多联产技术.doc

多联产技术概述以及对我国目前多联产技术发展的建议摘要：由于我国的能源危机，以及可持续发展的要求，使得煤炭多联产技术成为我国煤炭利用的主要发展方向，它可以实现资源利用最大化和环境保护最优化，有效地解决我国资源利用、环境保护、能源安全三方面的问题，对我国实现可持续发展具有重大意义。另外介绍了我国目前多联产技术的发展现状及前景。关键词：多联产技术 概述 发展 建议 正文1、多联产技术概述1.1基本概念多联产技术是利用物理化学方法达到煤的高效、洁净利用的途径。它以煤炭气化为中心，可以将95以上的煤转换成一种称之为合成气的可燃气体。将合成气用于联合循环发电，可以获得比常规燃煤发电高的能源利用效率。多联产、洁净化技术是实现煤基洁净能源的有竞争力的途径。 多联产的原理，是将煤气化后先通过一个反应器做化工产品，剩下尾气再去燃烧发电。多联产相当于把化工和发电两个过程耦合起来，能量利用效率可以提高10%15%，同时，化工产品增值量比较大，并且能够实现调峰。煤的气化系统很贵，如果能实现化工和发电相互调整，气化系统就能始终稳定运行，降低发电成本。1.2多联产系统多联产系统是在美国壳牌公司提出的合成气园的概念的基础上提出的。目前对多联产系统公认的概念是: 多联产系统是指利用从单一的煤气化装置中产生的合成气(CO+ H2 ) , 进行跨行业、跨部门的联合生产, 得到多种具有高附加值的化工产品 (如甲醇、醋酸、醋酸乙烯等)、液体和气体燃料 (如F- T 合成燃料、城市煤气、人工天然气等)、其他工业气体(如CO2 , H2 , CO等) , 以及充分利用各工艺过程中产生的热能进行发电的能源系统。本文阐述的多联产系统, 准确地说是基于煤气化的多联产系统, 是以煤炭气化为起点, / 以资源化、减量化、再利用0 为原则, 通过对煤炭气化、发电 ( IGCC) , 合成甲醇、醋酸等多种煤化工技术的优化集成, 使得煤炭资源得到洁净高效综合利用, 以得到多种化工产品并利用工艺过程的热能进行发电的多产品关联耦合的新型煤气化多联产系统。该系统是延伸煤炭相关产业链中煤化工循环经济的重要发展模式, 它不仅可以实现煤炭资源的梯级利用, 而且能够达到煤炭资源价值提升、利用效率和经济效益最大化, 同时还能做到煤炭利用过程对环境最友好。立足于我国以煤为主的能源结构, 以煤气化为核心的多联产系统是解决我国未来可持续发展的方向之一。煤气化多联产结构是一个复杂的体系, 它以生态模式为基础, 具有共生耦合、废物资源化、经济环境能源效益相协调等特点, 其构架原则和本质思想与循环经济模式结构一致。因此, 基于煤气化多联产的生态工业体系将成为未来煤化工循环经济发展的主要实现方式。1.3多联产技术的内涵多联产的实质是实现煤炭资源价值梯级利用煤炭作为大自然赋予人类的化石能源，不仅是非常重要的固体燃料，而且更是十分宝贵的化工原料。多联产的思路是通过 以煤气化 技术为“ 龙 头”的多种 煤炭 转化技术的优化集成，先从煤炭生产多种高附加值的化工产品和洁净的气体与液体燃料，然后再利用前面各生产环节产生的残渣、尾气以及余热等低品位的能源发电。因此，从资源合理与有效利用的角度来看 ，多联产的实质是实现煤炭资源价值从高到低的逐次梯级利用 。 多联产追求煤炭资源利用效率的最大化。一种煤炭转化技术都会注重从原料到产品的过程利用效率的最大化。而多联产煤炭转化系统中要包含多个煤炭转化子系统。显然，每个子系统过程利用效率的最优并不一定能使总系统的效率达到最优 。同时 ，对于不同的煤炭转化技术而言 ，一种技术 的产品也 有可能是另一种技术的原料 。因此，多联产通过对多种煤炭转化技术的优化集成，可以实现从煤炭到各种产品的煤炭资源利用过程效率的尽可能最大化。初步估算表明，热、电、甲醇、合成气四联供系统与分供情况相比，煤炭消耗量有可能降低2 2 .6。 多联产追求煤炭利用经济效益的最大化。虽然任何一种煤炭转化技术都会注重过程经济效益的最大化，但每个子系统经济效益的最优也并不一定能使 由多个子系统组成的多联产总系统 的经济效益达到最优。而多联产将多种煤炭转化技术优化集成以后，不仅可以通过多项技术组合来实现系统的规模经济效益，而且能够通过各种工艺流程、主要设备、附属设施以及公用工程的合并来降低工程建设的比投资，从而实现从煤炭到各种产品的煤炭资源利用过程经济效益的尽可能最大化。初步估算表 明，I G C C热、电、甲醇三联供与IGCC热、电、甲醇分供的情况相比，产品的综合价格有可能降低 4 o ；而热、电、甲醇、合成气四联供与热、电、甲醇、合成气分供的情况相比，工程投资有可能降低 3 8 ，产品的综合价格有可能降低 3 1 。 多联产追求煤炭资源利用的环境最友好。每一种煤 炭转化技 术都会 有 “ 三废 ” 等污染物排放。为了满足 日益严格的环保要求，必须采取适当的环保措施，对产生的污染物进行适当转化、回收利用或安全处置等减量化、资源化、无害化处理，最终做到近零排放或达标排放。多联产将多种煤炭转化技术优化集成在一起，不仅有利于实现污染物的集中、综合治理，大大降低环保费用；而且容易做到以废治废，实现废物利用，变废为宝。 多联产是一个非常复杂的系统工程。多联产绝不是多种煤炭转化技术的任意简单叠 加，而是以煤炭资源价值的合理利用为前提、以满足国民经济可持续发展为 目标 、建立在相关技术发展水平基础之上、以价值提升、过程效率、经济效益以及环保特性为综合 目标函数的多个子系统的优化集成 。这其中包含如下几层含义 ： ( 1 )多联产的前提是实现煤炭资源宝贵价值的合理利用，具体方式是多种煤炭转化技术的优化集成，深刻内涵是煤炭资源价值的梯级利用； ( 2 )多联产的各种目标产品的设置应以满足国民经济的高速、健康发展为目标，而且也只有这样，才能实现产品适销对路，从而体现出经济效益的最大化； ( 3 )多联产的发展要受到相关技术发展水平的限制，也就是说，被优化集成到多联产系统中的各单项煤炭转化技术必须成熟、可靠； ( 4 )多联产煤炭转化系统集成优化的目标函数并非是单个的，而是多个目标函数的综合平衡。显然，多个目标函数综合平衡 的结果也应该随着社会、经济、技术等因素的发展变化 而不断向更深的层次和更高的境界发展。 2、对我国现阶段多联产技术的发展建议目前，多联产煤炭转化系统在中国的发展可以说是仅仅处于起步阶段。主要是以煤气化为龙头，煤气用于制氢、氢用于高温燃料电池发电、电池余热供热、CO2或其它污染物在原料（燃料）制备阶段得到分离和治理，或者是以煤气化为核心，将生产化学品与联合循环发电相结合，同时还生产民用煤气和供热。更广义的多联产概念还将煤化工、合成工艺、冶金还原冶炼等组合成整体，或在煤矿区将能源转化成化工产品的生产，并使电力或热力输送形成一个综合整体。在多联产系统中，原来单独生产的系统在重新组合中可能被简化，对原料的要求降低，通过不同工艺的互补而提高总体效率，最终使产品成本降低。我国国内科技界、产业界关注多联产技术的发展，并进行了系统研究和相关单项技术的研究开发。以往的经验和教训表明，事情的良好开端对其今后的快速、健康发展至关重要。为此 ，对多联产在中国的研究开发和产业化发展提出如下粗浅的想法和建议 ： 2.1 统筹规划 ，逐步发展 从多联产煤炭转化系统的技术集成、经济规模、煤炭用量以及产品种设置等方面看其建设应尽可能集中大型化，而不宜“遍地开花”。国家应尽早成立专门机构，统筹规划，合理布局，以避免重复建设、无序竞争；同时，随着产品市场需求的不断发展、相关科 学技术水平的不断提高以及社会、经济等因素的不断变化，其终端产品的设置应分阶段考虑，产品种类从少到多、各种煤炭转化技术的优化集成从易到难逐渐深入和发展。 2.2 集中力量，联合攻关 从多联产煤炭转化系统的复杂程度、技术含量以及技术难度来看 ，其研究 开发和产业化发展会是一个相当艰难的过程任重道远。国家应加强规范化管理，从国家的整体利益出发，集中各行业的优势力量联合攻关 ，加快多联产的研究开发和产业化发展进程 。必须打破原来 的行业与部门界限，进行人才、技术、资金等资源的优化配置，提倡产、学、研联合，鼓励不同行业与部门之间的合作，以避免以往经常出现的各 自为战和条块分割的不良局面。 2.3风险共担，利益共享 从多联产煤炭转化的经济规模、工程投资以及综合效益来看，其产业化发展是必须先有高投入，然后才可能有高回报，而且还存在一定的技术风险 和投资风险。因此，需要广泛动员各方面的力量， 充分调动各方面的积极性，广开融资渠道 ，多方合 作，联合建设，风险共担，利益共享。 2.4 政策引导，资金扶持 从多联产煤炭转化系统的现实意义和战略高度来看，它关系到中国社会、经济、能源、环境的协调发展和国家能源供应的安全保证。因此，国家应在相关政策方面对多联产的研究开发，特别是其产业化发展进行必要的规范和引导，同时更要在开发费用和示范项目建设资金上给予强有力的支持。而且在多联产发展的起步阶段，还存在着一定的技术风险和投资风险，国家无论从大力扶持、还是从分担风险的角度出发，都应该给予一定的资金投入。 从而使多联产煤炭转化系统能早日对国民经济的快速、健康发展充分发挥出其应有的重要作用。3、结语以煤气化技术为龙头的多联 产煤炭转化系统，通过对多种煤炭转化技术的优化集成，可同时获得多种高附加值的化工产品和多种洁净的二次能源。它不仅可以实现煤炭资源价值的梯级利用，而且能够达到煤炭资源价值提升、利用效率和经济效益最大化，同时还能做到煤炭利用过程对环境最友好。可以相信，以煤气化技术为龙头的多联产煤炭转化系统将是中国煤化工今后的发展方向。因此，希望国家能尽早成立专门机构，统筹规划，打破原，来，的行业，与部，门界，限，进行人才、技术、资金等资源的优化配置，广泛动员各方面的力量，充分调动各方面的积极性，集中各行业的优势力量，加快多联产煤炭转化系统 的研究开发和产业化发展进程。同时，国家应在相关政策方面对多联产的研究开发，特别是其产业化发展进行必要的规范和引导，尤其要在研究开发和示范项目建设等风险相对较大的关键环节上给予强有力的资金支持，从而使多联产煤炭转化系统能早，日对国民经济的快速、健康发展