煤化工技术应多如“毛细血管”一样涌现?

2014-12-08 08:49 来源: 钢联煤化工

中国煤化工科研力量在世界上遥遥领先,各种研究机构、各类研究课题不断涌现。一些企业自己就成立了煤化工研究所,用高薪来引进世界顶尖科学家。然而,煤化工未列入西部地区鼓励类产品目录,这实际上就等于说大规模建设煤化工大型项目和成批上超大型煤化工装置的可能性已经不大。那么,摆在国内雄厚的煤化工科研力量面前的问题是:还能研究点什么课题?

其实,我国煤化工离真正成为一条成熟产业链方向还有相当的距离,关键就是除了几个标志性的技术外,深加工和精加工技术其实还相当缺乏。这就好比一个机体只有大动脉和静脉是不行的,还必须有丰富的、布满全身的、通向每一个角落的毛细血管。所以,中国在经历了几年的“求大”之后,下一步正应该努力探索“求深”、“求精”。只有有更多的如人的毛细血管那样的煤化工深加工、精加工技术涌现,中国煤化工才能够真正地丰满起来,发展起来。

这里,笔者提出3个课题抛砖引玉。

(1)褐煤制浆

我国的褐煤资源比较丰富,约占全国煤炭储量的13%,其中含水约占30~40%,挥发成分大于40%。利用褐煤作为煤化工的原料,始终是一个比较麻烦的问题。目前推荐的办法是采用鲁奇炉,这在煤制天然气的项目中被认定采用,原因是鲁奇炉出口的气体中甲烷的含量达到8~10%,可以减少甲烷合成的负荷。但是,这个技术同时带来了许多麻烦,主要是煤气化炉出口气体中有机副产品如酚、焦油等的处理比较困难,在后续工艺中造成污水量大和难以处理。

我们需要转变一个观念,就是不要追求煤气化炉出口的高甲烷含量。在后续工艺中,负荷大一些的甲烷合成技术已有成熟的工艺,还能够回收热量,造成的损失很有限。而污水处理的难度远大于甲烷合成的难度,投资上也是污水处理远大于甲烷合成。因此,如果我们能够将褐煤制成水煤浆,用水煤浆气化的办法来生成合成气,不仅技术成熟,而且污染可以明显降低,不出现有机副产品如酚、焦油等,使煤制气的工艺简单化,不仅可以降低投资,且只是稍微提高甲烷的成本,但还是比进口的天然气便宜多了。因此,褐煤制浆是一个重大课题。

目前褐煤制浆的问题在于成浆浓度低,大约在50%左右,不同的褐煤情况也不一样,国内正在进行的研究有深度研磨、改善添加剂、添加油品等办法,这方面的研究是有发展前途的。

(2)鲁奇炉的改进

笔者没有否定鲁奇炉,只是主张改进鲁奇炉。BGL是改进鲁奇炉的一个办法,但是效果并不很理想,污水是减少了,但是没有消灭,整体技术还没有成熟。

如果在鲁奇炉后面加一个二段炉,进一步部分氧化,将焦油、酚、甲烷烧掉,变成合成气,在后续工艺中再合成甲烷,污染严重的问题也就解决了。总的投资可以明显下降,能耗也不会增加很多。气化技术采用两段的情况不是独创,天然气转化就是这样。国内也有这个专利,为什么不可以建研究装置?

(3)半焦制浆

分质利用是煤化工科学家百年来的梦想,他们想将煤中的气、水、焦油和半焦分离出来,分别利用。从技术上来说,分质利用有三大难题,半焦气化是其中之一。

有人认为在实验室中将半焦磨成浆,将水焦浆投入气化炉就大功告成。其实,难点就在后一步。你能做到这个气化炉“安全、稳定、长周期、满负荷”吗?这个问题也许不这么简单,还需要数据、需要研究。这是一个很好的课题。

希望企业家们积极投资、鼓励科学家承担高难课题,从而鼓舞我国广大科研人员的创造性;煤化工科学家们要投身到技术创新中去,做别人没有做的课题,这样就有可能做出划时代的贡献。


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