低阶煤清洁利用大有可为

  中国煤炭地质总局发布的第三次全国煤田最新数据显示,我国垂深2000米以浅的低阶煤预测资源量26118.16亿吨,主要分布于陕西、内蒙古、新疆等西部地区,占全国煤炭资源总预测储量的57.38%。然而,这些储量占比超半数的煤炭资源,却因煤化程度低而不宜直接燃烧、不便远距离运输,使用不当易造成严重的环境污染。

据陕西煤业化工集团副总经理尚建选介绍,2019年我国低阶煤产量已占到全国煤炭总产量的55%以上,随着煤炭主产区西移,“十四五”期间低阶煤产量将越来越大。如何用好低阶煤,越来越受到行业关注。

利用得当有利于碳减排

根据结构和组成不同,煤炭分为褐煤、烟煤和无烟煤三大类,其中烟煤可分为低变质烟煤和中变质烟煤,低变质烟煤也叫次烟煤,与褐煤一起统称为“低阶煤”。由于其直接燃烧的热效率低,排放大量粉尘等污染物,低阶煤对环境的影响较其他煤种更大。

记者了解到,长期以来,我国90%以上的低阶煤用作发电、工业锅炉和民用燃料直接燃烧,引发一系列环境污染问题,且白白浪费了低阶煤中蕴藏的油、气和化学品资源。因此,大规模开发必须先对其进行加工提质,最为科学和常见的方法之一就是热解。

据介绍,煤热解得到的半焦可作为锅炉燃料和气化原料,所含的污染物远少于原煤,对环境影响较小。中国煤炭加工利用协会理事长张绍强指出:“低阶煤的最大特点是挥发分高,干燥无灰基挥发分质量占比一般都在40%以上。挥发分可以简单理解为煤中的轻质组分,也就是煤焦油和干馏后产生的可燃气体产物的比例。低阶煤经过工艺比较简单的中低温干馏热解,就可以获得占煤炭总质量40%甚至更多的焦油和煤气,相比煤炭而言,其碳含量大幅度下降,是碳减排过程中亟需的低碳能源品种。此外,因煤化程度比较年轻,氢含量相对较高、碳元素含量相对较低,低阶煤的清洁化利用对碳减排更为有利。”

尚建选表示:“热解是一个相对缓和的化学反应,可避免对煤炭分子的过度拆分。从转化角度来说,最大程度利用了煤炭资源的分子结构特点,对分子结构破坏较小;从能量利用角度,增加了化学能的多级、多层次转化与梯级利用,进一步提升了煤炭利用的系统能效。”

技术瓶颈尚存

经过10余年的努力,我国低阶煤的清洁化利用和高效转化已获得巨大发展,燃煤大气污染问题也基本得到遏制。张绍强认为,在寻求低阶煤清洁利用的过程中,如果低阶煤产量过剩、成本可承受,还可以在通过热解技术把其轻质组分拿出来的同时,将高含碳的固体产物就地充填到矿井地下,形成一套高效的碳封存途径。基于此,低阶煤在未来的应用大有可为。

多位专家一致认为,低阶煤热解虽已成为适合我国煤炭产业现状的清洁高效利用有效途径,但目前我国粉煤热解技术尚未完全突破,离大规模产业化的成熟尚有距离。“制约低阶煤热解的技术瓶颈主要是热解炉规模小、环保设施配置低。过去,在兰炭生产中曾引起较大污染,经过近年的持续研发和升级改造,目前已大有好转。在此基础上,行业还在继续推进超低排放升级改造。”张绍强表示,为了解决热解炉偏小的问题,现阶段正在重点研发和示范建设单炉百万吨级粉煤热解技术和装备。

另据相关业内人士表示,低阶煤分级利用热解后的焦油、煤气、半焦的再利用,理论上可以提高低阶煤利用经济性,但在实际操作中,煤热解产生的半焦如何进一步高效利用,也是困扰煤分级利用的一个难题。

业内呼吁组建国家队联合攻关

在碳达峰、碳中和目标下,煤炭仍将在未来很长一段时间内发挥“兜底”保障作用。“实现碳达峰、碳中和目标的关键之一,就在于高效清洁利用煤炭等化石能源,而非完全禁煤。因此,相关地区政府部门应全面考量、认真思考煤炭的清洁利用路径,而非强行’一刀切’’去煤化’。”张绍强进一步称。

根据需求,低阶煤通过热解技术可以获得大量的低价油气资源,该方式相比把煤炭完全气化再去合成油气产品更有优势,也是把我国最有资源优势和开采优势的低阶煤进行降碳化利用的有效措施。“但需要注意的是,煤炭热解技术目前仍主要依靠‘草根’企业单打独斗,力量有限,制约其更大规模发展,因此业内呼吁有关部门予以重视,组织国家队联合攻关,尽快解决这一技术问题。”张绍强提醒。

“虽然同为低阶煤,但因分布地区不同,特性、档次及用途等也有不同。为此,亟需对全国低阶煤资源进行摸底分类,在此基础上建设分质利用资源体系、学科体系,完善分级分质利用产业发展体系,系统规划工程设计、装备研发制造、工程建设、标准建设及市场培育体系。”相关专家表示,与发电、化工产业融合发展是下一步的方向所在,例如对现有低阶煤发电厂进行热解发电耦合改造、加快热解与天然气、氢能生产一体化实施步伐等。

尚建选提出,低阶煤分质利用示范项目涉及的产业链长、产品范围广,建议由一个部门牵头、多个部门参与,共同提高项目的审批和建设效率。“只有打破行业界限,将分级分质利用关键核心技术应用于高端化工材料、冶金等相关行业,才能形成一体化协同发展,真正达到煤炭资源的综合高效利用。”

 

资讯中心

人民日报|大力推动节能工作 助力实现碳达峰碳中和

2022-2-12 23:01:33

资讯中心

我国建成世界最大清洁发电体系

2022-2-12 23:01:35

欢迎扫码关注矿业人微信公众号,第一时间获取矿业领域最新资讯!

矿业人LOGO

中矿人服务平台全心全意为广大矿业人服务,欢迎扫码加入中矿人服务平台!

中矿人
重要声明

学术报告版权©归报告人所有,仅限于学习用途!!!
本站资源大多来自网络,如有侵犯你的权益请联系客服:

微信18305208107、QQ 3363008002或网站网页右侧客服 提交工单

我们会第一时间进行审核删除。
站内资源为网友个人学习或测试研究使用,未经原版权作者许可,禁止用于任何商业途径!请在下载24小时内删除!


如果遇到付费才可观看的文章,建议升级包年VIP或终身VIP。全站所有资源任意下免费看”。

个人中心
购物车
优惠劵
今日签到
有新私信 私信列表
搜索