《低炭能源技术》PPT课件.ppt

低碳能源技术 周安宁化学与化工学院煤化工教学团队2012年10月4日 一 课程的主要内容及分工 第一章概论周安宁教授第二章CO2富集储存与利用张亚婷副教授第三章洁净煤技术李建伟副教授第四章生物质能源技术王晓华副教授第五章新能源技术郭晓宾副教授 二 课程学习要求与考试 做好课程笔记及读书笔记 学会文献查阅方法 写好文献总结报告 考试 报告提交要求 3500 5000字 文献注录格式规范 标注清楚姓名 学号 150年来大气中CO2浓度变化 近150年大气中 CO2浓度从不到290ppm上升至约370ppm 一 前言1 环境问题是全球性问题 近百年全球平均气温变化 近百年全球平均气温上升了0 8 温室效应 透射阳光的密闭空间由于与外界缺乏热交换而形成的保温效应 就是太阳短波辐射可以透过大气射入地面 而地面增暖后放出的长短辐射却被大气中的二氧化碳等物质所吸收 从而产生大气变暖的效应 大气中的二氧化碳就像一层厚厚的玻璃 使地球变成了一个大暖房 据估计 如果没有大气 地表平均温度就会下降到 23 而实际地表平均温度为15 这就是说温室效应使地表温度提高38 新观点 来自美国Goddard空间研究所的詹姆斯 汉森博士提出 认为温室气体主要不是二氧化碳 而是碳粒粉尘等物质 碳粒粉尘主要是燃烧煤和柴油等高碳量的燃料时碳利用率太低而造成的 众多的碳粒聚集在对流层中导致了云的堆积 而云的堆积便是温室效应的开始 因为40 至90 的地面热量来自由云层所产生的大气逆辐射 云层越厚 热量越是不能向外扩散 地球也就越裹越热了 温室效应的后果 1 地球上的病虫害增加 2 海平面上升 科学家预测 如果地球表面温度的升高按现在的速度继续发展 到2050年全球温度将上升2 4摄氏度 南北极地冰山将大幅度融化 导致海平面大大上升 一些岛屿国家和沿海城市将淹于水中 其中包括几个著名的国际大城市 纽约 上海 东京和悉尼 3 气候反常 海洋风暴增多 4 土地干旱 沙漠化面积增大 5 史前致命病毒威胁人类 美国科学家近日发出警告 由于全球气温上升令北极冰层溶化 被冰封十几万年的史前致命病毒可能会重见天日 导致全球陷入疫症恐慌 人类生命受到严重威胁 过去100多年世界能源结构变化图 过去100多年世界能源消费变化图 主要国家燃料燃烧CO2排放情况图 人均CO2排放量的国际比较图 近一百年来 化石燃料在能源结构中所占的比例越来越大 人类消耗的化石燃料总量不断增加 尤其在最近50年增长迅速 大量使用化石能源带来了大气中CO2浓度不断攀升 引发了气候变暖等全球性的严重问题 全球气候变暖对人类生存和发展的严峻挑战 面对全球气候变化 急需减低或控制温室气体排放已成人们的共识 1997年12月9日的日本京都联合国气候大会会场 京都议定书 为了人类免受气候变暖的威胁 1997年12月 联合国气候变化框架公约 简称 公约 第三次缔约方大会在日本京都举行 149个国家和地区的代表通过了旨在限制发达国家温室气体排放量以抑制全球变暖的 京都议定书 简称议定书 议定书需要占1990年全球温室气体排放量55 以上的至少55个国家和地区批准之后 才能成为具有法律约束力的国际公约 中国于1998年5月签署并于2002年8月核准了该议定书 欧盟及其成员国于2002年5月31日正式批准了 京都议定书 议定书于2005年2月生效 截至2009年12月 已有184个 公约 缔约方签署 但美国布什政府于2001年3月宣布退出 美国也是目前唯一游离于议定书之外的发达国家 议定书已对2008年到2012年第一承诺期发达国家的减排目标作出了具体规定 即整体而言发达国家温室气体排放量要在1990年的基础上平均减少5 2 不过 不同国家有所不同 比如 欧盟作为一个整体要将温室气体排放量削减8 日本和加拿大各削减6 而美国削减7 议定书建立了旨在减排温室气体的三个灵活合作机制 国际排放贸易机制 联合履行机制和清洁发展机制 以清洁发展机制为例 它允许工业化国家的投资者从其在发展中国家实施的并有利于发展中国家可持续发展的减排项目中获取 经证明的减少排放量 议定书允许采取以下四种减排方式 一 两个发达国家之间可以进行排放额度买卖的 排放权交易 即难以完成削减任务的国家 可以花钱从超额完成任务的国家买进超出的额度 二 以 净排放量 计算温室气体排放量 即从本国实际排放量中扣除森林所吸收的二氧化碳的数量 三 可以采用绿色开发机制 促使发达国家和发展中国家共同减排温室气体 四 可以采用 集团方式 即欧盟内部的许多国家可视为一个整体 采取有的国家削减 有的国家增加的方法 在总体上完成减排任务 议定书一共规定了 种温室气体 分别是二氧化碳 甲烷 氧化亚氮 六氟化硫 氢氟碳化物和全氟化碳 后京都 问题 2012年至2020年第二承诺期发达国家如何进一步降低温室气体的排放 即所谓 后京都 问题是2009年12月在丹麦哥本哈根举行的联合国气候变化大会的主要议题 2007年12月15日 联合国气候变化大会产生了 巴厘路线图 路线图 为2009年前应对气候变化谈判的关键议题确立了明确议程 有一些发达国家对议定书遵循 公约 制定的 共同但有区别的责任 原则不满 最近几年试图抛开议定书 另起炉灶 让发展中国家也参与强制减排 2007年12月 在印度尼西亚巴厘岛举行的 联合国气候变化框架公约 第13次缔约方会议暨 京都议定书 第三次缔约方会议 会议着重讨论 后京都 问题 即 京都议定书 第一承诺期在2012年到期后如何进一步降低温室气体的排放 巴厘路线图 巴厘路线图 的核心是促进公约和议定书的全面 有效和持续实施 15日 联合国气候变化大会通过了 巴厘路线图 启动了为期两年的新一轮气候变化国际谈判 联合国气候变化框架公约15次缔约方会议于2009年12月7日 18日在丹麦哥本哈根举行 就如何进一步加强2012年后应对气候变化国际合作达成结果 丹麦哥本哈根会议 按照 气候变化框架公约 及其 京都议定书 的约定 发展中国家并无二氧化碳等温室气体减排的国际法律义务 因此 大多数发展中国家的环境立法既没有把二氧化碳等温室气体作为污染物质对待 也没有对二氧化碳的排放征收环境税费 中国一直坚持 共同但有区别责任的原则 否认自己负有减排的国际义务 各国减排目标 发达国家总体减排目标 到2020年在1990年的基础上减排11 15 美国 2020年前实现温室气体排放量在2005年基础上减少17 欧盟 到2020年 相比1990年的水平 欧盟将减排20 并且视哥本哈根大会的谈判进程 欧盟将考虑减排30 日本 到2020年温室气体排放在1990年的水平上削减25 瑞士 到2020年将碳排放量在1990年基础上至少削减20 中国 到2020年单位国内生产总值二氧化碳排放比2005年下降40 45 印度 氧化碳排放到2020年有望在2005年基础上降低24 俄罗斯 到2020年将其温室气体排放在1990年的水平上削减20 至25 韩国 2020年的碳排放量比未采取任何减排措施的正常水平降低30 京都议定书 将韩国列为发展中国家 新加坡 到2020年该国温室气体排放量将较 如常运作 排放量削减16 CO2浓度的大幅增加 平均气温的增高 已引发了很多生态 经济和政治问题 要实现减低或控制温室气体排放的目标 就必须发展低碳能源技术 在此背景下 碳足迹 低碳经济 低碳技术 低碳发展 低碳生活方式 低碳社会 低碳城市 低碳世界 等一系列新概念 新政策应运而生 2 低碳经济的概念 低碳经济 以解决气候变化问题 降低二氧化碳温室气体排放为主要关注点 以低能耗 低污染 低排放为基础特征的经济模式发展经济 核心内容包括制定低碳政策 开发利用低碳技术和产品 以及采取减缓和适应气候变化的措施 低碳是指更低的温室气体 二氧化碳为主 排放 1992年的 联合国气候变化框架公约 和1997年的 京都议定书 2003年的英国能源白皮书 我们能源的未来 创建低碳经济 低碳经济是通过更少的自然资源消耗和更少的环境污染 获得更多的经济产出 低碳经济是创造更高的生活标准和更好的生活质量的途径和机会 也为发展 应用和输出先进技术创造了机会 同时也能创造新的商机和更多的就业机会 2005年1月起 欧盟开始排放交易制度 2007年6月 中国国家应对气候变化领导小组成立 总理任组长 29名国务院部长级官员 2007年12月3日 联合国气候变化大会制订了世人关注的应对气候变化的 巴厘岛路线图 要求发达国家在2020年前将温室气体排放量比1990年减少25 40 低碳经济的实质 能源高效利用 开发清洁能源 追求绿色GDP 核心是能源技术创新 制度创新和人类生存发展观念的根本性转变 中国的CO2人均排放量虽然不多 但是排放总量很大 在2007年已跃居世界第二位 并有可能在2009年超过美国 成为CO2排放总量第一大国 因此中国面临着温室气体减排的压力 我国正处于以高能耗 低效率 重污染为特征的重化工业发展阶段和以煤为主要一次能源的中国经济 发展低碳能源技术势在必行 2009年全球智库峰会 中国能源高峰论坛 上 净化空气任务组织亚太区首席代表孙嗣敏表示 发展低碳经济的核心是低碳的能源技术 而中国低碳技术正循序突破 近期国家重点发展的领域包括清洁煤技术 新能源汽车 智能电网 新能源规模发电等 二 低碳能源技术概述 1 低碳能源技术定义也称为清洁能源技术 主要是指通过提高能源效率来稳定或减少能源需求 可减少对煤炭等化石燃料依赖程度的主导技术 涉及电力 交通 建筑 冶金 化工 石化等部门以及在可再生能源及新能源 煤的清洁高效利用 油气资源和煤层气的勘探开发 二氧化碳捕获与埋存等领域开发的有效控制温室气体排放的新技术 2 低碳能源技术的内涵 发展低碳能源技术的内涵 可再生能源利用 新能源技术 化石能源高效利用 温室气体控制和处理以及节能新技术 谢克昌院士 对我国而言 发展低碳经济和低碳能源技术的实质是可再生能源的开发和化石能源的洁净 高效利用 特别是以煤为主的能源结构和以重化工业为主的产业结构 决定了我国目前发展低碳能源技术的重点在于煤炭的洁净高效转化利用和节能减排技术 3 低碳能源技术发展现状 英国 2003年英国首相布莱尔发表了题为 我们未来的能源一创建低碳经济 的白皮书 计划到2010年二氧化碳排放量在1990年水平上减少20 到2050年减少60 建立低碳经济社会 2050年英国能源发展的总体目标是 从根本上把英国变成一个低碳经济的国家 着力于发展 应用和输出先进技术 创造新的商机和就业机会 同时在支持世界各国经济朝着有益于环境的 可持续的 可靠的和有竞争性的能源市场发展方面发展 英国将成为欧洲乃至世界的先导 白皮书强调要通过科学创新优先发展可再生能源 包括 风能 水能 含海浪 潮汐 生物质能 能源作物 太阳能 太阳光电 燃料电池等 确立最有可能产生实质性突破的6个技术领域 二氧化碳吸收 能源效率 氢的生产和存储 核能 特别是废物处理 潮汐能 其他发达国家欧盟在2004年3月已完成主要的应对气候变化的法律制定工作 制定了排放权交易计划 根据这一计划 许多发电厂 石油精炼厂 钢铁厂等都将从2005年起须持特殊许可证方可排放二氧化碳 同时 他们也才能够进行二氧化碳排放权的交易 2004年10月 欧盟委员会宣布 已批准8个欧盟成员国的废气排放计划 限制性地分配了这些成员国的二氧化碳排放量 欧盟排放机制于2005年1月1日正式启动 被看作是欧盟25个成员国履行 京都议定书 承诺的一个非常重要的措施 该机制对欧盟成员国内对从事能源活动 有色金属的生产和加工 建材工业 如水泥 玻璃或陶瓷生产 纸浆 造纸和纸板生产的12000个设施的二氧化碳排放实施限制 约占欧盟20l0年二氧化碳排放总量的46 2004年5月 日本公布了 新产业创造战略 将燃料电池等7个领域作为重点 目标是到2010年燃料电池的市场规模达1万亿日元 2020年达8万亿日元 2004年11月 日本环境省公布了一项新环境税计划 该计划旨在加速减排温室气体 完成 京都议定书 所规定的任务 根据新环境税计划 日本每户居民每年将缴纳3000日元环境税 以帮助控制二氧化碳排放量 2004年11月 俄罗斯向联合国秘书长安南呈交了有关批准 京都泌定书 的文件 使 京都议定书 的生效出现重大转机 美国虽然没有明确表示接受或者反对低碳经济的概念 但一直主张通过技术途径解决气候变化问题 这与低碳经济的内涵是一致的 发展中国家 斯特恩报告 认为减排需要全球的共同努力 要将大气浓度稳定在0 055 以内 到2050年至少比现在低25 不仅发达国家要减排 发展国家也必须限排 发达国家在相当于1990年排放量的基础上 到2050年应再减排60 80 而发展中国家在1990年排放量基础上的增幅不能超过25 虽然 联合国气候变化框架公约 规定发达国家有义务向发展中国家提供技术转让 但发展中国家缺乏足够的资金购买能力 实际进展与预期相去甚远 因此 未来国际气候制度的发展 非常有必要寻求通过制度化的手段 解决好知识产权保护和技术转让的关系问题 因此 尽管发达国家的实践经验具有重要的借鉴意义 发达国家也会给予相应的支持 但对于发展中国家而言 机遇与挑战并存 挑战甚至大于机遇 4 中国低碳能源技术发展现状 中国一次能源消费结构 2007年我国电源结构图 中国的能源消费结构与世界能源消费结构有很大不同 世界能源消费构成中原油 天然气占主导地位 煤炭已经不是主要能源 水电和核电等低碳能源占有一定份额 中国的能源消费结构中 煤炭占据了主导地位 石油和天然气所占比重偏少 水电 核电 风能 太阳能等低碳能源所占份额很少 我国主要资源人均占有水平与世界平均水平的相比都要少 人口 资源 环境之间的矛盾相当突出 实施低碳经济发展模式 发展低碳能源技术势在必行 中国低碳能源技术与国际先进水平的差距 技术仍以中低端为主 自主创新的动力和能力不足 如风力发电技术 它虽然是中国发展最快的新能源行业 已具有1 5MW以下风机的整机生产能力 但是一些核心零部件 如轴承 变流器 控制系统 齿轮箱等的生产技术难关却迟迟未能攻克 可再生能源发电技术 并网一直是一大技术难题 其中重要原因是中国没有构建智能电网 没有先进的电网调控和调度技术 产业竞争无序 存在恶性竞争的情况应该引起警惕 市场准入有待提高 促进新能源产业的有序健康发展 融资机制匮乏 麦肯锡研究报告称中国构建 绿色经济 从现在到2030年需40万亿 也就是说年均需1 8万亿元人民币的资金投入 才能有效实现 绿色经济 虽然中国政府不断加大财政预算 通过银行推动绿色信贷 还积极推行合同能源管理 国际CDM交易等新型融资方式 并与国际金融机构广开合作之门 甚至开始建立国内首个环境交易所 拓展融资渠道 但是 这些努力带来的资金非常有限 融资机制匮乏限制了新能源产业发展的速度 甚至可能损害新能源产业的健康发展 技术产业的示范与应用推广度还不高 中国低碳能源发展的战略重点 大力发展分布式能源系统 降低中间输送环节损耗 减少碳硫等废弃物的排放 保障能源供应的可靠性等特点 分布式能源实际上是将一次能源发电以后余热来制热制冷 可以实现对能源进行一个温度对口的梯级利用 重点加强建筑 交通两大消耗领域低碳能源利用 尽最大可能促进生物质能源的有效利用 全方位推进太阳能 风能 水能和核能的安全利用 5 低碳碳能源技术的分类 温室气体的捕集技术 主要有三条技术路线 燃烧前脱碳 燃烧后脱碳及富氧燃烧 燃烧前脱碳的关键技术是转化制氢 涉及高温下氢的膜分离术 包括膜式转化装置 膜材料等方面的技术开发 燃烧后脱碳的技术核心是胺吸收脱除CO2 难点在于分子水平吸附剂的开发 此外 低能量CO2吸附 溶剂 小型高效压缩机 过程标准化等均待进一步研究 富氧燃烧技术属于提高能源效率的范畴 技术的关键是氧气供应及高技术涡轮机的开发 温室气体的埋存技术 即将捕集起来的二氧化碳气体深埋于海底或地下 以达到减少排放温室气体的目的 目前的研发工作主要集中在探索地下盐水储层 采空的油气藏储层 不可开采的煤层以及深海下的地层作为C02储库的可能性 低碳或零碳新能源技术 如太阳能 风能 光能 氢能 燃料电池等替代能源和可再生能源技术 目前 低碳或无碳技术仍处于研发阶段 从技术经济角度来看离全面推广应用还有很大距离 低碳能源技术发展的主要内容 化石能源的洁净高效化 低碳化利用比如在洁净煤技术研究发展领域 国际的研究热点有洁净开采 燃前预处理 环境控制技术 先进的煤炭发电 煤炭洁净转化 煤基多联产技术 废弃物处理和利用 煤层气的开发及利用 CO2固定和利用等技术 大力发展可再生能源 核能等清洁能源 6 发展低碳能源技术的途径 节约能源 如余热回收发电 工艺改进以及节能材料 节能建筑 节能家电与节能照明的应用 另外 汽车节能 如说混合动力汽车和电动汽车 以电动汽车为代表的新能源汽车 将为中国汽车产业开辟非常规快速发展之路 根据政府规划 到2011年 中国将年产50万辆新能源车 中国可能成为未来电动汽车的中心可能在将不久的将来成为现实 减少排放 主要涉及到清洁燃煤 IGCC 碳捕获和封存技术 CCS 新型交通燃料 以及对能源使用进行监控的信息技术等 保护自然界的碳汇来源 即森林 具有巨大的效益 目前 森林砍伐所造成的二氧化碳当量排放占总量的15 至20 调整能源结构从保证能源安全和保护环境的角度看 发展低碳和无碳能源 促进能源供应的多样化 是减少煤炭消费降低对进口石油依赖度的必然选择 适当增加天然气的消费量 天然气每单位能源所产生的二氧化碳是煤的一半 但因为天然气可以更有效地使用 因此同煤相比 天然气可以减少75 的二氧化碳排放 从环境意义上说 它比其他化石燃料具有更加明显的优点 提高能源效率1980 2000年 中国的能源强度从14 34下降到4 87 平均每年下0 52 中国能源强度下降的主要动力来自各产业能源利用效率的提高 相对发达国家 中国能源强度的下降空间仍然很大 2000年火力发电 钢铁 水泥 乙烯的单位产品实物耗能指标国际先进水平只分别为国际先进水平的24 1 20 9 44 和69 7 中国矿产资源总回收率为30 比世界先进水平低20个百分点 中国计划在 十一五 2006 2010年 期间 将单位GDP能耗降低20 钢铁 有色金属 化工 建材等重点能耗工业领域的节能减排是实现这一目标的关键 调整产业结构 农业 商业 服务业需要消耗的能源比较有限 工业 建筑业和交通运输业需要大量消耗能源 推进低碳制度创新与法律体系建设英国 美国 日本 德国 丹麦 芬兰 荷兰 挪威 意大利 瑞典等国近几年分别推出了各种低碳经济法案 为发展低碳经济提供了法律的保障 先后引入了气候变化税 气候变化协议 能源税和碳税制度等多项经济政策 对燃烧产生二氧化碳的化石燃料也开征国家碳税 中国 通过经济 法律等途径引导和激励国内外各类经济主体参与开发利用可再生能源 促进能源的清洁发展 三 煤炭清洁转化技术 煤炭清洁转化技术的总体政策 对于我国的能源发展而言 煤为基础 多元发展 大力推进煤炭的清洁 高效 安全利用 是我国能源战略的主要内容 煤本身并非污染源 只是由于不合理利用和利用技术的落后 才使得我国这个以煤为主要能源的国家环境污染严重 采用选煤技术 可脱除煤中50 80 的灰分 30 40 的硫分 提高能效 可以减少资源的使用 目前一次能源转换到有用能源的效率约1 3 即2 3的能源在转换过程中损失 采纳新的政策 鼓励以更清洁 更高效的方式提供 能源服务 是解决当前发展问题的一个先决条件 1 煤炭清洁转化的技术路线 煤 煤层气 焦炉气等煤系资源 用于生产甲醇 二甲醚 合成油等 可以较好地替代石油产品 是今后30年 50年主要过渡性替代燃料 将煤电与煤化工有机结合 构成热一电一化或热一电一焦一化联产 特别是以煤气化为核心的燃气轮机发电和化学合成燃料的多联产技术 通过耦合 集成 优化 不仅降低电力和化学品成本 而且能使资源和能源的利用达到最大化 环境污染最小化 尤其有利于CO2减排 煤制氢技术煤制氢技术国内外都比较成熟 它是目前获得廉价氢源的重要途径 世界上最大的煤制氢装置2007年已由神华集团建成 制氢能力达600t d 主要为神华煤直接液化提供加氢气源 随着氢燃料电池 氢燃机及氢动力汽车的开发和大规模应用 氢能将会成为一种重要的清洁能源产品 载能体 严格控制焦化工业的发展煤焦化工业是举世公认的重污染工业 20世纪70年代发达国家较严格的环境保护条例执行以来 其焦化工业开始萎缩 我国焦炭产量却与日俱增 2006年达到3 108t 产量 消费量和出口量均为世界第一 大力支持开发和推广洁净 高效 煤种适应性强的新型焦化技术 2006年土焦 改良焦预计将全部关停 小型焦炉产能将大幅减少 4 3及5 5m捣固焦炉及6m以上 含6m 大型焦炉所占比例进一步提高 据不完全统计 当前在我国3亿吨的焦炭产能中 有大大小小1300多家焦化企业 企业平均产能20余万吨 2005年中国焦化行业前8家企业生产焦炭3314万吨 占中国焦炭生产总量的13 64 焦化工业属于分散型行业 2004 2010年中国焦化产业结构 CO2捕获与贮存 CCS 技术CO2廉价地富集和脱除 是一个比较大的难题 富氧燃烧实际上是想通过提高氧化剂的浓度 获得富CO2烟气 以降低CO2捕获成本 CO2封存是指将回收的CO2注入地质结构中封存 用以封存CO2的地质结构包括贫化油田 枯竭气田 地下盐水层 深煤层和海洋等 根据国际能源署 IEA 对地质封存CO2容量的估计 全世界贫化油田的CO2封存容量约1250亿t 枯竭气田的容量约8000亿t 地下盐水层的容量可达1 105亿t 深煤层容量约1480亿t 海洋容量更大 目前欧 美等发达国已经开展示范试验 神华集团也正与美国合作 就CO2地质封存进行可行性研究 拟选择适宜的地区和地质条件开展CO2封存试验 2 煤化工的关键技术 2 1煤液化技术 直接液化技术 间接液化技术 产品万t aLPG7 00石脑油32 09柴油62 08 图3煤炭直接液化工艺流程 产品万t a液氨1 15硫磺4 06酚0 35产品合计106 73 煤直接液化油特性及改质目标 煤炭间接液化工艺流程图 2 2先进煤气化技术 Highpressureoperation gasificationpressuresupto2 0 8 5MPa Large scale gasstovecapabilitymorethan2000tonnes day Hightemperature augmentingthecoalconversioninordertoeliminate orminimizethepollution Sincethe1980s Chinahasimportedsomegasificationtechnologies likeLurgi Texaco Shell andU gas 2 2煤转化多联产技术 煤洁净焦化和气化为源头的多联产框图 兖矿煤炭气化多联产系统 2 4煤及高炉煤气制甲醇 DME技术 主要用途 燃料 基本化工原料 仅次于乙烯 丙烯和苯而居第四位 典型合成工序 原料气制造 合成气净化 甲醇合成 精馏等 甲醇合成工艺 帝国化学公司 ICI 和德国鲁奇 Lurqi 的工艺主要问题 造气过程能耗高 投资大 受合成过程热力学的控制 对于甲醇合成从化学平衡来看低温是有利的 但是传统的催化剂需要在较高温度下进行 因此单程转化率低 大量未转化的合成气需要循环 使操作费用相当昂贵 甲醇合成过程反应热的移出及利用尚有赖于反应工程学问题的妥善解决 传统的催化剂对硫过分敏感 增大了合成气脱硫的费用 新工艺 甲烷 或天然气 直接氧化制甲醇加拿大 前苏联 日本都有研究 但均停留在小试阶段 2 5C1化工新技术 广义上讲 凡含一个碳原子的化合物 如甲烷 CO CO2 HCN 甲醇和工业废气等参与的反应化学 都可定义为C1化学 20世纪80年代 日本催化学会C1化学委员会将C1化工技术定义为2部分组成 即制造CO H2或者CO H2 合成气 的技术和利用CO及合成气制造化学品 燃料的技术 煤制烯烃工艺流程图 能源替代和化工原料的接续 2009年中国能源蓝皮书预测 到2020年 中国的石油对外依存度将上升至64 5 目前 中国的石油对外依存度在50 左右 四 煤化工新技术 煤化工新技术洁净燃料制备热解多联产技术燃料脱硫 脱氮技术化学 生物耦合转化技术 精细化学品功能材料光催化剂 室内污染物 光氧化或还原定向转化合成催化剂纳米功能复合材料降解材料阻燃材料其它 导电 发光 控释等材料纳米炭材料 吸附剂 电池或超级电容器电极材料等 煤 生物质 矿物质 主要研究方向 煤化工生产中温室气体排放量远高于石油化工生产 初步测算 煤制甲醇 t甲醇生产过程CO2排放量按单位热值计是普通汽油的8倍 煤直接液化柴油CO2排放是普通石油裂解制柴油的10倍 煤间接液化柴油的CO2排放量为普通石油裂解制柴油的12倍 因此 需要相应的措施减少对环境的影响 如在有条件的地区 可以考虑采用CO2填埋或回注油井等技术 实现温室气体减排 煤化工是资金密集的产业 远高于炼油与石油化工的投资 煤液化项目的投资是炼油项目的5倍以上 煤的化学结构 Proposedstructureforcoalsofvariousranksfromlignite 68 C toanthracite 91 C andthevarioustransformations Representationofcoalasatwo componentsysteminvolvingathree dimensionalcross linkednetworkwithsmallmoleculesscatteredthroughout XUST CoalP