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2015年10月,美国《电力杂志》评出2015年度世界顶级火力发电厂,上海外高桥第三发电有限责任公司成为中国火电厂唯一获奖企业。理由是其通过烟气余热利用、广义回热、改进型给水回热、改进型锅炉启动、固体颗粒侵蚀防治等一系列技术革新与创新,以及严格的脱硫脱硝除尘与选择性催化还原等措施,使投入运行的2×1000兆瓦燃煤超超临界发电机组的净效率达到45%以上的世界领先水平,且氮氧化物、二氧化硫、烟尘、黑格曼指数等指标低于天然气发电机组排放指标,为全世界燃煤发电行业树立了标杆。追根溯源,上述技术相当一部分来自煤化工领域的实践。
在工业锅炉领域,陕西煤业化工新型能源有限公司借助自有技术和特殊加工工艺,以神木地区优质末煤为原料,调配加工成粒径只有20~30微米的超细煤粉,同时联手相关锅炉企业和科研院所,开发出高效煤粉锅炉。两者结合使用后,由于超细煤粉粒径小、比表面积大,当其以雾态喷入高效煤煤粉锅炉的炉膛并与空气充分接触后,便能实现低温快速燃烧,从而大幅缩减了氮在高温下被氧化为氮氧化物的概率,显著提升了煤的燃尽率和锅炉热效率。
该公司建成并运营的多个高效煤粉锅炉经环境主管部门监测发现:其煤的燃尽率超过98%,锅炉热效率超过90%,分别较传统链条式锅炉提高30%和25%,节煤30%以上,颗粒物、二氧化硫、氮氧化物排放浓度不仅远低于GB13271-2014《锅炉大气污染物排放标准》中规定的燃煤锅炉大气污染物排放限值,甚至低于该标准中要求最严格的“重点地区燃气锅炉大气物污染物特别排放限值”。这一成果,为我国大量存在的高耗能、高排放、高污染燃煤工业锅炉的节能改造指明了方向,被业内誉为探索出又一条煤炭清洁高效利用的崭新路径。
神华集团则与空军经过3年联合攻关,于2015年8月成功推出煤基喷气燃料。这一成果不仅标志着我国在煤基喷气燃料研究领域已经达到国际领先水平,而且由于煤基燃料比重大,同等容积存储油品多,有助于我国战斗机飞得更高更远,具有重大战略意义。
2016年初,神华宁煤集团相继试产出1101SC、1148TC两个牌号的中高融指均聚聚丙烯产品。前者是无纺布专用料,后者为薄壁注塑用料,从而终结了该公司煤制聚丙烯装置只能做生产通用料的历史。
创新带来无限生机
此起彼伏的技术创新,使中国煤化工发生了巨大变化。在经济效益和社会效益方面,与10年前刚刚起步相比,如今的煤化工产业已令人刮目相看。
比如通过甲醇制聚甲氧基二甲醚技术的运用,柴油发动机台架试验和小范围试用结果表明,若在常规柴油中添加20%,发动机排放烟度可降低70%~90%,一旦在我国推广应用,每年不仅能够节约3000余万吨柴油,还能使机动车排放降低12%~20%。
又比如超细煤粉及高效煤粉锅炉技术的运用,若用其对现有中小燃煤工业锅炉技术改造,每年可节煤1.7亿吨,减排二氧化碳4.17亿吨、减排二氧化硫435万吨、减排氮氧化物73万吨。全国燃煤机组若全部采用上海外高桥第三发电厂超低排放技术,则电力行业的煤烟型污染可较2013年下降90%;若在全球燃煤电厂推广使用,每年可减排二氧化碳40亿吨,节能7.3亿吨标煤。
再比如,神华煤直接液化装置通过持续技术改进、工艺优化并加加强内部管理,吨油品消耗已经由设计时的10吨降至5.8吨,最好时曾达5吨。通过清污分流、污污分治、一水多用、巧用矿井水等措施,最大限度地减少了项目对当地水资源的开采,同时产生了良好效益。2015年,神华煤化工板块实现营业收入55.5亿元,实现利润6.49亿元。
截至2016年2月,中国煤制烯烃(含煤制聚丙烯、外购甲醇制烯烃)投产项目19个,合计烯烃产能841万吨;在建企业13家,合计烯烃产能814万吨。预计“十三五”末,我国煤制烯烃(含煤制聚丙烯、外购甲醇制烯烃)总产能将超过1700万吨,占届时国内烯烃总产能的23%。在大幅提升国内烯烃产品及其衍生品国际市场竞争力的同时,也使我国乙烯行业摆脱石脑油价高货缺的困扰,年节约原油1.7亿吨。
更令人欣慰的是,一批更有创意、更能带动经济效益和社会效益的技术,已经在酝酿和开发之中。
“不同浓度的二氧化碳均可直接进行矿化发电,不需要进行二氧化碳捕捉过程;矿化1吨二氧化碳,能够稳定输出140度电能,同时产出1.91吨价格超过1500元/吨的碳酸氢钠。二氧化碳矿化发电技术一旦实现工业化大面积应用,产生的经济环保与节能减排效益难以估量。”谢和平这样表示。
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