，彼此取长补短，从而达到能源的高利用效率、低能耗、低投资和运行成本、以及最少的全生命周期污染物排放。简介煤基多联产技术的优越性以煤气化为中心的超清洁技术原料煤经过纯氧气化之后，得到的合成气可以达到很高的除尘和脱硫率，其污染物的排放指数将大大降低。其次，煤气化技术可以根据不同的需要使用不同的煤种，特别是有效、清洁地使用我国的高硫、高灰份煤，回收煤中含有的硫，变废为宝。煤基多联产技术的优越性技术工艺路线可以进行链接和耦合从气化炉出来的粗煤气经过除尘和脱硫之后，可以分配成几个部分，供应给不同的生产过程。由于各部分的比例可以根据需要灵活地进行调整，因而可以达成各方面的协调生产。如甲醇、二甲醚等，使能量以化学能的形式加以保存。而在用电高峰期，减少生产的甲醇，甚至以甲醇为燃料发电，就可以解决目前发电机组由于调峰所造成的能量损失和浪费。如果再从耦合技术路线的角度出发，使各条技术路线取长补短，实现能量的梯级利用，将更能体现多联产系统的优越性。大大减少温室气体CO2排放的可能性因为通过煤气化技术和其之后的转化反应，CO2有可能直接被分离出来，得到纯度很高的CO2，而不是在燃烧后被N2稀释，这样就使CO2的综合利用和埋存成为可能，很好的满足今后的环保要求。煤基多联产技术的优越性为我国今后氢能源体系提供能源基础用氢气或液化氢气作为燃料，热值高，燃烧后的产物是水，污染物排放是零。以氢为燃料的低温可交换质子膜燃料电池PEMFC是目前最理想的汽车动力，燃料电池具有供电灵活、集中和分布式相结合、发电效率高等一系列优点，作为固定式使用亦是将来的发展方向。氢能的大量利用，对改善我国的能源结构，实现能源资源多样化，保障我国的能源安全将起积极的作用。煤基多联产技术的优越性是一个具有自身更新能力的开放系统由于煤基多联产技术在组成上十分灵活，其中绝大部分是已经成熟的生产过程，是一个优化集成过程。但也包含一些尚需进一步开发的新技术、新工艺，包含了许多目前世界上新兴的技术发展热点和行业，因而多联产系统可以不断地发展新型技术，抛弃已经落后过时的产品技术，使自身得到不断地发展前进。煤基多联产技术的优越性煤基多联产系统的核心就是强调系统内物质交换和能量转换过程的有机耦合、优化与集成，从而使得系统具有灵活的产品和原料系统。该技术解决了燃料和电独立生产时效率低、产品制造成本高的问题，在系统内部控制污染，具有高效、洁净、灵活等显著特点。该系统在经济上达到充分的弹性结构，具有非常强的市场竞争力，并且可以弥补正在开发的煤炭发电和利用单项技术难以同时满足效率、成本和环境等多方面要求的不足。与常规煤发电和煤基化工相比，煤基多联产技术是一种跨越式发展，并且与氢能利用、削减CO2排放的长远可持续发展目标相融合。技术特点煤基多联产系统的关键问题煤基多联产系统是一个跨行业，涉及多学科的巨大复杂系统，各个生产过程的物质流、能量流、信息流和价值流相互交叉、耦合，其复杂程度远远超过单个产品的生产。故在开发与应用该系统时难免遇到许多问题，其中关键问题有：系统方面关键单元技术方面系统方面多联产系统的核心就是强调系统内物质交换和能量交换过程的有机耦合、优化与集成，因而从系统工程角度而言，有大量的科学问题有待研究。煤基多联产系统的关键问题关键单元技术方面气体分离的膜技术在煤炭多联产系统生产的各个阶段需要各种气体的大流量、低能耗、廉价的分离。各产品新的工艺流程、新型催化剂和催化工程、反应工程从联产系统的效率、效益和环境出发，以上技术都需要有面向新目标的突破。煤基多联产系统的关键问题关键单元技术方面高温除尘脱硫为充分利用从气化炉出来的合成气的显热，不宜采用水激冷的办法，因而高温条件下合成气净化问题成为了一个重要课题。CO2的处理与应用能源系统中合成气通过蒸汽重整转换成CO2和H2，经膜分离后，所获得的CO2可注入深煤层以强化煤层气的开采，所得到的煤层气用于高效发电。煤基多联产系统的关键问题先进的高温、高效燃气轮机21世纪的化石能源和资源的利用均以燃气轮机作为动力生产的关键核心部件，技术进步将使得透平进口温度提高至1500℃以上，同时结合系统的研究，天然气为燃料时，将使系统效率达到60%左右。促使先进燃气轮机在中国的发展和应用也是中国能源工业所面临的重大挑战之一。先进的高温（如固体氧化物SOFC）和低温（质子交换膜PEMFC）燃料电池技术关键单元技术方面煤基多联产系统的关键问题煤基多联产系统发展现状国外发展现状自20世纪80年代起，美国、欧盟和日本等国政府分别制定和实施了IGCC和煤炭联产研发计划。1998年，克林顿政府制订了愿景（21Vision）能源工厂发展规划，鼓励煤炭联产系统关键技术的研发。一些国际上著名公司，如BP公司、Texaco公司、GE公司、Shell公司等都在进行煤炭联产系统的研发。2003年初，美国政府宣布开始执行未来电力（FutureGen）项目，2008年初对该项目进行了重组，重点支持IGCC或其他先进燃煤电站。国内发展现状国内研究所和大学与国际同步，在20世纪末开始了现代意义上的煤炭多产品联产概念的探索，并已开始进行系统研究和相关单项技术的研究开发。国家中长期科技发展规划研究提出，“将多联产技术作为能源科技发展的战略重点方向之一”。煤气化、煤制油、燃气轮机等多项单元技术已被列入国家“973”、“863”计划。有关科研单位和企业分别提出了符合各自发展特点的多联产工艺路线，有的已经开始进行系统集成研究。煤基多联产系统发展现状国内发展现状华能集团公司、神华集团公司等大型企业已经制定了多联产发展规划，计划到2015年前后实现初级系统的工业应用，并逐步向先进系统发展。其中，中国华能集团公司处积极探索参加FutureGen国际合作项目的可能外，还对比美国“未来电力”项目提出了“绿色煤电”计划。煤基多联产系统发展现状以煤为主并且在相当才时间内难以根本改变的能源结构决定中国必须高效洁净利用煤炭资源。从电力和优质燃料两方面的重大需求和国内外煤基多联产技术发展状况来看，煤基多联产系统显然是未来洁净煤发展的主流趋势。多联产能源系统是综合解决我国21世纪面临的能源问题的重要途径，具有十分重要的现实意义。煤基多联产系统发展现状谢谢！