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主办单位:煤炭科学研究总院出版传媒集团、中国煤炭学会学术期刊工作委员会

新型煤化工技术与产业化应用特刊

来源:《洁净煤技术》2016年第5期

2015 年,能源局印发《煤炭清洁高效利用行动计划(2015—2020年)》,指出:“煤炭是我国的主体能源和重要工业原料,近年来,煤炭工业取得了长足发展,煤炭产量快速增长,生产力水平大幅提高,但煤炭利用方式粗放、能效低、污染重等问题没有得到根本解决。”改造提升传统煤化工产业,稳步推进新型煤化工产业发展,是实现煤炭清洁高效利用的重要途径。 煤化工产业经过 30 多年的科技攻关和技术积累,在产业关键技术攻关,重大装备自主化研制,产品品种开发和生产规模扩大等方面,都取得了突破性进展。 大力发展新型煤化工产业,不仅可生产煤制油气,补充国家油气供应;还可生产煤制烯烃、煤制乙二醇等紧缺化工品,增强我国化工原材料的自主供应能力;同时可拓展煤炭利用空间,促进煤炭行业转型升级,推动煤炭高效洁净转化,减少散煤燃烧污染。 为系统性地报道新型煤化工领域的科研成果及技术现状,我刊组织了“新型煤化工技术与产业化应用”特刊,总结和凝练了科研院所、高等院校及技术工程服务企业近年来在低阶煤分级分质利用、煤制油、煤制天然气、煤基化学品、煤洁净燃烧、煤油共炼、煤化工“三废”处理与利用等新型煤化工技术及产业化应用方面取得的创新性成果,以期依靠科技进步,有效促进我国新型煤化工产业的发展。

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环境保护

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  • 作者(Author): 马文杰, 尹晓晖

    摘要:为确定适合我国炼油厂的制氢工艺路线,以低成本获得高品质氢气,对比分析了可供炼油厂采用的各种制氢技术,包括轻烃蒸汽转化、重质油气化、煤/石油焦气化和焦炉气制氢等的工艺流程、投资、消耗等,并对各种技术进行综合技术经济评价及成本分析。结果表明,煤/石油焦制氢的总成本最低为0.74元/m~3,重质油制氢成本最高为1.42元/m~3,天然气制氢在当前低迷的市场行情下成本仍高于煤制氢,为0.87元/m~3。煤/石油焦制氢不仅具备成本优势,而且可以优化炼油厂的物料平衡,是我国炼油厂补充氢源的主要发展方向。
  • 作者(Author): 吴琼, 高宇龙, 刘柯澜

    摘要:神华煤直接液化原料煤中的硫元素和催化剂助剂中的硫元素在煤直接液化过程中大部分转化为H2S气体,并分散于中压气、干气、液化气和酸性水中。为满足产品质量和工艺技术指标要求,并回收循环利用硫元素,鄂尔多斯煤直接液化项目采用气体脱硫工艺回收中压气、干气、液化气中H2S气体,装置运行稳定,回收率分别为97.28%、99.92%和99.99%;采用污水汽提工艺分离收集酸性水中H2S气体,回收率达99.6%;脱硫回收和汽提收集到的含H2S酸性气混合后采用Claus硫磺回收工艺将H2S转化成硫磺,平均每年回收硫磺14 683.5 t,硫磺产品作为催化剂助剂供煤液化反应和加氢稳定反应注硫使用,从而实现硫元素循环利用,减少了环境污染。
  • 作者(Author): 刘明延

    摘要:苯并(a)芘属于多环芳烃中毒性最大的一种强烈致癌物。为降低苯并(a)芘对土壤、空气、水等多种环境介质的不良影响,建立了液液萃取-高效液相色谱法测定水样中苯并(a)芘的分析方法。选用二氯甲烷为萃取剂,w(乙腈):w(水)=85∶15为流动相,流速1 m L/min,柱温25℃的条件下,在1 L空白水样中添加低浓度的苯并(a)芘(加标量为0.5μg),测定平行样品7份。结果表明,苯并(a)芘加标回收率为85.2%~86.6%,标准偏差为0.5%;当萃取体积为1 L,浓缩至1 m L,进样量为10μL时,苯并(a)芘的方法检出限为0.008μg/L。
  • 作者(Author): 朱加清, 程萌, 常海, 林泉, 张魁, 武鹏

    摘要:为获得还原参数对铁基费托合成反应性能的影响规律,利用铁基催化剂,在固定床反应器中考察还原氢碳比、温度、空速和压力对催化剂物理性能以及费托合成反应性能的影响。结果表明,在不同的还原工艺下,还原后的铁基催化剂比表面积下降,平均孔径增大;还原氢碳比和还原压力的升高抑制了催化剂的活性,CH4和CO2的选择性及C2C4含量升高,C5+含量下降,烃分布向轻质烃分布;还原温度和还原空速的增加有利于提高催化剂活性,还原温度的提高促使烃分布向轻质烃分布,还原空速的提高对产品分布影响不大。
  • 作者(Author): 王承亮, 谭厚章

    摘要:针对某300 MW燃煤锅炉低氮燃烧改造后频繁出现锅炉灭火现象,开展了冷态动力场和燃烧调整试验研究。试验发现,锅炉配风不合理和一次风浓侧反切角偏大引起锅炉热态动力场旋转动量降低,是造成锅炉燃烧稳定性降低与炉内灭火的主要原因。重点针对锅炉配风方式和一次风浓侧反切角优化改进等进行研究,并分析了热态动力场旋转动量减小导致锅炉稳定性降低的影响机理,提出优化改进锅炉燃烧稳定性的设备改进和运行优化方案。方案实施改进后,锅炉燃烧稳定性明显提高,至今未发生锅炉灭火事故,研究对未来锅炉低氮燃烧改造与机组安全经济运行具有借鉴和指导作用。
  • 作者(Author): 常可可, 马志斌, 杨凤玲, 程芳琴

    摘要:为降低煤泥燃烧过程SO2排放,以煤泥为原料,分别利用X射线衍射仪(XRD)和电感耦合等离子体发射光谱仪(ICP)分析煤灰中矿物组成和化学组成,研究了2种钙基固硫剂(CaCO3、CaO)在煤泥燃烧过程中的演变行为和不同条件下的固硫效果。结果表明,当燃烧温度低于820℃时,2种固硫剂在燃烧过程中均主要转化为硬石膏和石灰,不与煤泥中的矿物质发生反应。当燃烧温度高于820℃时,固硫剂转化为硬石膏和生石灰,而生石灰又与煤灰中的SiO2和Al2O3反应生成了钙黄长石。当燃烧温度超过1 000℃时,部分固硫产物CaSO4发生分解,导致固硫率降低。煤泥和固硫剂混合制备成型煤,能够显著提高固硫效果。
  • 作者(Author): 张锋, 宋立斌, 严俊山, 田占军

    摘要:为缓解上安电厂2号锅炉完成低氮燃烧改造后下炉膛水冷壁出现的严重硫化物高温腐蚀问题,针对该厂2号W火焰锅炉燃烧方式的特点及设备状况,分析得出锅炉进行分级送风、煤粉浓淡分离、增加燃烬风等低氮燃烧改造,使得下炉膛区域由过氧燃烧转变为欠氧燃烧是引起高温腐蚀的主要原因,并提出从运行氧含量、燃烬风门开度、外二次风旋流强度、煤质和运行磨煤机组合等几个方面寻优的燃烧调整策略。结果表明,根据各项测试最优结果进行优化组合后满足O2含量>2%,CO含量
  • 作者(Author): 郭鑫, 陶昆鹏, 李雁杰, 韩作颖

    摘要:为提高沁水煤田赵庄矿区的煤层气井产量,以煤地质微生物产甲烷理论为基础,采取本矿区煤层气井水,在荧光显微镜及古菌16s r DNA V6高变区宏基因组测序验证菌源可靠性后,采用厌氧培养的方法,分别在小型玻璃瓶和中型发酵罐中开展了为期49 d的煤炭生物转化模拟试验,分析了成气过程中菌群数量变化、成气规律,进行了产气试验后煤的工业分析、煤表面扫描电子显微镜观察。结果显示,小型和中型模拟试验中所产甲烷气体含量分别高达25%、31%;2个模拟试验菌液中菌群数量的变化均为缓慢增长、显著增加、趋于减缓3个阶段,与成气规律基本一致;对试验前后煤样工业分析进行比对后,发现固定碳含量和挥发分都有所下降;且观察到附着在煤表面进行煤降解的产甲烷菌群落。山西沁水煤田赵庄矿区的本源产甲烷微生物菌群可以对煤进行有效降解,并产生甲烷。

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