第十二章-煤多聯(lián)產(chǎn)轉(zhuǎn)化技術(shù)

第十二章煤多聯(lián)產(chǎn)轉(zhuǎn)化技術(shù)第一節(jié) 前言隨著潔凈煤技術(shù)的發(fā)展，前面講到的熱解焦化、燃燒、氣化、液化等傳統(tǒng)轉(zhuǎn)化方式在提高效率、過(guò)程污染控制方面都取得了長(zhǎng)足的進(jìn)步。然而，實(shí)踐證明，這些單一的轉(zhuǎn)化方式無(wú)法將煤炭資源充分利用，難以實(shí)現(xiàn)大幅度運(yùn)行成本降低和效率提高，加工過(guò)程中污染控制仍不徹底。但如果將煤炭產(chǎn)業(yè)鏈上游的發(fā)電、煉焦與下游的煤化學(xué)品加工進(jìn)行聯(lián)合，將發(fā)電產(chǎn)生的余熱、廢水，煉焦產(chǎn)生的尾氣、煤焦油等資源作為下游化學(xué)品合成的資源加以回收利用，得到多種具有高附加值的化工產(chǎn)品或液體燃料（甲醇、F－T合成燃料、二甲醚、城市煤氣、氫氣），并利用化學(xué)加工工藝過(guò)程產(chǎn)生的熱進(jìn)行發(fā)電。這種通過(guò)多種煤轉(zhuǎn)化、利用技術(shù)的有機(jī)集成，跨行業(yè)、跨部門(mén)生產(chǎn)，能夠獲得多種潔凈的二次能源，實(shí)現(xiàn)煤炭資源的最大效用，便構(gòu)成了煤炭轉(zhuǎn)化的多聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)，它已成為目前煤高效清潔利用的主要發(fā)展趨勢(shì)。1．煤多聯(lián)產(chǎn)技術(shù)的概念煤多聯(lián)產(chǎn)技術(shù)是指以煤為原料，集成煤熱解焦化、燃燒發(fā)電、氣化與化工合成、廢棄物處理與污染控制單元工藝，以生產(chǎn)潔凈燃料、化學(xué)品、電力、熱力、制冷等多種產(chǎn)品為目標(biāo)，通過(guò)多種工藝的耦合與聯(lián)產(chǎn)，實(shí)現(xiàn)保護(hù)生態(tài)環(huán)境，合理利用資源，減少工程投資，降低單位生產(chǎn)成本，提高過(guò)程效率與經(jīng)濟(jì)效益的單元工藝優(yōu)化組合與產(chǎn)品方案靈活可調(diào)的“資源-化工-能源-環(huán)境”一體化的煤轉(zhuǎn)化技術(shù)集成系統(tǒng)，故有時(shí)也自稱為煤多聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)。多聯(lián)產(chǎn)與單產(chǎn)相比，彌補(bǔ)了潔凈煤炭單元新技術(shù)難以同時(shí)滿足效率、成本和環(huán)境保護(hù)等多方面要求的不足，實(shí)現(xiàn)了煤炭資源價(jià)值的梯級(jí)利用，達(dá)到了煤炭資源價(jià)值利用效率和經(jīng)濟(jì)效益的最大化，因而備受世界各國(guó)的重視，并已經(jīng)成為新型煤化工的一種發(fā)展趨勢(shì)?？傮w上講，煤多聯(lián)產(chǎn)技術(shù)與傳統(tǒng)的煤轉(zhuǎn)化技術(shù)相比，在以下四個(gè)方面具有明顯優(yōu)勢(shì)：(1)多聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)能充分利用煤炭資源，解決工業(yè)、交通和生活能源短缺問(wèn)題；(2)多聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)生產(chǎn)出的能源屬清潔能源，可解決伴隨經(jīng)濟(jì)發(fā)展帶來(lái)的環(huán)境污染問(wèn)題；(3)煤多聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)打破了一些化工原料過(guò)去單一依賴石油化工來(lái)源的局面，有大多數(shù)有機(jī)化工原料開(kāi)辟了新的原料途徑，同時(shí)延伸了煤炭加工的產(chǎn)業(yè)鏈，提高了煤的利用價(jià)值；(4)多聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)為單元技術(shù)的發(fā)展提出了在局部約束條件下，尋求全局優(yōu)化的新思路和新方向。多聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)能夠從系統(tǒng)的高度出發(fā)，結(jié)合各種生產(chǎn)技術(shù)路線的優(yōu)越性，使生產(chǎn)過(guò)程耦合到一起，彼此取長(zhǎng)補(bǔ)短，從而達(dá)到能源的高利用效率、低能耗、低投資和低運(yùn)行成本以及最少的全生命周期污染物排放。2．煤多聯(lián)產(chǎn)技術(shù)的主要形式煤多聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)把兩大系統(tǒng)——燃料/化學(xué)品生產(chǎn)系統(tǒng)和動(dòng)力生產(chǎn)系統(tǒng)聯(lián)結(jié)起來(lái)進(jìn)行物質(zhì)與能量交換，然后生產(chǎn)出液體燃料、化工產(chǎn)品和電力等。其中燃料/化學(xué)品生產(chǎn)系統(tǒng)一方面通過(guò)熱解提質(zhì)或焦化等過(guò)程生產(chǎn)優(yōu)質(zhì)的固體燃料，其伴生氣體與煤氣化后的氣體通過(guò)凈化、變換合成得到潔凈的氣、液體燃料，同時(shí)在煤氣基礎(chǔ)上可延伸生產(chǎn)下游煤化工產(chǎn)品，進(jìn)一步提升煤炭的經(jīng)濟(jì)價(jià)值。動(dòng)力生產(chǎn)系統(tǒng)在聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)中主導(dǎo)能量轉(zhuǎn)換，將聯(lián)產(chǎn)工藝過(guò)程能量集中以熱、電的產(chǎn)品形式出現(xiàn)，因此對(duì)轉(zhuǎn)化效率、生產(chǎn)成本以及污染排放等有密切關(guān)系。目前發(fā)展的煤多聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)不外乎涵蓋在燃料-化學(xué)品-熱-電四個(gè)方面的聯(lián)產(chǎn)。由于下游化學(xué)品種類眾多，包括合成氨、醇-醚類、醋酸-醋酐及乙酰類和烯烴類產(chǎn)品以及合成液態(tài)燃料等，不同企業(yè)可根據(jù)需要靈活選擇與熱電生產(chǎn)單元進(jìn)行耦合，因而也出現(xiàn)了醇-氨聯(lián)產(chǎn)、醇-醚聯(lián)產(chǎn)、合成氣-烯烴聯(lián)產(chǎn)、醇-醋酸-醋酐聯(lián)產(chǎn)等多種形式的叫法，相對(duì)繁雜。所以目前一般是按照從獲得大規(guī)模煤氣的來(lái)源將煤多聯(lián)產(chǎn)技術(shù)分為以下三大類：1）以煤氣化為核心的多聯(lián)產(chǎn)轉(zhuǎn)化技術(shù)；以煤氣化為核心的多聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)主要由氣化單元、煤氣凈化與變換單元、化工合成單元和熱電生產(chǎn)單組成。它是將煤在氣化爐中完全氣化轉(zhuǎn)變?yōu)楹铣蓺?，根?jù)產(chǎn)業(yè)鏈的需要，通過(guò)變換精制，調(diào)整合成氣的組成，分別用于煤氣燃料、聯(lián)合循環(huán)發(fā)電及供熱冷，以及下游化學(xué)品合成等?；以以羝麣饣簝艋?、變換化工合成熱、電生產(chǎn)建材制品或筑路等資源化利用CO2硫尾氣分離處置H2化學(xué)品液體燃料熱、電氫、燃料電池?zé)釄D12-1以煤氣化為核心的多聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)示意圖以煤氣化為核心的多聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)如圖12-1所示。在氣化和凈化變換工藝中，灰渣以及煤氣中的污染物被最大限度地資源化利用或集中有控處置?；ず铣蓡卧刹捎靡环N或幾種合成工藝進(jìn)行甲醇、二甲醚、酸酸、或烯烴等煤化工產(chǎn)品的生產(chǎn)，也可以通過(guò)FT合成或MTG等間接液化工藝制取液體燃料。發(fā)發(fā)電部分，可采用煤氣或化工合成排放的尾氣為燃料氣，并充分利用氣化、變換及合成等工藝單元的廢熱或蒸汽一并進(jìn)行燃?xì)?蒸汽聯(lián)合循環(huán)發(fā)電，在變換工藝中分離的氫氣也可以通過(guò)燃料電池發(fā)電。2）以煤熱解為基礎(chǔ)的多聯(lián)產(chǎn)轉(zhuǎn)化技術(shù)煤中包含著活性的揮發(fā)組分，在較低溫下通過(guò)熱解即可以煤氣、焦油形式析出，而殘留下的以碳骨架結(jié)構(gòu)為主的惰性組分活性較低，若要在單一的轉(zhuǎn)化單元內(nèi)實(shí)現(xiàn)完全轉(zhuǎn)化，則需要采用高溫、高壓或延長(zhǎng)反應(yīng)時(shí)間，從而增加了技術(shù)難度和生產(chǎn)成本。另一方面應(yīng)該看到，這部分殘?zhí)康娜紵磻?yīng)速率要高于其熱解或氣化反應(yīng)速率，因而若采用部分熱解，半焦直接燃燒的方法則可以降低熱解溫度、縮短熱解周期，從而降低生產(chǎn)成本。以為熱解的多聯(lián)產(chǎn)技術(shù)正是針對(duì)煤中活性組分和惰性組分在化學(xué)性質(zhì)上的差異，分階段實(shí)施煤的熱解和燃燒的分級(jí)轉(zhuǎn)化利用。通過(guò)熱解可以得到工業(yè)用氣或民用燃料氣，并通過(guò)焦油分離、精制獲得苯、萘、酚、蒽、菲等多種芳烴化合物，半焦直接燃燒生產(chǎn)蒸汽用于供熱或發(fā)電。在國(guó)外又被稱為煤部分氣化多聯(lián)產(chǎn)技術(shù)。目前大多數(shù)以煤熱解為基礎(chǔ)的多聯(lián)產(chǎn)技術(shù)主要包括熱解、燃燒和熱電生產(chǎn)單元技術(shù)的集成，可以為城鎮(zhèn)提供煤氣，蒸汽和電力，也有在以上聯(lián)產(chǎn)基礎(chǔ)上利用熱解氣進(jìn)一步合成甲醇等下游化學(xué)品?？傮w上講，以煤熱解的多聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)可表示為圖12-2所示。焦油分離與精制（酚、焦油分離與精制（酚、苯和萘等芳烴化合物）熱解煤氣燃?xì)?蒸汽發(fā)電冶金等工業(yè)用氣民用煤氣熱裂解半焦燃燒煤蒸汽制冷供熱發(fā)電建材資源改良土壤或生產(chǎn)化肥化工原料或產(chǎn)品提取稀有金屬（釩、鈾等）圖12-2以煤熱解為基礎(chǔ)的多聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)示意圖由于該技術(shù)以煤熱解為基礎(chǔ)，獲得的煤氣主要以干餾氣為主，所以煤氣產(chǎn)量較低，但對(duì)于目前我國(guó)開(kāi)采比例日益增大的低變質(zhì)煤來(lái)說(shuō)，則有積極的意義。一方面低變質(zhì)煤發(fā)熱量較低，揮發(fā)分高燃燒時(shí)濃煙明顯，通過(guò)熱解干餾，得到半焦，使煤質(zhì)得到提高，同時(shí)又可以得到大量的焦油產(chǎn)品和煤氣，因而該技術(shù)在我國(guó)正逐步得到重視和發(fā)展。3）煤焦化及其多聯(lián)產(chǎn)技術(shù)焦化是煤通過(guò)高溫干餾得到焦炭、焦油和煤氣的過(guò)程。所以嚴(yán)格地講，在煤焦化基礎(chǔ)上發(fā)展的多聯(lián)產(chǎn)技術(shù)也屬于以煤熱解為基礎(chǔ)的聯(lián)產(chǎn)技術(shù)。如第六章所講，熱解是以褐煤、低變質(zhì)煙煤為原料通過(guò)中低溫干餾提高煤質(zhì)為目的的，煤氣產(chǎn)率低，焦油產(chǎn)量較高。而焦化是以適宜煉焦的煤種為原料，主要終端產(chǎn)品是高質(zhì)量的焦炭，因而與以煤熱解為基礎(chǔ)的多聯(lián)產(chǎn)相比，少了半焦燃燒這一單元環(huán)節(jié)。焦化過(guò)程得到的裂解氣組成以CH4、H2為主，發(fā)熱量大且產(chǎn)量高，而焦油產(chǎn)量較低，由于熱解煤氣在成本上于天然氣相比處于劣勢(shì)，因而目前國(guó)內(nèi)也有一些企業(yè)將焦化熱解氣通過(guò)重整進(jìn)行甲醇等下游化學(xué)品的合成。焦油分離與精制（酚、苯和萘等芳烴化合物）焦油分離與精制（酚、苯和萘等芳烴化合物）熱解煤氣燃?xì)?蒸汽發(fā)電化工合成氣城市煤氣、冶金等工業(yè)用氣高溫干餾焦炭煤熄焦冷卻廢熱蒸汽圖12-3煤焦化及其多聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)示意圖在以上三類多聯(lián)產(chǎn)技術(shù)中，以煤完全氣化為基礎(chǔ)的聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)由于其氣體產(chǎn)物以合成氣為主，熱值相對(duì)低，所以除了大規(guī)模的熱-電-氣三聯(lián)產(chǎn)的IGCC系統(tǒng)以外，目前化工合成單元單發(fā)揮的作用越來(lái)越重要。以低變質(zhì)煤熱解為基礎(chǔ)的多聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)部分熱解多以空氣為氣化劑，熱解氣產(chǎn)量低，且煤氣中N2等惰性氣體比例高，不利于化工合成，所以一般以簡(jiǎn)單的熱-電-氣三聯(lián)產(chǎn)為主。焦化多聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)煤氣產(chǎn)量較大，熱值高，從能量效率上講以焦-氣-電-熱的形式進(jìn)行聯(lián)產(chǎn)比較合理。這兩種聯(lián)產(chǎn)中的化工合成單元技術(shù)應(yīng)以焦油的深加工為主，但由于焦油產(chǎn)量不高，因些可進(jìn)行跨企業(yè)進(jìn)行集中加工處理。3.煤多聯(lián)產(chǎn)技術(shù)的主要特點(diǎn)多聯(lián)產(chǎn)絕不是多種煤炭轉(zhuǎn)化技術(shù)的任意簡(jiǎn)單疊加，而是以煤炭資源價(jià)值的合理利用為前提、以滿足國(guó)民經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展為目標(biāo)、建立在相關(guān)技術(shù)發(fā)展水平基礎(chǔ)之上、以價(jià)值提升、過(guò)程效率、經(jīng)濟(jì)效益以及環(huán)保特性為綜合目標(biāo)函數(shù)的多個(gè)子系統(tǒng)的優(yōu)化集成。其主要特點(diǎn)體現(xiàn)在以下四個(gè)方面：(1)煤炭資源價(jià)值的梯級(jí)利用煤炭作為大自然賦予人類的化石能源，不僅是非常重要的固體燃料，而且更是十分寶貴的化工原料。一般說(shuō)來(lái)，煤炭作為化工原料的使用價(jià)值要遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于其僅僅作為燃料的使用價(jià)值。多聯(lián)產(chǎn)的思路是通過(guò)以煤熱解、氣化合成等種煤炭轉(zhuǎn)化技術(shù)的優(yōu)化集成，先從煤炭生產(chǎn)多種高附加值的化工產(chǎn)品和潔凈的氣體與液體燃料，然后再利用前面各生產(chǎn)環(huán)節(jié)產(chǎn)生的殘?jiān)?、尾氣以及余熱等低品位的能源發(fā)電。因此，從資源合理與有效利用的角度來(lái)看，多聯(lián)產(chǎn)的實(shí)質(zhì)是實(shí)現(xiàn)煤炭資源價(jià)值從高到低的逐次梯級(jí)利用。(2)產(chǎn)品多樣化與靈活可調(diào)性從總體上講，多聯(lián)產(chǎn)技術(shù)主要產(chǎn)品形式可以表現(xiàn)為潔凈燃料、化學(xué)品、電力、熱力四種形式。其中潔凈燃料可以是熱解后得到的焦炭、半焦，也可是由熱解或氣化得到的潔凈燃料氣（包括城市煤氣、氫氣）以及由煤氣、焦油加工合成得到的液體燃料（合成的氣、柴油），同時(shí)熱解煤氣、氣化煤氣以及其它工業(yè)系統(tǒng)的廢氣（如高爐排放氣）可并入制氣合成系統(tǒng)，一部分煤氣可以發(fā)電、供暖，另一部分煤氣則進(jìn)一步合成化肥、醋酸、甲醇、二甲醚、烯烴等多種化學(xué)品，在加工過(guò)程還會(huì)有硫、稀有氣體、特種氣體以及石蠟類副產(chǎn)品。一方面，企業(yè)可根據(jù)煤種的性質(zhì)和化學(xué)品市場(chǎng)前景選擇不同的聯(lián)產(chǎn)方式，另一方面在現(xiàn)有的聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)內(nèi)部也可以根據(jù)需要靈活地進(jìn)行調(diào)整，達(dá)成各方面的協(xié)調(diào)生產(chǎn)。如，在使用煤氣進(jìn)行發(fā)電的時(shí)候，發(fā)電機(jī)組經(jīng)常會(huì)遇到調(diào)峰問(wèn)題，如果在不需要多發(fā)電的時(shí)候，把多余部分的合成氣用來(lái)生產(chǎn)其他的產(chǎn)品，如甲醇、二甲醚等，使能量以化學(xué)能的形式加以保存。而在用電高峰期，減少生產(chǎn)的甲醇，甚至以甲醇為燃料發(fā)電，就可以解決目前發(fā)電機(jī)組由于調(diào)峰所造成的能量損失和浪費(fèi)。如果再?gòu)鸟詈霞夹g(shù)路線的角度出發(fā)，使各條技術(shù)路線取長(zhǎng)補(bǔ)短，實(shí)現(xiàn)能量的梯級(jí)利用，將更能體現(xiàn)多聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)的優(yōu)越性。(3)能量轉(zhuǎn)換效率與經(jīng)濟(jì)效益的最大化雖然任何一種煤炭轉(zhuǎn)化技術(shù)都會(huì)注重過(guò)程經(jīng)濟(jì)效益的最大化，但每個(gè)子系統(tǒng)經(jīng)濟(jì)效益的最優(yōu)也并不一定能使由多個(gè)子系統(tǒng)組成的多聯(lián)產(chǎn)總系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)效益達(dá)到最優(yōu)。而多聯(lián)產(chǎn)將多種煤炭轉(zhuǎn)化技術(shù)優(yōu)化集成以后，不僅可以通過(guò)多項(xiàng)技術(shù)組合來(lái)實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的規(guī)模經(jīng)濟(jì)效益，而且能夠通過(guò)各種工藝流程、主要設(shè)備、附屬設(shè)施以及公用工程的合并來(lái)降低工程建設(shè)的比投資，從而實(shí)現(xiàn)從煤炭到各種產(chǎn)品的煤炭資源利用過(guò)程經(jīng)濟(jì)效益的盡可能最大化。與傳統(tǒng)的單一轉(zhuǎn)化方式相比，雖然多聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)項(xiàng)目結(jié)構(gòu)復(fù)雜，工藝單元龐大，但其中絕大部分是現(xiàn)有成熟工藝技術(shù)與設(shè)備的優(yōu)化集成。通過(guò)集技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較，多聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)比傳統(tǒng)的單產(chǎn)系統(tǒng)在提高效率和降低成本方面十分明顯。表12-1是甲醇-熱-電-城市煤氣聯(lián)產(chǎn)與分產(chǎn)的參數(shù)比較結(jié)果。從中可以看出，IGCC電-熱-甲醇三聯(lián)供與IGCC熱、電、甲醇分供的情況相比，產(chǎn)品的綜合價(jià)格有可能降低40%；而熱-電-甲醇-合成氣四聯(lián)供與熱、電、甲醇、合成氣分供的情況相比，工程投資有可能降低38%，產(chǎn)品的綜合價(jià)格有可能降低31%。(4)環(huán)境友好化每一種煤炭轉(zhuǎn)化技術(shù)都會(huì)有“三廢”等污染物排放。為了滿足日益嚴(yán)格的環(huán)保要求，必須采取適當(dāng)?shù)沫h(huán)保措施，對(duì)產(chǎn)生的污染物進(jìn)行適當(dāng)轉(zhuǎn)化、回收利用或安全處置等減量化、資源化、無(wú)害化處理，最終做到近零排放或達(dá)標(biāo)排放。多聯(lián)產(chǎn)技術(shù)將多種煤炭轉(zhuǎn)化技術(shù)優(yōu)化集成在一起，不僅有利于實(shí)現(xiàn)污染物的集中、綜合治理，大大降低環(huán)保費(fèi)用；而且容易做到以廢治廢，實(shí)現(xiàn)廢物利用，變廢為寶。首先，原料煤經(jīng)過(guò)氣化之后，得到的合成氣可以達(dá)到很高的除塵和脫硫率，其污染物的排放指數(shù)將大大降低。如，其SOX、NOX和粉塵的排放量，分別可達(dá)歐共體污染物排放限制的18％、65％和2％，達(dá)到了環(huán)保的極限要求。其次，煤氣化、燃燒發(fā)電過(guò)程產(chǎn)生的固體廢渣具有較高的火山灰活性，可以作為建材原料加以利用。煤直接液化廢渣與半焦性質(zhì)類似可以進(jìn)一步氣化造氣，而在煤氣凈化與變換單元中，可以將有害氣體如H2S直接轉(zhuǎn)變?yōu)閱钨|(zhì)S進(jìn)行資源化利用，同時(shí)分離出酸性氣體CO2，進(jìn)行隔離儲(chǔ)存或加工處置，從而減少溫室氣體的排放，實(shí)現(xiàn)近零污染排放。表12-1甲醇-熱-電-城市煤氣聯(lián)產(chǎn)與分產(chǎn)的參數(shù)比較容量和成本甲醇、IGCC熱電聯(lián)合分產(chǎn)甲醇-熱-電三聯(lián)產(chǎn)城市煤氣和熱電三聯(lián)產(chǎn)分開(kāi)生產(chǎn)甲醇、熱、電、城市煤氣四聯(lián)產(chǎn)甲醇IGCC熱電聯(lián)產(chǎn)合計(jì)發(fā)電量(MW)—400400400400400蒸汽產(chǎn)量(1～1.5MPa)/MW—400400400400400甲醇產(chǎn)量(kt/a)400—400400400400合成氣產(chǎn)量(t/a)400400給煤量(106MJ/h)2.463.886.346.468.358.36效率%58.674.368.166.969.068.9CO2排放量(t/h)211333544555718718總投資(106$)379537916700928783年總成本(106$)生產(chǎn)成本43.6661.86105.5280.64106.9190.20投資15.1621.4836.6428.0037.1231.32運(yùn)行和維護(hù)17.2527.2144.4645.3058.5558.63燃料76.07110.55186.62153.94202.58180.15總成本$/(kw·h)27.139.4—54.9—64.2聯(lián)產(chǎn)的蒸汽成本$/(kw·h)—-15.0—-15.0—-15.0聯(lián)產(chǎn)的電成本$/(kw·h)———-24.4—-24.4聯(lián)產(chǎn)的甲醇成本$/(kw·h)—————-15.5凈成本$/(kw·h)27.124.4—15.5—9.3可見(jiàn)，煤的多聯(lián)產(chǎn)技術(shù)不僅可以實(shí)現(xiàn)煤炭資源的充分利用，而且可以實(shí)現(xiàn)煤炭資源價(jià)值的提升、利用效率和經(jīng)濟(jì)效益的最大化，同時(shí)還可以做到煤炭利用過(guò)程對(duì)環(huán)境最友好。煤的多聯(lián)產(chǎn)技術(shù)是一種適合我國(guó)國(guó)情的煤炭綜合利用技術(shù)，對(duì)我國(guó)可技術(shù)發(fā)展有著特殊的重要意義。4.中國(guó)發(fā)展煤多聯(lián)產(chǎn)的必要性以煤為主并且在相當(dāng)長(zhǎng)的時(shí)間內(nèi)難以根本改變的能源結(jié)構(gòu)決定中國(guó)必須高效潔凈利用煤炭資源。目前，我國(guó)煤炭的主要利用方式是直接燃燒，占煤炭總量的80%左右。煤炭的直接燃燒雖然簡(jiǎn)單，但資源利用率低，污染嚴(yán)重，煤炭綜合利用效率比發(fā)達(dá)國(guó)家低10％左右。雖然改革開(kāi)放后，我國(guó)在煤的氣化、焦化和液化方面取得了長(zhǎng)足的進(jìn)步，但這些轉(zhuǎn)化技術(shù)存在投資大、對(duì)煤種要求高、操作條件苛刻等問(wèn)題。在21世紀(jì)，我國(guó)的能源領(lǐng)域面臨能源供應(yīng)、液體燃料短缺、環(huán)境污染、溫室氣體排放和農(nóng)村能源結(jié)構(gòu)調(diào)整五大問(wèn)題，而積極發(fā)展煤基多聯(lián)產(chǎn)技術(shù)則是綜合解決這五大問(wèn)題的重要途徑。通過(guò)煤的分級(jí)利用多聯(lián)產(chǎn)技術(shù)，則依據(jù)煤不同組分和反應(yīng)特性，實(shí)現(xiàn)煤的分級(jí)轉(zhuǎn)化，具有煤種適用性廣，一爐多產(chǎn)，經(jīng)濟(jì)效益高，污染物排放低，灰渣綜合利用等特點(diǎn)。我國(guó)目前的清潔高效利用煤炭資源，推進(jìn)煤炭多聯(lián)產(chǎn)成為國(guó)家能源戰(zhàn)略的重點(diǎn)研究方向之一。我國(guó)自1995年開(kāi)始研究潔凈煤技術(shù)，雖然在技術(shù)成熟度和規(guī)模上還落后于國(guó)際先進(jìn)水平，但在技術(shù)儲(chǔ)備上已進(jìn)入國(guó)際先進(jìn)行列。從電力和優(yōu)質(zhì)燃料兩方面的重大需求來(lái)看，多聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)顯然是未來(lái)潔凈煤技術(shù)發(fā)展的主要方向之一，并且與氫能利用、削減CO2排放的長(zhǎng)遠(yuǎn)可持續(xù)發(fā)展目標(biāo)相容。目前中國(guó)在大力發(fā)展新型煤化工技術(shù)的契機(jī)下，大力推廣煤基多聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)對(duì)中國(guó)能源工業(yè)的戰(zhàn)略調(diào)整和國(guó)民經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展必將起到重要作用。中國(guó)產(chǎn)業(yè)界目前正積極參與煤基多聯(lián)產(chǎn)潔凈煤技術(shù)的研發(fā)示范，并取得了一定的工業(yè)化經(jīng)驗(yàn)。具體的情況將在第四節(jié)進(jìn)行介紹。

第二節(jié)煤氣化多聯(lián)產(chǎn)轉(zhuǎn)化技術(shù)煤氣化多聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)是指利用從單一的設(shè)備（氣化爐）中產(chǎn)生的合成氣（主要成分為CO＋H2），來(lái)進(jìn)行跨行業(yè)、跨部門(mén)的生產(chǎn)，以得到多種具有高附加值的化工產(chǎn)品、液體燃料（甲醇、F－T合成燃料、二甲醇、城市煤氣、氫氣）、以及用于工藝過(guò)程的熱和進(jìn)行發(fā)電等。煤炭氣化是以煤氣化為核心的熱電氣多聯(lián)產(chǎn)系中眾多物質(zhì)轉(zhuǎn)化，能量轉(zhuǎn)化過(guò)程的第一步，固體煤炭燃料在這個(gè)單元中被轉(zhuǎn)化為氣相燃料共下有化學(xué)合成和發(fā)電模塊使用。通過(guò)凈化可能作到空氣污染物可以忽略不計(jì)，凈CO2排放量為零或接近零。不但克服了煤直接燃燒的傳統(tǒng)方法中存在的效率低，污染物排放嚴(yán)重等問(wèn)題，而且還具有產(chǎn)品多樣化的優(yōu)勢(shì)。因而以煤完全氣化為基礎(chǔ)的多聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)是國(guó)內(nèi)外煤炭利用領(lǐng)域研究的重點(diǎn)與熱點(diǎn)之一，很多國(guó)家都制定了有關(guān)的研究發(fā)展計(jì)劃，投入大量資金進(jìn)行這方面的研究，一些初級(jí)的示范工廠已經(jīng)在建設(shè)之中。我國(guó)目前發(fā)展的煤化工項(xiàng)目中也出現(xiàn)了許多以煤氣化為核心的多聯(lián)產(chǎn)示范技術(shù)的雛形。本節(jié)將從煤氣化多聯(lián)產(chǎn)的單元技術(shù)組成與典型的聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)加以介紹。1．煤氣化多聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)的組成氣化氣化蒸汽氧氣煤灰渣高溫凈化硫磺、硫酸等副產(chǎn)品重整氣體分離CO+H2合成氣其他合成液體燃料合成化工產(chǎn)品IGCC/GCCCO2H2提取釩等原料水泥建材熱/電/冷聯(lián)產(chǎn)干冰燃料電池大規(guī)模發(fā)電埋存化工藻類生長(zhǎng)強(qiáng)化石油開(kāi)采熱/電/冷聯(lián)產(chǎn)圖12-4資源、能源、環(huán)境一體化煤氣化多聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)的能源轉(zhuǎn)化過(guò)程以煤的完全氣化為核心的熱電氣多聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)是很多技術(shù)模塊的有機(jī)耦合，聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)的能源轉(zhuǎn)化過(guò)程如圖12-4所示，主要由氣化、煤氣凈化、污染物控制、燃?xì)?蒸汽聯(lián)合循環(huán)發(fā)電、合成氣轉(zhuǎn)化和氣體分離等技術(shù)單元組成，這些子單元的性能表現(xiàn)對(duì)整個(gè)多聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)有著及其重要的影響。其中氣化可采用固定床氣化、流化床氣化以及氣流床氣化中的任意一種技術(shù)，由于規(guī)?；茱@示出多聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)的優(yōu)勢(shì)，所以目前大多煤氣化多聯(lián)產(chǎn)技術(shù)一般均采大型化的加壓氣流床氣化技術(shù)。如TAXECO、SHELL、EGAS、PRENFLO氣化技術(shù)均配套有多聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)示范項(xiàng)目或正在建設(shè)之中。原料煤經(jīng)過(guò)氣化之后，得到的合成氣可以達(dá)到很高的除塵和脫硫率，其污染物的排放指數(shù)將大大降低。如，其SOX、NOX和粉塵的排放量，分別可達(dá)歐共體污染物排放限制的18％、65％和2％，達(dá)到了環(huán)保的極限要求。而且煤氣化技術(shù)可以根據(jù)不同的需要使用不同的煤種，特別是有效、清潔地使用我國(guó)的高硫、高灰份煤，回收煤中含有的硫，變廢為寶。從聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)中涉及的氣體分離技術(shù)有兩個(gè)環(huán)節(jié)：一是從空氣中分離出富氧以供氣化所需，二是對(duì)煤氣進(jìn)行氣體分離，分離出的氫氣是實(shí)現(xiàn)燃料電池發(fā)電的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，目前出現(xiàn)的朋孔膜分離、鈀膜分離、甲烷化和氨洗等分離技術(shù)，但這些技術(shù)的成本和分離出的氫氣純度都有待于進(jìn)一步提高。同時(shí)利用氣體分離技術(shù)可以從煤氣中分離出純度很高的CO2，而不是燃燒后被N2稀釋，從而為集中埋存處理或作為化工合成氣原料加以利用提供了方便，目前已有利用CO和CO2混合氣合成甲醇的工藝報(bào)道，有利于弱減溫室氣體的排放。用氫氣或液化氫氣作為燃料，熱值高，燃燒后的產(chǎn)物是水，污染物排放是零。從長(zhǎng)遠(yuǎn)來(lái)看，氫氣作為載能體，可作為分布式熱、電、冷聯(lián)供的燃料，實(shí)現(xiàn)當(dāng)?shù)匚廴疚锖蜏厥覛怏w的零排放。以氫為燃料的低溫可交換質(zhì)子膜燃料電池PEMFC是目前最理想的汽車動(dòng)力，燃料電池具有供電靈活、集中和分布式相結(jié)合、發(fā)電效率高等一系列優(yōu)點(diǎn)，作為固定式使用亦是將來(lái)的發(fā)展方向。氫能的大量利用，對(duì)改善我國(guó)的能源結(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)能源資源多樣化，保障我國(guó)的能源安全將起積極的作用。從氣化爐出來(lái)的粗煤氣經(jīng)過(guò)除塵和脫硫之后，可以分配成幾個(gè)部分，供應(yīng)給不同的生產(chǎn)過(guò)程。由于各部分的比例可以根據(jù)需要靈活地進(jìn)行調(diào)整，因而可以達(dá)成各方面的協(xié)調(diào)生產(chǎn)。如，在使用煤氣進(jìn)行發(fā)電的時(shí)候，發(fā)電機(jī)組經(jīng)常會(huì)遇到調(diào)峰問(wèn)題，如果在不需要多發(fā)電的時(shí)候，把多余部分的合成氣用來(lái)生產(chǎn)其他的產(chǎn)品，如甲醇、二甲醚等，使能量以化學(xué)能的形式加以保存。而在用電高峰期，減少生產(chǎn)的甲醇，甚至以甲醇為燃料發(fā)電，就可以解決目前發(fā)電機(jī)組由于調(diào)峰所造成的能量損失和浪費(fèi)。如果再?gòu)鸟詈霞夹g(shù)路線的角度出發(fā)，使各條技術(shù)路線取長(zhǎng)補(bǔ)短，實(shí)現(xiàn)能量的梯級(jí)利用，將更能體現(xiàn)多聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)的優(yōu)越性。三、目前實(shí)施的多聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)對(duì)國(guó)內(nèi)現(xiàn)狀而言，資源-能源-環(huán)境一體化系統(tǒng)過(guò)于龐大，由于各地煤炭資源、產(chǎn)品需求不一樣，因此必須發(fā)揮多聯(lián)產(chǎn)靈活的優(yōu)點(diǎn)，同時(shí)根據(jù)各項(xiàng)技術(shù)的發(fā)展成熟程度和市場(chǎng)需求逐步推進(jìn)。從目前而言，在現(xiàn)有煤炭氣化（或油氣化）、化工合成企業(yè)進(jìn)行適當(dāng)?shù)母脑毂容^現(xiàn)實(shí)，其產(chǎn)品應(yīng)以合成氨、甲醇等化工品以及發(fā)電、城市煤氣為主。對(duì)新建煤化工企業(yè)應(yīng)考慮多聯(lián)產(chǎn)，以發(fā)揮多聯(lián)產(chǎn)優(yōu)勢(shì)和創(chuàng)造最佳的經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益。1．合成氨聯(lián)醇在我國(guó)，目前有百多家中小合成氨廠聯(lián)產(chǎn)甲醇，總產(chǎn)量在100多萬(wàn)噸。聯(lián)醇生產(chǎn)一般在13MPa壓力下，采用銅基催化劑，串聯(lián)在合式氨工藝中。與傳統(tǒng)的高壓或低壓甲醇合成法相比，聯(lián)醇法生產(chǎn)甲醇有以下特點(diǎn)：=1\*GB2⑴串聯(lián)在合成氨工藝中，因此既要滿足合成氨工藝條件，又要有甲醇合成的要求。由于任何一方工藝條件的變化都會(huì)影響合成甲醇與合成氨的操作，因此必須有必要的補(bǔ)充調(diào)節(jié)措施，以維持兩個(gè)合成生產(chǎn)的同時(shí)進(jìn)行。=2\*GB2⑵原料氣成分經(jīng)合成甲醇后必須滿足合成氨生產(chǎn)的要求，一般需要進(jìn)一步精制。=3\*GB2⑶與合成氨工藝相比，聯(lián)醇采用銅基催化劑，其抗毒性能較差，所以必須采取特殊的脫硫凈化措施。由于甲醇合成前煤氣中含有一定量的CO和CO2，因此通過(guò)聯(lián)產(chǎn)甲醇，可以降低流程前面變換的負(fù)荷（不需要將CO全部變換），同時(shí)脫碳后煤氣中的少量CO和CO2參加反應(yīng)，也相應(yīng)降低了隨后銅洗工段的負(fù)荷，從而提高了整個(gè)系統(tǒng)的效率。2．固定床加壓氣化生產(chǎn)城市煤氣聯(lián)產(chǎn)甲醇和發(fā)電哈爾濱煤氣廠和義馬煤氣廠均在生產(chǎn)供應(yīng)城市煤氣的同時(shí)聯(lián)產(chǎn)甲醇，前者甲醇產(chǎn)量為14萬(wàn)t/a，后者產(chǎn)量為8萬(wàn)t/a。目前哈爾濱煤氣廠內(nèi)建鍋爐蒸汽發(fā)電廠，使用備煤?jiǎn)卧Y下細(xì)煤作原料。如果將回收氫氣后的甲醇弛放氣和部分煤氣用于燃?xì)廨啓C(jī)發(fā)電（其發(fā)電量至少滿足廠內(nèi)自需），或者增加流化床氣化爐以篩下細(xì)煤為原料，所產(chǎn)煤氣用于化工合成和發(fā)電，則整個(gè)系統(tǒng)就將成為城市煤氣、甲醇和發(fā)電三聯(lián)產(chǎn)范例。3．以間接液化為主的多聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)南非Sasol公司是目前世界上最大的煤化工-煤炭間接企業(yè)。Sasol公司成立于20世紀(jì)50年代初，1955年建成由煤生產(chǎn)燃料油的Sasol=1\*ROMANI廠，1980年和1982年又先后建成Sasol=2\*ROMANII和Sasol=3\*ROMANIII廠，共建有97臺(tái)Lurgi固定床加壓氣化爐。3個(gè)廠年用煤量總計(jì)達(dá)4590萬(wàn)t，其中SasolI廠年用煤量650萬(wàn)t，Sasol=2\*ROMANII和Sasol=3\*ROMANIII廠年用煤量3940萬(wàn)t。3個(gè)廠主要生產(chǎn)汽油、柴油、蠟、氨、乙烯、丙烯、聚合物、醇、醛、酮等113種產(chǎn)品，總產(chǎn)量達(dá)768萬(wàn)t，其中油品458萬(wàn)t，占總量的60%，化工產(chǎn)品310萬(wàn)t，占總量的40%。圖6－12所示是Sasol=2\*ROMANII廠工藝流程。整個(gè)工藝主要包括以下幾個(gè)單元：備煤，煤炭加壓固定床氣化，合成氣凈化，溶酚裝置和氨回收，焦油加工，費(fèi)托合成，合成尾氣處理和甲烷改制，油品煉制，公用工程如蒸汽、制氧、發(fā)電、水處理等。 由于我國(guó)使用了近30臺(tái)Lurgi加壓固定床氣化工藝用于化工合成和城市煤氣生產(chǎn)，且國(guó)內(nèi)可以制造加壓固定床氣化爐，而適宜使用的煤種如褐煤、次煙煤在我國(guó)儲(chǔ)量較大，因此南非Sasol間接液化工藝對(duì)我國(guó)的參考意義較大，目前已有這方面的規(guī)劃，區(qū)別在于其產(chǎn)品構(gòu)成應(yīng)根據(jù)國(guó)內(nèi)外市場(chǎng)狀況做相應(yīng)調(diào)整。當(dāng)然，也可以使用氣化強(qiáng)度更大的加壓流化床氣化或加壓氣流床氣化工藝用于煤炭間接液化生產(chǎn)，與Sasol工藝不同的是備煤、煤氣（合成氣）凈化等單元不同，出爐粗煤氣中不含焦油和酚水等，因此也無(wú)焦油加工處理單元。同樣，產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)應(yīng)根據(jù)生產(chǎn)需求做相應(yīng)調(diào)整。4．以IGCC發(fā)電系統(tǒng)為主的多聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)整體煤氣化聯(lián)合循環(huán)（IGCC）發(fā)電系統(tǒng)是將煤氣化技術(shù)和高效的聯(lián)合循環(huán)相結(jié)合的先進(jìn)動(dòng)力系統(tǒng)，被認(rèn)為是21世紀(jì)燃煤電站動(dòng)力更新?lián)Q代的最重要的潔凈煤發(fā)電技術(shù)，也是當(dāng)今世界能源動(dòng)力界關(guān)注的一大熱點(diǎn)。IGCC的工藝過(guò)程：煤經(jīng)氣化成為中低熱值煤氣，經(jīng)過(guò)凈化除去煤氣中的硫化物、氮化物、粉塵等污染物，變?yōu)榍鍧嵉臍怏w燃料，然后送入燃?xì)廨啓C(jī)的燃燒室燃燒，加熱氣體工質(zhì)以驅(qū)動(dòng)燃?xì)馔钙阶鞴?，燃?xì)廨啓C(jī)排氣進(jìn)入余熱鍋爐加熱給水，產(chǎn)生過(guò)熱蒸汽驅(qū)動(dòng)蒸汽輪機(jī)作功。這樣IGCC既發(fā)揮了Brayton循環(huán)（燃?xì)廨啓C(jī)）高溫?zé)嵩吹母邷貎?yōu)勢(shì)，又保留了Rankine循環(huán)（蒸汽輪機(jī)）低溫?zé)嵩吹暮锰帲瑥亩鴮?shí)現(xiàn)了煤炭的潔凈和高效轉(zhuǎn)化利用。與常規(guī)燃煤電站相比，IGCC技術(shù)具有下列優(yōu)點(diǎn)：=1\*GB2⑴環(huán)境效益極好。由于煤炭先氣化生成煤氣，經(jīng)凈化后再進(jìn)入燃?xì)廨啓C(jī)發(fā)電，因此，IGCC技術(shù)的粉塵排放量幾乎為零，脫硫率可達(dá)到98%，NO2含量低于其他工藝，而CO2的排放量也將減彡1/4。=2\*GB2⑵熱效率高且繼續(xù)提高效率的潛力巨大。目前商業(yè)化運(yùn)行的IGCC電站效率為42%～45%，隨著技術(shù)的進(jìn)步，預(yù)計(jì)可達(dá)到50%以上。=3\*GB2⑶耗水量少。由于燃?xì)廨啓C(jī)發(fā)電占總發(fā)電量的約2/3，因此比常規(guī)汽輪機(jī)電站少耗水30%～50%，尤其適合于水源緊缺的地區(qū)。=4\*GB2⑷固體廢物處理量少。煤氣脫硫后的酸氣經(jīng)CLAUS工≡可回收硫出售，有利于降低發(fā)電成本；煤炭中灰熔融冷卻后形成莰和態(tài)渣，性質(zhì)穩(wěn)定，對(duì)環(huán)境污染少，而且可用于生產(chǎn)建材等。=5\*GB2⑸容易與煤氣化為龍頭的化工合成等組成發(fā)電、生產(chǎn)液體燃料、甲醇、丙烯、制氫等多聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)，進(jìn)一步提高經(jīng)濟(jì)效益。IGCC技術(shù)把高效的燃?xì)?蒸汽聯(lián)合循環(huán)發(fā)電系統(tǒng)與潔凈的煤氣化技術(shù)結(jié)合起來(lái)，既有高發(fā)電效率，又有極好的環(huán)保性能，是一船有發(fā)展前景的潔凈煤發(fā)電技術(shù)。在目前技術(shù)水平下，IGCC發(fā)凈效率可達(dá)43%～45%，今后有望達(dá)到更高。而污染物的排放量為常規(guī)燃煤電站的1/10，脫硫效率可達(dá)99%，SO2排放在25mg/m3左右（目前國(guó)家規(guī)定SO2排放為1200mg/m3），氮氧化物排放只有常規(guī)電站的15%～20%，耗水只有常規(guī)電站的1/2～1/3，利于環(huán)境保護(hù)。由圖6-13可以看出，IGCC整個(gè)系統(tǒng)大致可分為：煤的備煤、煤的氣化、熱量的回收、煤氣的凈化和燃?xì)廨啓C(jī)及蒸汽輪機(jī)發(fā)電幾個(gè)部分?？赡懿捎玫拿簹饣癄t有噴流床、固定床和流化床三種方案。目前IGCC技術(shù)的主要缺點(diǎn)是單位投資高，但隨著技術(shù)的發(fā)展，正呈逐年降低趨勢(shì)。1972年在德國(guó)Luenen投運(yùn)了第一臺(tái)功率為160MW的IGCC裝置，1984年美國(guó)冷水100MW的IGCC示范電站裝置投運(yùn)。隨后荷蘭、美國(guó)、西班牙等國(guó)先后投運(yùn)或在建7座IGCC示范電站。其中，荷蘭Demkolec的IGCC電站效率達(dá)到43%。中國(guó)煙臺(tái)功率為400MW的IGCC電站示范項(xiàng)目已進(jìn)入招標(biāo)階段。如前所述，IGCC的主要發(fā)展方向之一就是發(fā)展多聯(lián)產(chǎn)，針對(duì)目前IGCC比投資較高的不利因素，許多專家對(duì)我國(guó)在煙臺(tái)即將建立的首座IGCC示范電站提出建議，希望能在發(fā)電的同時(shí)，預(yù)留化工合成接口，以增強(qiáng)對(duì)市場(chǎng)風(fēng)險(xiǎn)的適應(yīng)能力。由于IGCC發(fā)電效率高及良好的環(huán)境效益，對(duì)電力缺口較大的地區(qū)采用以IGCC發(fā)電為主兼顧化工聯(lián)產(chǎn)的工藝是合適的。正常情況下，氣化爐生產(chǎn)的合成氣主要用于發(fā)電，在電力需求降低的情況下則增加化工合成的比例。5．煉焦和氣化多聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)在煉焦煤資源較多的地方，如山西、貴州等省的一些地區(qū)，煉焦煤用于焦化工業(yè)更能發(fā)揮其用途，則這些地區(qū)可以發(fā)展焦化和氣化有機(jī)結(jié)合的多聯(lián)產(chǎn)工藝。焦化工業(yè)在我國(guó)占有主要地位，目前我國(guó)焦炭產(chǎn)量達(dá)到12000萬(wàn)t以上，占世界焦炭產(chǎn)量的1/3以上，出口量約l500萬(wàn)t。在焦炭生產(chǎn)過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生大量煤氣和焦油、酚類物質(zhì)，這些物質(zhì)的有效利用，不僅可提高經(jīng)濟(jì)效益，而且減少了亂排放對(duì)環(huán)境造成的污染。從目前焦化廠運(yùn)行情況看，一般將焦?fàn)t煤氣用于城鎮(zhèn)居民生活用氣、回爐作燃料氣、變壓吸附提氫用于有機(jī)化工過(guò)程、使用燃?xì)廨啓C(jī)發(fā)電等；通過(guò)對(duì)煤氣凈化、焦油加工等獲得苯系物、酚類物、洗油、硫磺、硫銨、柰等。隨著焦化廠規(guī)模的擴(kuò)大，生產(chǎn)的煤氣大大過(guò)剩，因此，目前許多企業(yè)又使用煤氣用于生產(chǎn)甲醇、二甲醚等高附加值化工產(chǎn)品。圖6-14所示為楊懷旺、姚潤(rùn)生提出的以煉焦為主的多聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)。對(duì)煤種豐富的地區(qū)，比如有適合直接液化煤種而又缺少石油的地區(qū)，則可將焦化和煤炭直接液化技術(shù)結(jié)合，直接液化所需氫氣來(lái)焦?fàn)t煤氣，而直接液化產(chǎn)生的殘?jiān)鼊t在特制的熱解爐中熱解回收燃料油后送鍋爐燃燒。其基本思路如圖6-15所示。焦?fàn)t產(chǎn)生的煤氣凈化后，分離出足夠的氫氣用于煤炭直接液化，剩余煤氣和直接液化排放氣去發(fā)電。該系統(tǒng)的產(chǎn)品以燃料油、焦炭、酚類、苯類、瀝青等為主要產(chǎn)品，也可以考慮從凈化煤氣流中引出一部分去合成甲醇。6．煤炭直接液化和間接液化聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)煤炭直接液化對(duì)煤質(zhì)有如下要求：煤的固有液化反應(yīng)性好，碳含量不易過(guò)高或H/C比高，氧和氮含量低，含一定的黃鐵礦硫，水分含量低，穩(wěn)定組和鏡質(zhì)組含量高等。煤炭科學(xué)研究總院北京煤化學(xué)研究所煤炭液化室經(jīng)過(guò)對(duì)中國(guó)典型煤種進(jìn)行液化試驗(yàn)，選出了神木、先鋒等15種適合于液化的中國(guó)煤種，其無(wú)水無(wú)灰基液化油收率可達(dá)50%以上。可見(jiàn)，能用于直接液化的煤種有限，而用于煤炭氣化的適宜煤種要多得多，何況煤炭直接液化一般需要使用煤炭氣化工藝制氫，而且直接液化和間接液化在產(chǎn)品構(gòu)成上具有一定的互補(bǔ)性，因此將兩者結(jié)合起來(lái)可以發(fā)揮各自優(yōu)勢(shì)。從氣化工藝角度講，如不考慮將液化殘?jiān)鳛闅饣?，則可使用Lurgi、BGL加壓固定床氣化爐，HTW加壓流化床氣化爐，Shell、Prenflo干粉加料和Texaco、E-gas水煤漿加料的加壓氣流床氣化爐。如考慮使用液化殘?jiān)瑒t固定床氣化爐不適宜。其基本思路如圖6-16所示。該聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)以液體燃料油如柴油、汽油為主要產(chǎn)品，煤炭氣化以煤和液化殘?jiān)鼮樵?，產(chǎn)生的煤氣量以滿足直接液化制氫需要和F-T合成需要為目的，F(xiàn)-T合成所需要的H2/CO比由耐硫變換單元調(diào)節(jié)。聯(lián)合循環(huán)發(fā)電量以滿足企業(yè)需要為基準(zhǔn)，如液化排放尾氣不足，則可由鍋爐產(chǎn)生的蒸汽補(bǔ)足，也可以燃燒部分潔凈煤氣補(bǔ)充。另外，根據(jù)具體情況，煤炭直接液化、氣化及鍋爐所需煤種可以不同。四、我國(guó)多聯(lián)產(chǎn)技術(shù)的發(fā)展步驟多聯(lián)產(chǎn)技術(shù)是一種自然銜接近期和遠(yuǎn)期．滿足我國(guó)能源可持續(xù)發(fā)展的戰(zhàn)略性關(guān)鍵技術(shù)。我國(guó)的發(fā)展步驟如下：1．近期（5～10年）加強(qiáng)先進(jìn)單元技術(shù)的開(kāi)發(fā)和工程化，開(kāi)展以煤氣化為出發(fā)點(diǎn)，以化工產(chǎn)品、液體燃料合成以及發(fā)電為主要目標(biāo)的多聯(lián)產(chǎn)技術(shù)的單元過(guò)程和系統(tǒng)耦合研究。進(jìn)行具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的關(guān)鍵技術(shù)開(kāi)發(fā)，各種成熟單元技術(shù)的聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)優(yōu)化研究。進(jìn)行示范工程相配套的技術(shù)研究，創(chuàng)建化工和動(dòng)力過(guò)程耦合的能量綜合和梯級(jí)利用體系，形成若干符合我國(guó)國(guó)情的多聯(lián)產(chǎn)技術(shù)。2．中長(zhǎng)期（10～30年）中期：以經(jīng)濟(jì)的價(jià)格大規(guī)模生產(chǎn)煤基合成運(yùn)輸燃料，生產(chǎn)替代液化石油氣的二甲醚以解決城市和鄉(xiāng)村居民炊事和取暖對(duì)優(yōu)質(zhì)燃料的需求，緩解石油進(jìn)口和能源安全壓力。以經(jīng)濟(jì)可行的方式發(fā)展以電力為主的熱、電、車用液體燃料和化工品多聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)，解決煤炭直接燃燒所帶來(lái)的嚴(yán)重環(huán)境后果。長(zhǎng)期：考慮以發(fā)電為主的燃料電池聯(lián)合循環(huán)發(fā)電系統(tǒng)，在總體優(yōu)化的要求下深入研究氣化、發(fā)電、制氫、燃料電池、液體燃料和化學(xué)品合成等各單元過(guò)程間物質(zhì)變化和能量變化的相互關(guān)系，實(shí)現(xiàn)化工、動(dòng)力的有機(jī)耦合和優(yōu)化集成。3．遠(yuǎn)期（30～50年）方便和低成本地轉(zhuǎn)換到大規(guī)模氫能生產(chǎn)以及二氧化碳分離、利用和埋存。3．多聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)：

1.以煤的部分氣化為基礎(chǔ)的多聯(lián)產(chǎn)技術(shù)煤是由植物殘?bào)w經(jīng)過(guò)幾億年的地質(zhì)演變而形成的含有多種雜質(zhì)的有機(jī)混合礦物，其不同組分在化學(xué)反應(yīng)性上差別巨大，若依據(jù)煤的不同組分和不同轉(zhuǎn)化階段的反應(yīng)性不同的特點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)熱解，氣化和燃燒的分級(jí)轉(zhuǎn)化，則可以使煤炭氣化技術(shù)簡(jiǎn)化，從而減少投資，降低成本，也有可能用最經(jīng)濟(jì)的方法解決每種污染物的脫除問(wèn)題。煤的部分氣化燃燒技術(shù)正是基于上述思路發(fā)展起來(lái)的，其核心思想是針對(duì)煤中不同組分實(shí)現(xiàn)分級(jí)利用，將煤熱解和部分氣化后所得到的煤氣用作燃料或化學(xué)工業(yè)原料，剩下的半焦通過(guò)燃燒加以利用，而不再采取通入水蒸氣等手段對(duì)固定碳進(jìn)行強(qiáng)制轉(zhuǎn)化。該技術(shù)除了具備傳統(tǒng)煤氣化技術(shù)的有點(diǎn)之外，還具有以下優(yōu)點(diǎn)：技術(shù)簡(jiǎn)單，而成本較低：氣化過(guò)程中，原煤中含有的磷，氯和堿金屬等污染物大多隨揮發(fā)分進(jìn)入煤氣。由于部分氣化技術(shù)的氣化溫度較低，而煤氣低溫凈化技術(shù)相對(duì)比較成熟，煤氣中含有的污染物易于脫除，有利于環(huán)保。半焦為氣化后的產(chǎn)物，其揮發(fā)分含量極低，因此，半焦難于燃燒，有利于儲(chǔ)存和運(yùn)輸，同時(shí)，半焦中殘余的磷，氯和堿金屬等污染物相對(duì)于原煤大大降低，燃燒起來(lái)相對(duì)清潔。以煤的部分氣化為基礎(chǔ)的潔凈煤技術(shù)，主要是將煤在氣化爐內(nèi)進(jìn)行部分氣化產(chǎn)生煤氣，沒(méi)有被氣化的半焦進(jìn)入燃燒爐燃燒利用產(chǎn)生蒸汽以發(fā)電、供熱，而產(chǎn)生的煤氣可有多種用途，如燃?xì)?蒸汽聯(lián)合循環(huán)發(fā)電，燃料氣及其他化工產(chǎn)品的生產(chǎn)等。經(jīng)過(guò)多你年的發(fā)展，目前在國(guó)外主要有氣化燃燒集成利用技術(shù)與聯(lián)合循環(huán)技術(shù)相結(jié)合的先進(jìn)燃燒發(fā)電技術(shù)和多聯(lián)產(chǎn)技術(shù)。與其他先進(jìn)技術(shù)相比（如IGCC等）這類技術(shù)具有系統(tǒng)簡(jiǎn)單，投資小和煤種適用性廣等優(yōu)點(diǎn)，受到各國(guó)政府和學(xué)者的重視，在近幾年得到了快速的發(fā)展。目前，以煤的部分氣化為基礎(chǔ)的先進(jìn)燃煤發(fā)電技術(shù)的主要代表有美國(guó)FosterWheeler公司開(kāi)發(fā)的第二代增壓循環(huán)流化床聯(lián)合循環(huán)（2G-PFBC或簡(jiǎn)稱APFBC）和英國(guó)Babcock公司開(kāi)發(fā)的空氣氣化循環(huán)（ABGC）。此外，還有FosterWheeler公司的燃煤高性能發(fā)電系統(tǒng)（HIPPS），日本自行開(kāi)發(fā)的第二代增壓流化床聯(lián)合循環(huán)（APFBC）和增壓內(nèi)部循環(huán)流化床聯(lián)合循環(huán)（PICFG）等。這幾種國(guó)外主要燃煤發(fā)電系統(tǒng)的簡(jiǎn)單對(duì)比如表12-1所示：幾種國(guó)外主要燃煤發(fā)電系統(tǒng)的簡(jiǎn)介(1)第二代增壓循環(huán)流化床聯(lián)合循環(huán)（2G-PFBC） 2G-PFBC是一種基于增壓部分氣化燃燒的先進(jìn)的燃燒聯(lián)合循環(huán)發(fā)電技術(shù)，典型的2G-PFBC聯(lián)合循環(huán)發(fā)電系統(tǒng)流程如圖12-1所示：煤在增壓部分的氣化爐中部分氣化產(chǎn)生低熱值煤氣和半焦，煤氣經(jīng)過(guò)旋風(fēng)分離器和陶瓷過(guò)濾器出去其攜帶的固體顆粒，并經(jīng)過(guò)一個(gè)裝有酸性白土的填充床出去堿金屬后，進(jìn)入燃?xì)廨啓C(jī)前置燃燒室燃燒產(chǎn)生高溫?zé)煔怛?qū)動(dòng)燃?xì)廨啓C(jī)。燃?xì)廨啓C(jī)發(fā)電的同時(shí)帶動(dòng)空氣壓縮機(jī)工作，被壓縮的空氣按一定比例通入部分氣化爐，循環(huán)增壓流化床燃燒爐（CPFBC）和流化床換熱器（FBHE），部分氣化爐產(chǎn)生的半焦輸送至CPFBC燃燒，產(chǎn)生的高溫?zé)煔饨?jīng)過(guò)除塵后作為燃?xì)廨啓C(jī)前置燃燒室的氧化劑。燃?xì)廨啓C(jī)尾氣送入余熱鍋爐。FBHE及預(yù)熱鍋爐產(chǎn)生的蒸汽送入蒸汽輪機(jī)發(fā)電。部分氣化爐的主要作用是即那個(gè)燃料轉(zhuǎn)化為低熱值煤氣和半焦，由于該爐運(yùn)行溫度遠(yuǎn)低于以煤完全氣化為目的的氣化爐溫度，產(chǎn)生的煤氣中含有H2S和含硫焦油蒸汽，在氣化爐中噴入石灰石吸附劑，在還原性氣氛中將H2S固化為COS，且有利于焦油的裂解。采用氣化爐內(nèi)石灰石脫硫的方法，免去了IGCC等基于完全氣化的聯(lián)合循環(huán)必須要安裝的昂貴復(fù)雜的煤氣換熱系統(tǒng)和化學(xué)脫硫凈化系統(tǒng)，使整個(gè)系統(tǒng)較簡(jiǎn)單，投資成本降低。部分氣化爐產(chǎn)生的半焦CaS轉(zhuǎn)化為CaSO4，半焦燃燒放熱將延期加熱至871°C，剩余的熱量通過(guò)物料循環(huán)送入FBHE。循環(huán)控制可以通過(guò)非機(jī)械閥完成。在FBHE中控制流化速度在0.15m/s以內(nèi)，保證床內(nèi)換熱系統(tǒng)不受床料的劇烈沖刷，燃燒爐和部分氣化爐中產(chǎn)生的煙氣和煤氣中所含的吸附劑和飛灰顆粒，在進(jìn)入前置燃燒室和燃?xì)廨啓C(jī)之前，必須通過(guò)裝有陶瓷過(guò)濾器的煙氣凈化系統(tǒng)進(jìn)行除塵，控制煙氣含塵濃度在規(guī)定范圍內(nèi)。(2)燃煤型高性能發(fā)電系統(tǒng)（HIPPS）HIPPS是美國(guó)能源部“2000燃燒計(jì)劃”的一部分，包括兩個(gè)技術(shù)方案，分別由UTRC(UnitedTechnologiesResearchCenter)和FosterWheeler公司提出，UTRC提出的HIPPS系統(tǒng)以天然氣補(bǔ)燃為特征，在此不作詳細(xì)介紹。FosterWheeler公司提出的HIPPS系統(tǒng)無(wú)需天然氣補(bǔ)燃，采用煤部分增壓氣化、常壓燃燒系統(tǒng)，其電廠系統(tǒng)如圖12-2所示： 煤在增壓流化床（或循環(huán)流化床）中部分氣化，產(chǎn)生低熱值煤氣和半焦，磨細(xì)后的半焦在高溫先進(jìn)燃燒爐（HITAF）中燃燒，熱量同時(shí)傳給空氣和蒸汽兩種工質(zhì)。采用傳統(tǒng)技術(shù)將煤氣凈化后進(jìn)入燃?xì)廨啓C(jī)燃燒室與預(yù)熱空氣發(fā)生燃燒反應(yīng)，生產(chǎn)高溫?zé)煔怛?qū)動(dòng)燃?xì)廨啓C(jī)發(fā)電，燃?xì)廨啓C(jī)出口煙氣再返回HITAF提供半焦燃燒所需要的熱量。 這類系統(tǒng)的主要特點(diǎn)如下：可將發(fā)電效率提高至47%或更高。SO2、NOx等污染物排放低于NSPS的1/10。減少溫室氣體，特別是CO2的排放量，第一批商業(yè)電站有望減少溫室氣體排放30%，技術(shù)成熟后，增加至35%或者更高。比傳統(tǒng)技術(shù)電站發(fā)電成本降低10%HIPPS系統(tǒng)能方便改造現(xiàn)有燃煤電站，大大提高運(yùn)行效率。HIPPS改造舊電站后系統(tǒng)流程如圖12-3所示：需要增加的部件有：部分氣化爐，陶瓷過(guò)濾器和燃?xì)廨啓C(jī)及其燃燒室，改造后既可以提高電廠效率，又可以增加發(fā)電量。(3)AirBlownGasificationCycle(ABGC) ABGC其前身是BritishCoalToppingCycle，是一種先進(jìn)的燃煤發(fā)電技術(shù)，它是將煤部分氣化，煤氣作為燃?xì)廨啓C(jī)的燃料，氣化后的半焦送入常壓循環(huán)流化床鍋爐燃盡，產(chǎn)生的蒸汽驅(qū)動(dòng)汽輪機(jī)發(fā)電，在ABGC系統(tǒng)中，其半焦熱量只用于產(chǎn)生蒸汽，燃?xì)廨啓C(jī)/汽輪機(jī)功率比較低，因此系統(tǒng)效率低于2G-PFBC和HIPPS，但是ABGC系統(tǒng)較簡(jiǎn)單，技術(shù)難度小，可以盡早實(shí)現(xiàn)商業(yè)化應(yīng)用，主要表現(xiàn)在以下兩個(gè)方面：融合IGCC，F(xiàn)PBC和CFBC的優(yōu)勢(shì)為一體技術(shù)難度小，在400°C下，采用陶瓷過(guò)濾除塵能夠長(zhǎng)期可靠運(yùn)行，也可以采用金屬絲鍋爐除塵，在此溫度下堿金屬已經(jīng)不可能以氣態(tài)存在，經(jīng)過(guò)除塵后對(duì)燃?xì)廨啓C(jī)不會(huì)構(gòu)成腐蝕威脅。ABGC系統(tǒng)流程如圖12-4所示：煤在新型的增壓噴流窗氣化爐部分氣化，氣化爐的運(yùn)行壓力和平均床溫度分別為2到2.5MPa和960到980°C，約有80%的燃料轉(zhuǎn)化為熱值約為4MJ/m3的煤氣，其成分為H2，CO和N2，還有少量的NH3和H2S。煤氣經(jīng)過(guò)旋風(fēng)分離器出去大部分固體顆粒和大部分堿金屬，再出去NH3和H2S，凈化后的煤氣進(jìn)入燃?xì)廨啓C(jī)燃燒室驅(qū)動(dòng)其發(fā)電，燃?xì)廨啓C(jī)排出的尾部煙氣經(jīng)過(guò)余熱利用系統(tǒng)加熱蒸汽.燃?xì)廨啓C(jī)帶動(dòng)空氣壓縮機(jī)，壓縮空氣一部分送入燃燒室，一部分送入氣化爐，送入氣化爐的那部分壓縮空氣先經(jīng)過(guò)自動(dòng)調(diào)溫推進(jìn)式壓縮機(jī)將壓力提升到2.0到3.0MPa，再送入氣化爐，在氣化爐總加入脫硫劑進(jìn)行脫硫，Ca/S比為2，大部分H2S轉(zhuǎn)化為CaS和半焦，一起送入燃燒爐，在氧化性氣氛下CaS又轉(zhuǎn)化為CaSO4。該系統(tǒng)中燃燒爐中的高溫?zé)煔鉀](méi)有送入燃?xì)廨啓C(jī)，之用來(lái)產(chǎn)生蒸汽供給蒸汽輪機(jī)發(fā)電，燃燒爐與燃?xì)廨啓C(jī)之間沒(méi)有聯(lián)系，不需要燃?xì)廨啓C(jī)的排氣在余熱利用系統(tǒng)中預(yù)熱蒸汽時(shí)，整個(gè)系統(tǒng)供電效率可達(dá)到43%（基于高位發(fā)熱量）。顯然這一方案主要增加的新設(shè)備是增壓部分氣化爐，頂置燃燒室和高溫煤氣除塵器。（4）先進(jìn)增壓循環(huán)流化床聯(lián)合循環(huán)系統(tǒng)（APFBC） 日本在開(kāi)發(fā)以部分期合尾基礎(chǔ)的先進(jìn)燃煤發(fā)電技術(shù)方面進(jìn)步很快，通過(guò)引進(jìn)國(guó)外技術(shù)和自行開(kāi)發(fā)相結(jié)合，已經(jīng)積累了不經(jīng)驗(yàn)，并開(kāi)發(fā)了先進(jìn)增壓循環(huán)流化床聯(lián)合循環(huán)系統(tǒng)，其提供流程如圖12-5所示： 煤在增壓流化床部分氣化爐中部分氣化后（碳轉(zhuǎn)化率可達(dá)到85%），產(chǎn)生煤氣和半焦，煤氣進(jìn)入高溫干法脫硫裝置脫硫后，通過(guò)煤氣冷卻裝置冷卻，然后經(jīng)過(guò)旋風(fēng)分離器和陶瓷過(guò)濾器除塵后送入燃?xì)廨啓C(jī)燃燒室，以壓縮機(jī)產(chǎn)生的增壓空氣做助燃劑，在燃燒室中燃燒產(chǎn)生高溫?zé)煔猓?350°C）驅(qū)動(dòng)燃?xì)廨啓C(jī)，部分氣化爐中的半焦，脫硫裝置中的CaS和旋風(fēng)分離器收集的固體顆粒送入增壓流化床燃燒室，半焦進(jìn)一步燃燒，CaS在氧化性氣氛下轉(zhuǎn)化成CaSO4。產(chǎn)生的蒸汽提供蒸汽輪機(jī)發(fā)電，燃燒爐出來(lái)的高溫?zé)煔庠诖怂腿氩糠謿饣癄t，作為氣化爐的部分熱源。APFBC系統(tǒng)主要特點(diǎn)如下：1>額外的熱源是部分氣化爐碳轉(zhuǎn)化率增加（約85%）。2>采用了石灰石高溫干法脫硫系統(tǒng)。3>系統(tǒng)效率可以達(dá)到46%，燃?xì)廨啓C(jī)進(jìn)口溫度高達(dá)1300°C，蒸汽循環(huán)系統(tǒng)效率有所提高4>另外，該系統(tǒng)下，降低了對(duì)陶瓷過(guò)濾器的使用要求，開(kāi)發(fā)APFBC系統(tǒng)的風(fēng)險(xiǎn)性降低。煤熱解多聯(lián)產(chǎn)轉(zhuǎn)化技術(shù)以熱載體熱解為基礎(chǔ)的熱電氣多聯(lián)產(chǎn)技術(shù)是以熱載體提供煤熱解所需要的熱量生產(chǎn)中熱值熱解煤氣供民用或工業(yè)用的煤氣化技術(shù)。該技術(shù)集煤熱解，氣化和燃燒分級(jí)轉(zhuǎn)化于一體，同時(shí)產(chǎn)生熱，電和煤氣，方案結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，不需要特殊的制氧設(shè)備，而且運(yùn)行費(fèi)用較低，特別適用于中小城鎮(zhèn)和工廠。根據(jù)氣化反應(yīng)裝置，熱載體性質(zhì)的不同，該技術(shù)目前主要有以流化床煤熱解為基礎(chǔ)以及移動(dòng)床煤熱解為基礎(chǔ)的熱電氣多聯(lián)產(chǎn)技術(shù)和以焦熱載體煤熱解為基礎(chǔ)的熱電氣多聯(lián)產(chǎn)技術(shù)。以流化床熱解為基礎(chǔ)的循環(huán)流化床熱電氣多聯(lián)產(chǎn)技術(shù)基本工作原理：以流化床熱解為基礎(chǔ)的循環(huán)流化床熱電氣多聯(lián)產(chǎn)技術(shù)主要工藝特點(diǎn)是利用循環(huán)流化床鍋爐的循環(huán)熱灰或半焦作為煤干餾，部分氣化熱源，煤在流化床氣化爐中熱解，部分氣化產(chǎn)生中熱值煤氣，經(jīng)過(guò)凈化除塵后輸出，氣化爐中的半焦及放熱后的循環(huán)灰一起送入循環(huán)流化床鍋爐，半焦燃燒放出熱量產(chǎn)生過(guò)熱蒸汽用于發(fā)電，供熱，該多聯(lián)產(chǎn)技術(shù)的原理如圖12-10所示： 該多聯(lián)產(chǎn)技術(shù)有一下特點(diǎn)：熱效率高在多聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)中，煤在常壓氣化爐中快速熱解和部分氣化的熱源來(lái)自循環(huán)流化床的循環(huán)物料，而氣化爐產(chǎn)生的熱半焦直接用作循環(huán)床鍋爐的燃料，從而大大提高了燃料的利用率，是得整個(gè)多聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)的總熱效率達(dá)到85%以上，比一般的燃煤工業(yè)鍋爐和氣化爐的效率高的多。污染物排放低由于該聯(lián)產(chǎn)技術(shù)的燃燒爐膛和氣化爐采用流化床技術(shù)，其本身就具有流化床技術(shù)在燃燒和氣化過(guò)程中能夠控制SOx和NOx排放的能力，除此之外，燃燒和氣化過(guò)程的練習(xí)還使得該系統(tǒng)比一般單獨(dú)的流化床鍋爐具有更好的低污染物排放的特點(diǎn)。煤種適應(yīng)性廣多聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)的燃燒和氣化裝置均為流化床，而流化床燃燒的特點(diǎn)是具有較好的煤種適應(yīng)性，流化床氣化所需要的熱量來(lái)自大循環(huán)倍率的熱物料，并以過(guò)熱蒸汽和再循環(huán)煤氣為流化介質(zhì)，因此適用于揮發(fā)分大于20%的粘結(jié)性和非粘結(jié)性煙煤和褐煤。符合城市煤氣的質(zhì)量要求由于多聯(lián)產(chǎn)的煤氣化過(guò)程是以煤的熱解為主，兼有部分氣化，因而煤氣中的CO含硫和煤氣的熱值均能滿足建設(shè)部關(guān)于城市煤氣的質(zhì)量要求。 以流化床作為多聯(lián)產(chǎn)工藝的熱解反應(yīng)器，床內(nèi)物料混合較好，溫度均勻，能夠提供良好的反應(yīng)條件，流化床氣化爐氣化強(qiáng)度較大，氣化爐體積小，便于實(shí)現(xiàn)規(guī)?；a(chǎn)，但是流化床熱解反應(yīng)器需要大量的流化氣體，造成系統(tǒng)熱損增大，此外，流化床的帶出物較多，增加了尾氣凈化系統(tǒng)的復(fù)雜性。以移動(dòng)床熱解為基礎(chǔ)的循環(huán)流化床熱電氣多聯(lián)產(chǎn)技術(shù)以移動(dòng)床熱解為基礎(chǔ)的循環(huán)流化床熱電氣多聯(lián)產(chǎn)技術(shù)的原理與以流化床熱解為基礎(chǔ)的循環(huán)流化床熱電氣多聯(lián)產(chǎn)技術(shù)原理基本相同。其主要差別在于氣化室，以移動(dòng)床熱解為基礎(chǔ)的循環(huán)流化床熱電氣多聯(lián)產(chǎn)工藝的氣化室采用移動(dòng)床進(jìn)行氣化，而以流化床為基礎(chǔ)的熱電氣多聯(lián)產(chǎn)工藝的氣化室則采用流化床進(jìn)行氣化。國(guó)內(nèi)進(jìn)行這方面研究的有北京動(dòng)力經(jīng)濟(jì)研究所，中國(guó)科學(xué)院工程熱物理研究所等。北京動(dòng)力經(jīng)濟(jì)研究所的熱電氣多聯(lián)產(chǎn)工藝北京動(dòng)力經(jīng)濟(jì)研究所三聯(lián)產(chǎn)工藝是在循環(huán)流化床鍋爐一側(cè)設(shè)置一個(gè)移動(dòng)床干餾器，流化床的循環(huán)灰先被送入其中，同時(shí)將鍋爐給煤的一部分送到干餾器中，這樣，循環(huán)熱灰將作為熱載體對(duì)煤進(jìn)行干餾，析出其揮發(fā)分，而煤干餾形成的半焦和循環(huán)灰最后將被送回到鍋爐中進(jìn)行循環(huán)燃燒。其試驗(yàn)裝置流程如圖12-13所示：中國(guó)科學(xué)院工程熱物理研究所的熱電氣多聯(lián)產(chǎn)工藝中國(guó)科學(xué)院工程熱物理研究所的熱電氣多聯(lián)產(chǎn)工藝如圖12-14所示：煤在干燥器中用鍋爐煙氣加熱，除去水分，在分離器中分離后，干煤進(jìn)入混合器，與來(lái)自鍋爐的熱灰混合，一起進(jìn)入反應(yīng)器，循環(huán)流化床鍋爐可以提供數(shù)量足夠的900°C的熱灰作為固體熱載體，在混合良好的情況下，在反應(yīng)器中很快使煤加熱到所需溫度進(jìn)行干餾，產(chǎn)生干餾煤氣，焦油，水蒸氣及半焦，干餾所需的時(shí)間和溫度隨煤種不同而有變化，在分離器中將固體與氣體分離，氣體經(jīng)過(guò)凈化后即為供民用的干餾煤氣，半焦與灰的混合物進(jìn)入循環(huán)流化床鍋爐作為燃料。以焦熱載體煤熱解為基礎(chǔ)的熱電氣多聯(lián)產(chǎn)技術(shù)以焦熱載體煤熱解為基礎(chǔ)的熱電氣多聯(lián)產(chǎn)工藝的技術(shù)核心是以煤半焦作為固體熱載體，并以流態(tài)化方式按氣化過(guò)程所需熱量來(lái)組織物料和熱量的輸送。大連理工大學(xué)開(kāi)發(fā)的褐煤國(guó)體熱載體干餾多聯(lián)產(chǎn)工藝大連理工大學(xué)是國(guó)內(nèi)最早開(kāi)發(fā)褐煤固體熱載體干餾多聯(lián)產(chǎn)工藝技術(shù)研究的單位，其工藝流程如圖12-15所示： 原料褐煤從煤斗到混合器與熱半焦相混合，由于混合強(qiáng)化和煤粒子較細(xì)且均勻分散，因此煤與半焦之間換熱迅速，加熱速率很快。從而發(fā)生快速熱解，煤焦混合物由混合器去反應(yīng)槽。在此完成干餾反應(yīng)并析出揮發(fā)產(chǎn)物，半焦從反應(yīng)槽去提升管下部，與空氣部分燃燒或與熱煙氣加熱并流化提升，熱半焦回到集合槽，再去混合器，完成循環(huán)利用。魯奇魯爾公司的煤干餾多聯(lián)產(chǎn)工藝魯奇魯爾煤氣工藝是以熱半焦作為熱載體的煤干餾方法，其工藝流程圖如圖12-15所示：煤經(jīng)過(guò)四個(gè)平行排列的螺旋給料機(jī)，再經(jīng)過(guò)導(dǎo)管進(jìn)入干餾槽，導(dǎo)管中通入冷的干餾煤氣使煤料流動(dòng)，煤從導(dǎo)管呈噴射狀進(jìn)入干餾槽，與來(lái)自集合槽的熱半焦相混合，進(jìn)行干餾過(guò)程，空氣在進(jìn)入提升管前先預(yù)熱至390°C，與煤氣，油或部分地與半焦燃燒，使得半焦達(dá)到熱載體所需要的溫度。清華大學(xué)焦載熱氣化多聯(lián)產(chǎn)清華大學(xué)焦載熱部分氣化燃煤聯(lián)合循環(huán)系統(tǒng)如圖12-16所示：差速流化床燃燒焦載熱氣化爐來(lái)的半焦用來(lái)加熱物料，壓縮空氣和為產(chǎn)生蒸汽提供熱量，同時(shí)外置的焦載熱爐向氣化爐提供氣化所需要的熱量，返料以半焦為熱載體，在焦載熱氣化爐中發(fā)生以水蒸氣為氣化介質(zhì)的水煤氣反應(yīng)，氣化后的產(chǎn)物為濕煤氣，其主要成分是CO和H2，經(jīng)過(guò)凈化系統(tǒng)后進(jìn)入燃?xì)廨啓C(jī)燃燒室，焦載熱爐的排煙進(jìn)入鍋爐上部爐膛，排渣管與鍋爐的傳熱床相通，鍋爐產(chǎn)生的主蒸汽進(jìn)入蒸汽輪機(jī)，發(fā)電做功。經(jīng)過(guò)改進(jìn)的焦載熱氣化系統(tǒng)，流化床式氣化爐以水蒸氣作為氣化介質(zhì)，以熱焦作為氣化熱源，溫度可到達(dá)900到950°C，大約45%或更高的煤能量轉(zhuǎn)化成中熱值煤氣。熱電氣多聯(lián)產(chǎn)工藝的技術(shù)分析熱電氣多聯(lián)產(chǎn)工藝的技術(shù)優(yōu)勢(shì)部分氣化加半焦燃燒使煤炭的氣化及脫硫過(guò)程大為簡(jiǎn)化。煤種適應(yīng)性廣符合城市煤氣的質(zhì)量要求易于放大設(shè)備的可靠性多聯(lián)產(chǎn)技術(shù)是國(guó)家鼓勵(lì)發(fā)展的節(jié)能技術(shù)多聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)采用循環(huán)流化床鍋爐，脫硫效率搞，是各級(jí)環(huán)保部門(mén)首推的燃煤鍋爐多聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)與其他煤制氣工藝的比較多聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)與其他煤制氣工藝的比較，其主要特點(diǎn)見(jiàn)表12-4可見(jiàn)，以熱載體熱解為基礎(chǔ)的多聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)主要適合于中小型企業(yè)和城鎮(zhèn)，同時(shí)生產(chǎn)熱，電。民用煤氣和部分合成氣，滿足當(dāng)?shù)貙?duì)多種能源的需求。將多聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)的煤氣與液化氣的批發(fā)價(jià)和將來(lái)天然氣的上岸價(jià)進(jìn)行比較見(jiàn)表12-5所示：可見(jiàn)，多聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)的煤氣成本有明顯的優(yōu)勢(shì)。不同多聯(lián)產(chǎn)工藝的比較循環(huán)流化床蒸汽-煤氣聯(lián)產(chǎn)技術(shù)工藝方案試驗(yàn)數(shù)據(jù)見(jiàn)表12-4不同方案的設(shè)計(jì)思想是一致的，都是了利用循環(huán)流化床鍋爐的循環(huán)熱灰作為熱載體析出原煤中的揮發(fā)分，主要技術(shù)指標(biāo)相差不多，不要區(qū)別再與干餾器的設(shè)計(jì)，從工藝角度上看，為強(qiáng)化灰和煤的混合，最理想的方案是將干餾器設(shè)計(jì)成一個(gè)流化床，而最理想的流體介質(zhì)是干餾器產(chǎn)生的煤氣，因?yàn)樗恍枰M(jìn)行額外的加熱和提高熱利用率。但是此方案而設(shè)置高溫（850-900°C）煤氣壓縮機(jī)，這在技術(shù)上又造成了另外的困難。因此，浙江大學(xué)和清華大學(xué)提出將經(jīng)過(guò)清洗處理過(guò)的煤氣再送回干餾器，或應(yīng)用過(guò)熱蒸汽（450°C）作為流化介質(zhì)強(qiáng)化傳熱傳質(zhì)過(guò)程，北京動(dòng)力經(jīng)濟(jì)研究所和北京科能達(dá)公司的方案采用固定床干餾方案，對(duì)干餾器的結(jié)構(gòu)進(jìn)行了特殊設(shè)計(jì)，考慮用相關(guān)的機(jī)械手段強(qiáng)化混合去煤氣的析出，從技術(shù)上講，流化床方案的混合及傳質(zhì)過(guò)程要比固定床干餾方案更好，且能得到更多的輕質(zhì)組分，煤氣產(chǎn)量高，而且系統(tǒng)運(yùn)行可靠性高，但是，從經(jīng)濟(jì)角度上看，流化床方案卻帶來(lái)了額外的熱損失，必然會(huì)影響系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)性。多聯(lián)產(chǎn)技術(shù)研究進(jìn)展多聯(lián)產(chǎn)綜合利用技術(shù)是目前煤炭利用領(lǐng)域國(guó)內(nèi)外研究的重點(diǎn)也是熱點(diǎn)之一，很多國(guó)家都制定了有關(guān)的研究發(fā)展計(jì)劃，投入大量資金進(jìn)行這方面的研究。在代表美國(guó)21世紀(jì)能源生產(chǎn)領(lǐng)域重要研究方向的“展望21（Vision2121)”計(jì)劃中，以煤氣化為核心的多聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)是其重點(diǎn)之一。歐共體也相應(yīng)地制訂了“兆卡”計(jì)劃(ThermicProgram)。歐洲Shell公司提出成為SyngasPark(合成氣園)的多聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)，包含煤氣化凈化、燃?xì)獍l(fā)電、甲醇、化肥、化學(xué)品合成及特殊氣體制備單元過(guò)程。日本新能源開(kāi)發(fā)機(jī)構(gòu)于1998年提出了以煤氣化凈化、燃?xì)獍l(fā)電和燃料電池發(fā)電、液體燃料合成為主要內(nèi)容的煤炭雄鷹(Coal-EAGLE(CoalEnergyApplicationofGas，Liquid&Electricity))多聯(lián)產(chǎn)計(jì)劃。進(jìn)入新世紀(jì)，大部分國(guó)家對(duì)煤多聯(lián)產(chǎn)的概念及其對(duì)未來(lái)能源利用的戰(zhàn)略意義已取得共識(shí)，從各個(gè)方面集中力量，大力推進(jìn)其研究、發(fā)展和示范。美國(guó)能源部2000年已開(kāi)始實(shí)施的21世紀(jì)前景發(fā)展計(jì)劃(Vision21)，強(qiáng)調(diào)多種先進(jìn)技術(shù)的集成，大力推進(jìn)煤炭的高效潔凈綜合利用技術(shù)，以期最終實(shí)現(xiàn)近零排放的煤炭利用系統(tǒng)如圖12-16所示：圖12-16：21世紀(jì)前景發(fā)展計(jì)劃(Vision21)多聯(lián)產(chǎn)其途徑之一的基本思路是:以煤氣化為基礎(chǔ)，合成氣通過(guò)變換分離，氫通過(guò)高溫固體氧化物燃料電池和燃?xì)廨啓C(jī)組成的聯(lián)合循環(huán)轉(zhuǎn)換成電能，發(fā)電效率(HHV)可達(dá)60%，H2還可作為交通運(yùn)輸超潔凈燃料，CO2可固定。作為構(gòu)成21世紀(jì)前景發(fā)展計(jì)劃中高效、近零排放能源系統(tǒng)的先進(jìn)技術(shù)模塊驗(yàn)證的關(guān)鍵性步驟，美國(guó)能源部資助了計(jì)劃于2007年商業(yè)運(yùn)行的EarlyEntranceCoproductionPlant(EECP)項(xiàng)目，用以技術(shù)驗(yàn)證和風(fēng)險(xiǎn)控制，該項(xiàng)目啟動(dòng)了3個(gè)可行性示范工程研究，探索不同的聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)商業(yè)化前的初步設(shè)計(jì)。WasteManagementandProcessorsEECP示范工程致力于將高灰煤殘?jiān)D(zhuǎn)化為高價(jià)值的液體燃料和電力如圖12-18所示：圖12-17：WasteManagementandProcessor流程該示范工程計(jì)劃充分利用位于賓夕法尼亞州的Gilberton電廠已有的基礎(chǔ)設(shè)施，從而減少投資成本并通過(guò)回收利用煤灰(包括廠區(qū)內(nèi)已堆積的大量無(wú)煙煤殘?jiān)?帶來(lái)顯著的環(huán)境效益。這一示范工程將減少已有設(shè)施改造所伴隨的技術(shù)風(fēng)險(xiǎn)，采用天然氣制氫來(lái)補(bǔ)充費(fèi)—托合成過(guò)程中所需氫氣的不足，主要的技術(shù)難點(diǎn)是煤灰氣化過(guò)程和費(fèi)-托合成過(guò)程的集成。WMPI項(xiàng)目目前已進(jìn)入實(shí)質(zhì)性啟動(dòng)階段，規(guī)劃具備5038b/d清潔燃料和40MW電力聯(lián)產(chǎn)能力，氣化單元原計(jì)劃選擇德士古水煤漿氣化技術(shù)，但因評(píng)估認(rèn)為Shell的干煤粉氣流床氣化技術(shù)對(duì)低品質(zhì)高灰原料的良好適應(yīng)性更符合無(wú)煙煤殘?jiān)奶匦裕罱K確定選擇Shell的干煤粉氣流床氣化技術(shù);合成單元計(jì)劃采用Sasol的費(fèi)—托合成技術(shù)。在美國(guó)的德克薩斯州的LaPorte，美國(guó)空氣產(chǎn)品和化學(xué)品有限公司(AirProduct&Chemicals)和伊斯曼(Eastman)化學(xué)產(chǎn)品公司合作在美國(guó)能源部(DOE)資助下于1995年開(kāi)始建立甲醇液相反應(yīng)器技術(shù)(LPMEOHTM)、二甲醚液相反應(yīng)器技術(shù)(LPDME)的商業(yè)示范工廠，1997年建成，已經(jīng)具有數(shù)年的運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)。新的煤基甲醇和動(dòng)力聯(lián)產(chǎn)示范工程如圖12-18所示：圖12-18：Laporte單程通過(guò)液相甲醇和電力聯(lián)產(chǎn)示范項(xiàng)目主要目的是評(píng)估以煤或者其他含碳燃料為原料的化學(xué)品和電力聯(lián)產(chǎn)的可行性。煤或者其他燃料制得的潔凈合成氣一部分直接去聯(lián)合循環(huán)發(fā)電，另一部分通過(guò)一次液相反應(yīng)器合成甲醇，未反應(yīng)氣體再送入聯(lián)合循環(huán)發(fā)電。生產(chǎn)的甲醇除了作為產(chǎn)品銷售外，一部分可以作為聯(lián)合循環(huán)的備用燃料，也可以在單獨(dú)的發(fā)電系統(tǒng)中作為調(diào)峰發(fā)電的燃料。分析表明，系統(tǒng)具有很高的靈活性(燃料適應(yīng)性和基于市場(chǎng)需求的靈活產(chǎn)品體系，良好的負(fù)荷跟蹤性能，與先進(jìn)單元技術(shù)良好的集成能力)，可望保證IGCC部分作為基本負(fù)荷發(fā)電性能良好(氣化爐可用率由設(shè)計(jì)的96%降為出現(xiàn)不可預(yù)知情況下可用率為84%時(shí)，儲(chǔ)存的甲醇保證發(fā)電單元仍可以達(dá)到93%的出力)，而高附加值的甲醇產(chǎn)品也可以降低單獨(dú)IGCC發(fā)電的昂貴費(fèi)用，獲得較好的經(jīng)濟(jì)效益。TexacoEECP示范工廠將Texaco的煤氣化技術(shù)和Rentech的費(fèi)—托合成技術(shù)結(jié)合以煤和/或石油焦為原料實(shí)現(xiàn)電力、高質(zhì)量的液體燃料和化學(xué)品聯(lián)產(chǎn)。這一示范工廠涉及到包含合成氣組份、費(fèi)—托合成燃料提質(zhì)、廢水處理、催化劑/蠟分離、酸性氣體脫除、尾氣應(yīng)用和廠址選擇等多種流程的技術(shù)和經(jīng)濟(jì)比較，以確定集成技術(shù)商業(yè)化運(yùn)用的最佳方案，示范工廠將設(shè)計(jì)成可以適應(yīng)多種燃料并能根據(jù)市場(chǎng)需求靈活地生產(chǎn)多種產(chǎn)品。Texaco能源系統(tǒng)流程如圖12-19所示：圖12-19：Texaco能源系統(tǒng)流程Mitretek系統(tǒng)公司在美國(guó)能源部的支持下，對(duì)煤炭聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)中CO2的處置進(jìn)行研究(Coproduc2tion/Cofeed，Co-Co)，對(duì)多種聯(lián)產(chǎn)方案進(jìn)行了技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較，指出先進(jìn)的聯(lián)產(chǎn)技術(shù)能環(huán)境友好地生產(chǎn)超潔凈液體燃料、氫氣和電力，具有的CO2處置的技術(shù)潛力可望實(shí)現(xiàn)煤綜合利用過(guò)程近零排放。Mitretek系統(tǒng)公司提出的結(jié)合CO2處置的煤基超潔凈燃料、氫氣和電力聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)流程如圖12-20所示：圖12-20：Mitretek煤基超潔凈燃料、氫氣和電力聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)(CO2處置)合成氣經(jīng)過(guò)一次通過(guò)的液相費(fèi)-托反應(yīng)器后進(jìn)行CO2脫除，得到的尾氣分成2股:一股通過(guò)變壓吸附制氫，另一股進(jìn)入聯(lián)合循環(huán)系統(tǒng)發(fā)電。該系統(tǒng)效率可以達(dá)到5815%(HHV)，當(dāng)世界市場(chǎng)油價(jià)保持在25美元/桶以上、電力售價(jià)高于36美元/MW·h情況下經(jīng)濟(jì)上是可行的。一些國(guó)際上著名公司，如BP公司、GE公司、AirProductsandChemicals公司、Shell公司等也都在進(jìn)行煤炭聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)的研發(fā)和適宜聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)突破。如Shell公司提出SyngasPark(合成氣園)的概念，亦以煤的氣化或是石油和渣油氣化為核心，所得的合成氣用于IGCC發(fā)電、用一步法生產(chǎn)甲醇和化肥，同時(shí)作為城市煤氣供給用戶如圖12-21所示：圖12-21：Shell合成氣園(SyngasPark)石化企業(yè)中建立IGCC動(dòng)力站的裝置在全世界已有數(shù)十套，而且還在進(jìn)一步發(fā)展。IGCC燃用廠內(nèi)生產(chǎn)的廉價(jià)重質(zhì)渣油、瀝青、石油焦或乳化瀝青油，它既能為化工過(guò)程生產(chǎn)提供合成原料氣，又能用于提供合成氣生產(chǎn)所需的電能和蒸汽，使電能、熱的生產(chǎn)過(guò)程與化工過(guò)程有機(jī)地結(jié)合起來(lái)，使所生產(chǎn)的化工產(chǎn)品和電能的成本降低。其中比較典型的是意大利ISAB公司裝置，它的輸出功率為522MW，如圖12-22所示：圖12-22：石化企業(yè)動(dòng)力站及聯(lián)產(chǎn)盡管中國(guó)目前在電力工業(yè)中還沒(méi)有部署現(xiàn)代氧吹氣化爐，但在化學(xué)工業(yè)中已經(jīng)有許多這樣的氣化爐(中國(guó)目前以化肥、甲醇、城市煤氣或者其他化學(xué)品為目的有20多臺(tái)德士古氣化爐運(yùn)行或在建，同時(shí)6臺(tái)Shell和至少一臺(tái)Lurgi氣化爐應(yīng)用于煤基合成氨工業(yè))，這將為基于煤炭的多聯(lián)產(chǎn)技術(shù)的實(shí)施提供較好的條件。國(guó)內(nèi)若干研究所、企業(yè)和大學(xué)，如中國(guó)科學(xué)院工程熱物理研究所、清華大學(xué)等單位，在20世紀(jì)末開(kāi)始了現(xiàn)代意義上的煤炭多產(chǎn)品聯(lián)合生產(chǎn)概念的探索;兗礦集團(tuán)和魯南化肥廠、福州煉油廠等也正在進(jìn)行氧吹氣化多聯(lián)產(chǎn)的研究論證。兗礦集團(tuán)制定了分步驟分階段全面發(fā)展和建設(shè)煤炭氣化多產(chǎn)品聯(lián)產(chǎn)的分期計(jì)劃，兗礦集團(tuán)的IGCC與甲醇、醋酸聯(lián)產(chǎn)工藝流程如圖9所示，第一階段打算全部依靠國(guó)內(nèi)產(chǎn)研相結(jié)合建設(shè)一套小規(guī)模的煤氣化發(fā)電、甲醇聯(lián)產(chǎn)裝置的項(xiàng)目，已獲得政府立項(xiàng)批準(zhǔn)，目前該項(xiàng)目已經(jīng)完成工程初步設(shè)計(jì)，將在2003年7月開(kāi)工建設(shè)。如圖12-23所示，為兗礦集團(tuán)的IGCC與甲醇、醋酸聯(lián)產(chǎn)工藝流程。圖12-23：兗礦集團(tuán)的IGCC與甲醇、醋酸聯(lián)產(chǎn)工藝流程 以煤為主并且在相當(dāng)長(zhǎng)的時(shí)間內(nèi)難以根本改變的能源結(jié)構(gòu)決定中國(guó)必須高效潔凈利用煤炭資源。從電力和優(yōu)質(zhì)燃料兩方面的重大需求和國(guó)內(nèi)外煤基多聯(lián)產(chǎn)技術(shù)發(fā)展?fàn)顩r及趨勢(shì)看，煤基多聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)顯然是未來(lái)潔凈煤發(fā)展的主流趨勢(shì)，發(fā)展煤基多聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)對(duì)中國(guó)能源工業(yè)的戰(zhàn)略調(diào)整和國(guó)民經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展必將起到重要作用。但多聯(lián)產(chǎn)是一個(gè)跨行業(yè)的大系統(tǒng)，需要各行業(yè)從國(guó)家整體利益高度加以支持和協(xié)同才能得到發(fā)展。因此首先應(yīng)打破行業(yè)界限，統(tǒng)籌規(guī)劃，國(guó)家從戰(zhàn)略高度支持有實(shí)力進(jìn)行電力、液體燃料和化學(xué)品一體化發(fā)展的大集團(tuán)、大公司有計(jì)劃分步驟建設(shè)煤多聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)。在中國(guó)發(fā)展煤多聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)可以在對(duì)市場(chǎng)充分調(diào)查的基礎(chǔ)上，從以下幾個(gè)方面起步，逐步積累經(jīng)驗(yàn)，擴(kuò)大聯(lián)產(chǎn)內(nèi)容：①結(jié)合煤化工項(xiàng)目(如煤制大甲醇或二甲醚)，發(fā)展一步法液相合成甲醇(或二甲醚)和電力聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)，避免片面追求甲醇收率而帶來(lái)的復(fù)雜的工藝流程及設(shè)備，可對(duì)合成氣進(jìn)行充分利用，同時(shí)甲醇(或二甲醚)作為儲(chǔ)能載體，可提高后端發(fā)電系統(tǒng)的運(yùn)行穩(wěn)定性、可靠性和整個(gè)多聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)的靈活性。以此為起點(diǎn)，未來(lái)可逐步發(fā)展以甲醇為中間體的化學(xué)品聯(lián)產(chǎn)。②結(jié)合已進(jìn)入實(shí)施階段煤炭直接液化示范工程項(xiàng)目，參考美國(guó)已進(jìn)入項(xiàng)目實(shí)施階段的WMPI模式，采取油灰渣氣化制甲醇的方法加強(qiáng)對(duì)副產(chǎn)品的綜合利用，伴隨甲醇生產(chǎn)規(guī)模的擴(kuò)大，可進(jìn)一步發(fā)展C1化工和聯(lián)合循環(huán)發(fā)電，逐步擴(kuò)大聯(lián)產(chǎn)規(guī)模。③結(jié)合國(guó)家規(guī)劃中的煤炭間接液化項(xiàng)目，可以從概念設(shè)計(jì)階段起步，參照世界上已成功實(shí)施的費(fèi)托合成項(xiàng)目的建設(shè)模式，充分利用原料煤，發(fā)展間接液化和發(fā)電聯(lián)產(chǎn)相結(jié)合的多聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)，從整體系統(tǒng)的高度對(duì)項(xiàng)目進(jìn)行優(yōu)化，不必為了提高FT合成轉(zhuǎn)化率多次循環(huán)合成氣，而是將合成氣引入燃?xì)廨啓C(jī)燃燒室梯級(jí)利用。對(duì)于減少固定資產(chǎn)投資和設(shè)備復(fù)雜度，增強(qiáng)產(chǎn)品的靈活性和經(jīng)濟(jì)性將起到重要作用。5.中國(guó)發(fā)展煤多聯(lián)產(chǎn)的必要性中國(guó)工程院院士黃其勵(lì)表示，目前，我國(guó)煤炭的主要利用方式是直接燃燒，占煤炭總量的80%左右。煤炭的直接燃燒雖然簡(jiǎn)單，但資源利用率低，污染嚴(yán)重。并且煤的氣化、焦化和液化等技術(shù)存在投資大、對(duì)煤種要求高、操作條件苛刻等問(wèn)題。而煤的分級(jí)利用多聯(lián)產(chǎn)技術(shù)，則依據(jù)煤不同組分和反應(yīng)特性，實(shí)現(xiàn)煤的分級(jí)轉(zhuǎn)化，具有煤種適用性廣，一爐多產(chǎn)，經(jīng)濟(jì)效益高，污染物排放低，灰渣綜合利用等特點(diǎn)?！耙粋€(gè)煤的出口有多種產(chǎn)品，基本上沒(méi)有廢品廢物，排放很少，因?yàn)樯a(chǎn)過(guò)程中所有的可能產(chǎn)生廢棄的東西都在煤氣中最終得到利用了?！秉S其勵(lì)說(shuō)。利用這一技術(shù)，淮南礦業(yè)集團(tuán)與浙江大學(xué)共同開(kāi)發(fā)的12MW循環(huán)流化床煤的熱電氣焦油聯(lián)產(chǎn)工業(yè)示范裝置已經(jīng)獲得初步成功。這一項(xiàng)目利用循環(huán)流化床技術(shù)在煤燃燒之前，將煤中富氫成分提取出來(lái)用作優(yōu)質(zhì)燃料和高附件值化工原料，剩下的半焦通過(guò)燃燒產(chǎn)生熱量，再去供熱和發(fā)電，不僅大幅提高了煤的利用價(jià)值，而且節(jié)能率達(dá)到20%，硫化物和氮化物等污染物排放降低了50%以上。目前，煤炭分級(jí)多聯(lián)產(chǎn)技術(shù)項(xiàng)目尚處于工業(yè)性示范運(yùn)行階段，下一步，淮南礦業(yè)集團(tuán)準(zhǔn)備將這一項(xiàng)目放大到135MW和300M