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我国煤化工循环利用技术取得多项突破
chinacir.com.cn   2011年2月28日      文字大小:[ ]  收藏本页

  煤炭是我国的主要能源,污染重,效率低,资源浪费大。中科院紧密围绕国家洁净煤技术的战略需求,立足原始创新,长期坚持不懈,在煤基清洁燃料及化工品生产领域形成一系列自主知识产权技术。目前该领域具有国内自主知识产权并在示范工程稳定运行的技术几乎全部来源于中科院,其中,煤间接法合成油、煤制烯烃、煤制乙二醇等技术在工程示范方面取得的突破尤为突出。


  面向国家需求,布局煤炭清洁高效利用技术体系


  煤炭在未来相当长的时期内仍将是我国最主要的一次能源。随着我国经济的快速发展,煤的消耗也在快速增长,目前占我国一次能源消费总量的2/3左右。“煤炭转化利用过程中有诸多问题与挑战,如利用效率低下、环境污染严重、水短缺及二氧化碳排放量大等。”中科院山西煤化所所长王建国说,发展煤炭高效清洁综合利用技术,实现节能减排成为我国能源产业发展的必然选择。


  我国将提高煤炭利用效率、减少煤炭消费、减少环境污染、加大转化、改善终端能源结构作为国家发展洁净煤技术的战略目标。国家能源技术“十一五”发展规划将洁净煤技术列为优先发展的先进适用技术,主要包括煤炭加工、煤炭高效洁净燃烧、煤炭转化、污染排放控制与废弃物处理等技术。


  中科院围绕国家洁净煤技术战略需求,在相关领域过去30年积累的基础上,针对关键的核心技术,通过部署全院重大、重要方向以及前瞻布局等项目,实施“百人计划”等引进人才,在煤制油、煤制乙二醇、甲醇制烯烃、IGCC及多联产等方面取得重大突破,形成了自主知识产权的产业化技术,填补了我国的多项技术空白。


  此外,中科院还在煤气化、燃烧、热解、合成醇醚燃料与化学品、煤污染物脱除以及二氧化碳捕获封存利用等领域进行了布局。这些领域的核心单元技术有望在今后5—10年形成具有自主知识产权的产业化技术和解决方案。


  立足科学前沿,坚持不懈造就洁净煤技术领先地位


  烯烃是石油化工的基本原料,其下游产品是聚烯烃塑料制品,用途广泛。由于我国石油资源有限,烯烃产品供需矛盾突出,因而开辟烯烃生产的新资源路线是一项长期的挑战。多年来,中科院大连化物所坚持研究以煤取代石油而生产重要的化工原料烯烃。


  “我国甲醇制取烯烃技术的研发始于上世纪80年代。受石油危机的冲击,在70年代末引发了利用非石油资源生产烯烃的技术研究。”中科院大连化物所副所长刘中民说,该所的科研人员认为用煤替代石油生产烯烃具有重要战略意义,因而长期坚持这项在有些人看来“不重要”、不起眼的研究。很多人不理解他们的举动,特别是当石油价格不足10美元一桶时,风言风语和质疑声不断。但研究组没有解散。随着石油价格的不断上涨,这项研究也愈发彰显出其重要性。


  经过30年的努力,大连化物所开发了拥有自主知识产权的煤制甲醇制取烯烃技术。2010年8月,神华包头年产60万吨烯烃MTO装置顺利生产出丙烯和乙烯产品,这标志着甲醇制烯烃技术成功实现了产业化。


  从基础研究到中试,从中试到工业示范和产业化,中科院在洁净煤研究方面长期坚持,面对外部形势的变化,始终如一地推进研发历程。


  中科院福建物构所也是经过30年的不懈研究,才成功开发出拥有我国自主知识产权的以煤为原料制备乙二醇的成套生产工艺技术。中科院在煤炭清洁高效利用领域取得的重要突破,如灰熔聚气化技术、循环流化床技术、IGCC及多联产技术等,也都经历了几十年的原始创新与技术研发。


  注重院地合作,强强联手铸造产学研技术推广体系


  多年来,中科院以系统性的基础研究为源头,不断加强中试平台建设,整合全院优势力量,加强与高校、企业、地方政府的合作,探索产学研相结合的技术推广应用模式,扎实推进洁净煤技术的发展。


  从上世纪80年代初开始,中科院山西煤化所就开展了煤制油工业技术的研究。王建国介绍说,1998年该所通过对各种煤制油技术路线的反复比较分析,大胆选择高效浆态床合成油技术路线,并于2000年在实验室取得突破。在此基础上,山西煤化所联合内蒙伊泰、山西潞安和中国神华等国内大型煤炭企业,开始了年产1000吨合成油的中试研发,逐步掌握了煤制油的关键核心工业技术。该技术应用于伊泰、潞安、神华煤基间接合成油的三个16万吨示范工程项目,各项指标达到国际领先水平,催化剂产能是国外同类技术的4—5倍,成本只有国外技术的1/3,标志着我国已完全掌握了先进高效的煤制油工业技术。


  循环流化床燃烧技术是中科院从上世纪80年代就开始部署的煤清洁燃烧新技术,在此后20多年的实践中逐步走出了一条基础性研究—中试研究—技术示范—产业化推广的技术转化道路。


  1985年,中科院工程热物理研究所建起了国内首个循环流化床锅炉工业化装置。该所与多家锅炉制造企业进行合作,通过企业满足市场的需求。研究所不但完成了多个国家级工程示范,而且完成了产业化技术的研究开发工作。20多年来,研究所将循环流化床锅炉产品不断升级,合作产品已累计销售2500多台,产值超过230亿元。该所副所长吕清刚说,研究所通过产研结合,为多家合作企业打造支柱产品,既带动了企业的技术升级乃至行业的技术进步,同时也提升了研究所的科研能力和综合实力。