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煤炭清洁利用多项技术国际领先

2017-10-16 15:33:55   来源:中国电力报

  党的十八大以来,煤炭工业着力转变发展方式,深入推进结构调整,全面深化行业改革,煤炭行业整体水平显著提高。其中,煤炭清洁高效利用更是可圈可点。
  通过煤炭全生命周期、全产业链加强煤炭清洁利用工作,清洁燃煤发电全面推进,新技术推陈出新。煤炭清洁转化技术取得重大突破,煤炭转化成多种形态重获新生,许多技术和指标都居于国际领先水平。
  全产业链推进煤炭清洁利用
  2014年9月3日,国家发展改革委、环保部、商务部等6部委正式印发《商品煤质量管理暂行办法》(以下简称《办法》)。这是我国第一次对煤炭质量提出强制性要求,其主要目的是落实《大气污染防治行动计划》,促进煤炭高效清洁利用。
  电力行业近年来取得了显著的节能减排效果,但发电用的煤质逐年下降且波动大,影响发电系统的效率、安全稳定运行和污染物排放。《办法》强化商品煤全过程质量管理,提高终端用煤质量,对商品煤的灰分、发热量等指标都进行了明确限定,可以说管住了污染源头。
  2014年12月26日,国家能源局、环保部、工信部联合出台《关于促进煤炭安全绿色开发和清洁高效利用的意见》(以下简称《意见》),积极推进煤炭发展方式转变,提高煤炭资源综合开发利用水平。《意见》明确提出大力发展清洁高效燃煤发电,燃煤发电技术和单位供电煤耗达到世界先进水平,电煤占煤炭消费比重提高到60%以上,并提出到2020年原煤入选率达到80%以上,实现应选尽选。
  2015年4月27日,国家能源局再次印发《煤炭清洁高效利用行动计划(2015~2020年)》,明确加快燃煤发电技术装备攻关及产业化应用,稳步推进相关产业升级示范,建立政策引导与市场推动相结合的煤炭清洁高效利用推进机制,构建清洁、高效、低碳、安全、可持续的现代煤炭清洁利用体系。
  一系列政策文件从煤炭产品质量、燃煤发电、煤化工、燃煤锅炉、煤炭分级分质利用、民用散煤治理、废弃物资源化利用等7个领域,开展推进煤炭清洁利用工作,持续推进煤炭生产和利用方式变革。
  清洁燃煤发电再上新台阶
  全球范围内公认,火电领域供电煤耗每下降10克/千瓦时,技术就领先一个时代。而党的十八大以来,上海外高桥第三发电有限责任公司(简称“外三电厂”)平均供电煤耗已下降到276克标煤/千瓦时,在国际上处于领先水平。
  燃煤发电的清洁高效利用是煤炭清洁高效利用的重中之重,煤耗降低更是实实在在的贡献。2010年,全国6000千瓦及以上火电机组平均供电煤耗高达333克标煤/千瓦时。党的十八大以来,我国火电机组平均供电煤耗下降到321克标煤/千瓦时,其中66~100万千瓦超超临界发电机组平均供电煤耗下降到290克标煤/千瓦时。
  党的十八大以来,煤耗的大幅降低与煤电机组的参数提高有很大关系。截至目前,我国66~100万千瓦超超临界发电机组总装机已达1亿千瓦,居世界首位。2012年12月1日,世界首台600兆瓦超临界循环流化床燃煤锅炉机组在四川白马成功投运,标志着我国在大容量、高参数循环流化床洁净煤燃烧技术领域走在了世界前列。
  相比常规燃煤发电技术,IGCC可以说是突破煤电发展瓶颈的重要技术途径。
  2012年11月6日,国内首座IGCC电站示范工程———华能(天津)1×25万千瓦整体煤气化联合循环发电机组顺利进入试生产,使我国成为世界上第四个拥有大型IGCC电站且自主设计、建设和运行的国家。5年来,机组逐步解决影响稳定运行的难题,实现稳定运行。
  党的十八大以来,我国发电企业在燃煤常规污染物控制技术方面,已经具有一定的竞争优势,除尘、脱硫、脱硝技术进入广泛应用阶段,烟气脱硫装置、低氮燃烧系统及烟气脱硝装置已经普及,一些关键技术达到了国际先进水平,特别是中低挥发分煤的低氮燃烧技术达到了国际领先水平。
  2012年8月,我国首个全流程煤基二氧化碳捕集示范项目累计封存二氧化碳4万多吨,取得了碳捕获与封存(CCS)技术领域的突破性进展。据悉,该示范项目是我国目前第一个深部盐/咸水层的地质封存实验项目,每年减少的二氧化碳排放量相当于274公顷阔叶林吸收储存的二氧化碳总量。
  煤炭清洁转化实现重大突破
  党的十八大以来,煤制清洁燃气、煤制液体燃料、煤制化工品等煤炭清洁转化技术取得重大突破,新型煤气化、直接液化等技术整体达到国际领先水平。
  2014年7月9日,兖矿集团鄂尔多斯能化荣信化工项目全系统贯通,生产出纯度为99.99%的合格甲醇,装置安全运行稳定,这标志着具有自主知识产权、单炉日处理3000吨煤多喷嘴对置式超大型煤气化技术正式投入生产,我国自主研发的超大型煤气化技术取得重要突破。
  大型煤气化是煤炭清洁高效转化的核心技术,是发展煤基液体燃料、煤基化学品、IGCC发电、制氢等过程工业的基础。2012年初,工信部决定在5年(2011~2015年)内选择19家左右以煤为原料的大、中型合成氨煤化工企业,采用先进煤气化技术进行改造,形成一批拥有先进煤气化技术的煤气化企业。单炉日处理3000吨煤多喷嘴对置式超大型煤气化技术可以说是煤气化技术发展过程中的一次飞跃。
  2016年12月28日,世界最大煤制油项目———神华宁煤集团400万吨/年煤炭间接液化示范项目建成投产。该项目是神华集团继鄂尔多斯百万吨煤直接液化项目之后,在煤炭间接液化技术上的又一突破,标志着神华集团成为全球唯一同时掌握百万吨煤炭直接液化和间接液化两种煤制油技术的公司。目前,该项目已进入稳定产油期,年产油量突破80万吨。
  相比煤制油的独领风骚,我国煤制气项目则结出了更多硕果。作为国内第一个大型煤制天然气示范项目,大唐克旗煤制天然气项目自2012年项目装置打通全部工艺流程以来,打破了国外对煤制天然气核心技术的封锁。目前,我国已建成投产大唐克旗一期、庆华伊犁一期和汇能鄂尔多斯一期3个煤制气(SNG)项目,总计产能31亿立方米/年。
  煤制烯烃是《能源发展“十三五”规划》中明确要推进的内容。神华包头60万吨煤制烯烃项目是世界首套以煤为原料,通过煤气化制甲醇、甲醇转化制烯烃、烯烃聚合工艺路线生产聚烯烃塑料的特大型煤化工项目,于2011年1月正式投入商业化运营,全年生产聚烯烃50万吨,实现销售收入50多亿元。此后,煤制烯烃获得进一步发展。2015年5月,国家发展改革委列出9大制烯烃升级示范项目,其中,中天合创140万吨煤制烯烃项目可年生产67万吨聚乙烯、70万吨聚丙烯,是目前国内已投产规模最大、技术领先的煤制烯烃项目。截至目前,我国已建成投产煤制烯烃装置11套,总生产能力约727万吨,产量约617万吨/年。

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