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       什么是煤-化-電綜合生態(tài)產(chǎn)業(yè)鏈？

       煤-化-電綜合生態(tài)產(chǎn)業(yè)鏈以富氧燃燒綜合節(jié)能減排技術(shù)和煤炭分級(jí)分質(zhì)高效利用技術(shù)為創(chuàng)新驅(qū)動(dòng)，開(kāi)拓性的以火力發(fā)電鍋爐為平臺(tái)，應(yīng)用富氧燃燒綜合節(jié)能減排技術(shù)為火力發(fā)電鍋爐調(diào)峰、節(jié)能、減排、增效；煤炭分級(jí)分質(zhì)高效利用技術(shù)產(chǎn)生的煤氣為富氧燃燒綜合節(jié)能減排提供輔助燃料，同時(shí)產(chǎn)生清潔型焦（炭）、輕烴等新能源產(chǎn)品；火力發(fā)電鍋爐充分消納煤炭分級(jí)分質(zhì)高效利用技術(shù)的廢氣物，從而實(shí)現(xiàn)循環(huán)經(jīng)濟(jì)、循環(huán)減排。將煤制清潔燃料行業(yè)、火力發(fā)電行業(yè)以及化工行業(yè)有機(jī)地結(jié)合在一起，突破煤炭行業(yè)、電力行業(yè)、化工行業(yè)平衡發(fā)展的格局，將資源（煤）、能源（電）、化工三大領(lǐng)域合并重組，創(chuàng)建了煤-化-電聯(lián)合生產(chǎn)模式，形成了“煤-化-電”三位一體的綜合生態(tài)產(chǎn)業(yè)鏈。

       一、技術(shù)背景

       我國(guó)能源結(jié)構(gòu)表現(xiàn)為“富煤、貧油、少氣”，石油和天然氣進(jìn)口量達(dá)消耗總量的70.9%和45.3%，其中2018年全年中國(guó)進(jìn)口原油達(dá)4.02億噸，天然氣838億方/年，已對(duì)國(guó)家能源戰(zhàn)略安全形成威脅。因此如何更加地高效、清潔的利用煤炭資源是解決我國(guó)能源問(wèn)題的當(dāng)務(wù)之急。

       自國(guó)家“十二五”規(guī)劃以來(lái)，相繼出臺(tái)了《煤炭高效利用行動(dòng)計(jì)劃》、《煤炭深加工發(fā)展十三五規(guī)劃》、《能源技術(shù)革命創(chuàng)新行動(dòng)計(jì)劃（2016-2030年）》、《中國(guó)“十四五”電力發(fā)展規(guī)劃研究》等相關(guān)政策文件——在大力防治污染，實(shí)現(xiàn)火力發(fā)電近零排放、實(shí)現(xiàn)火力發(fā)電靈活性運(yùn)行的同時(shí)，明確提出加強(qiáng)煤炭清潔生產(chǎn)和利用，鼓勵(lì)“煤－化－電”一體化發(fā)展，加強(qiáng)各系統(tǒng)耦合集成的政策要求。

       2019年習(xí)近平總書(shū)記主持召開(kāi)中央全面深化改革委員會(huì)第八次會(huì)議，圍繞能源改革發(fā)展，提出 “四個(gè)革命、一個(gè)合作” 新思想戰(zhàn)略，即推動(dòng)能源消費(fèi)革命、能源供給革命、能源技術(shù)革命、能源體制革命，加強(qiáng)國(guó)際合作，開(kāi)辟了中國(guó)特色能源發(fā)展理論的新境界，為做好新時(shí)代能源工作指明了努力方向。

       二、技術(shù)路線 

       煤-化-電綜合生態(tài)產(chǎn)業(yè)鏈?zhǔn)且匀济夯痣姙槠脚_(tái)，富氧燃燒綜合節(jié)能減排技術(shù)為基礎(chǔ)和紐帶，以煤炭分級(jí)分質(zhì)高效利用技術(shù)為支撐的綜合生態(tài)產(chǎn)業(yè)鏈，將煤制清潔新能源板塊、火力發(fā)電板塊以及石油化工板塊有機(jī)地結(jié)合在一起。

       第一，火力發(fā)電板塊中的燃煤火力發(fā)電鍋爐需應(yīng)用富氧燃燒綜合節(jié)能減排技術(shù)進(jìn)行調(diào)峰（消納可再生能源）、減排（降低氮氧化物）、節(jié)能（降低發(fā)電標(biāo)煤耗）、增效（提高鍋爐爐效），在此過(guò)程中富氧燃燒綜合節(jié)能減排技術(shù)需要輔助燃料。

       第二，煤制清潔新能源板塊中的煤炭分級(jí)分質(zhì)高效利用系統(tǒng)為富氧燃燒綜合調(diào)峰節(jié)能減排提供輔助燃料——煤氣，在此過(guò)程中可同時(shí)產(chǎn)生清潔型焦（炭）、低溫焦油等產(chǎn)品；富裕煤氣可通過(guò)物理吸附方式生產(chǎn)天然氣。

       第三，低溫焦油出售給煉油企業(yè)煉制成汽油/柴油；生產(chǎn)的天然氣出售給天然氣銷售企業(yè)銷售，形成石油化工板塊。石油化工板塊可獨(dú)立于煤-化-電綜合生態(tài)產(chǎn)業(yè)鏈之外，由市場(chǎng)專業(yè)行業(yè)實(shí)施。

       第四，在富氧燃燒綜合節(jié)能減排技術(shù)的作用下，上述過(guò)程中所產(chǎn)生的廢氣物等充分消納在火力發(fā)電鍋爐中，同時(shí)火力發(fā)電板塊可為各板塊提供電力和蒸汽，實(shí)現(xiàn)循環(huán)經(jīng)濟(jì)、循環(huán)減排。

       煤-化-電綜合生態(tài)產(chǎn)業(yè)鏈突破了煤炭、電力、化工平衡發(fā)展的格局，將資源（煤）、能源（電）、化工三大領(lǐng)域合并重組，創(chuàng)建了煤-化-電聯(lián)合生產(chǎn)模式，形成了“煤-化-電”三位一體的綜合生態(tài)產(chǎn)業(yè)鏈。

       煤-化-電綜合生態(tài)產(chǎn)業(yè)鏈充分利用了我國(guó)“富煤”的能源特點(diǎn)，將煤炭資源高效制取各類新型清潔能源材料，優(yōu)化我國(guó)能源結(jié)構(gòu)，社會(huì)及經(jīng)濟(jì)效益巨大，比如深加工產(chǎn)生柴油、汽油等戰(zhàn)略能源，可減少我國(guó)油類能源進(jìn)口量，增加我國(guó)油類能源戰(zhàn)略儲(chǔ)備。

       三、煤炭分級(jí)分質(zhì)高效利用技術(shù)

       （1）技術(shù)機(jī)理

       煤炭分級(jí)分質(zhì)高效利用技術(shù)是將復(fù)合熔接劑主動(dòng)嵌入普通煤種的物質(zhì)結(jié)構(gòu)中，使普通煤種具有粘結(jié)性、結(jié)焦性，從而將普通煤改質(zhì)為可中低溫、短時(shí)間進(jìn)行分級(jí)分質(zhì)利用的成型原材料，成型原材料先進(jìn)行炭水分離后，再通過(guò)熱輻射、動(dòng)態(tài)無(wú)氧干餾的方式進(jìn)行油、氣、炭分離，生產(chǎn)的型焦（炭）與自身產(chǎn)生的干餾煤氣通過(guò)上下對(duì)流運(yùn)動(dòng)式干法熄焦（炭）。

       本技術(shù)原料適應(yīng)性廣泛，可適應(yīng)不同品質(zhì)的煤質(zhì)以及不同形狀的煤種，如利用塊煤可生產(chǎn)蘭炭；低品質(zhì)粉煤加普通粘合劑生產(chǎn)型炭，替代散煤或作為炭制品原料；高品質(zhì)粉煤加專屬粘合劑和專屬瀝青生產(chǎn)型焦。各個(gè)產(chǎn)品的生產(chǎn)工序所需的工藝設(shè)備和輔助材料有所不同，對(duì)應(yīng)可多樣化生產(chǎn)煤制品，如型焦、型炭、蘭炭，體現(xiàn)了本技術(shù)顯著的經(jīng)濟(jì)性。

       本技術(shù)是中低溫、短時(shí)間、高效地進(jìn)行煤炭分級(jí)分質(zhì)應(yīng)用，將成型原材料的炭水分離和油氣炭分離獨(dú)立進(jìn)行，同時(shí)采用干法熄焦（炭）方式，體現(xiàn)了本技術(shù)中煤炭分級(jí)分質(zhì)過(guò)程的清潔環(huán)保性。

煤炭分級(jí)分質(zhì)高效利用技術(shù)工藝流程

       （2）工藝流程

       本技術(shù)的工藝設(shè)備主要包括原料改質(zhì)裝置、熱壓成型裝置、炭水分離干燥裝置、立式外燃內(nèi)熱一體化干餾爐、成化裝置以及相關(guān)輔助裝置。具體的工藝流程如下：

       A.將粉狀普煤按比例配入復(fù)合熔接劑，經(jīng)原料改質(zhì)裝置、熱壓成型裝置后形成型煤；

       B.再將型煤通過(guò)炭水分離干燥裝置，將型煤水分降低至4%以下，烘干水分后的型煤進(jìn)入立式外燃內(nèi)熱一體化干餾爐分級(jí)分質(zhì)生產(chǎn)油/氣/炭；

       C.型煤在立式外燃內(nèi)熱一體化干餾爐內(nèi)無(wú)氧干餾為型焦（型炭、蘭炭）后，向下蠕動(dòng)進(jìn)入干法冷卻段，干法冷卻在隔絕空氣的前提下利用循環(huán)冷煤氣進(jìn)行冷卻，實(shí)現(xiàn)冷卻過(guò)程無(wú)有害廢水產(chǎn)生；

       D.冷卻后的型焦經(jīng)出料口排出爐體，經(jīng)皮帶送至堆場(chǎng)、外售；

       E.在分級(jí)分質(zhì)過(guò)程中產(chǎn)生的荒煤氣利用成化裝置中的焦油船循環(huán)水噴灑洗滌，實(shí)現(xiàn)煤氣、焦油液分離；

       F.分離出的煤氣：一部分干餾煤氣送回干餾爐自用，一部分不消耗循環(huán)進(jìn)行干法熄焦，一部分干餾煤氣外送使用；

       G.分離下來(lái)的低溫煤焦油外送使用。

       （3）主要設(shè)備特點(diǎn)

       A.立式外燃內(nèi)熱一體化干餾爐

       應(yīng)用熱輻射、動(dòng)態(tài)無(wú)氧干餾方式，徹底改變傳統(tǒng)煉焦方式，到達(dá)非焦煤煉焦的目的，使其具有顯著的特點(diǎn)：

       a.型煤通過(guò)立式外燃內(nèi)熱一體化干餾爐，實(shí)現(xiàn)在中低溫下無(wú)氧熱解均勻，并轉(zhuǎn)化為清潔型炭（或根據(jù)不同的原料生產(chǎn)型炭、蘭炭）；

       b.立式外燃內(nèi)熱一體化干餾爐為立式爐結(jié)構(gòu)，集預(yù)熱段、干餾段、干法熄焦段、出料段為一體，型煤從上到下動(dòng)態(tài)經(jīng)過(guò)預(yù)熱、干餾、干法熄焦冷卻，實(shí)現(xiàn)全新動(dòng)態(tài)結(jié)焦，實(shí)現(xiàn)連續(xù)動(dòng)態(tài)生產(chǎn)；

       c.立式外燃內(nèi)熱一體化干餾爐所需干餾熱源來(lái)自于自產(chǎn)的煤氣燃燒，熱源輻射方式為由內(nèi)向外和由外向內(nèi)均衡熱輻射方式；

       d.立式外燃內(nèi)熱一體化干餾爐所需干法熄焦的煤氣采用自產(chǎn)冷煤氣干法熄焦，無(wú)廢水產(chǎn)生，熄清潔型炭的煤氣通過(guò)降溫后循環(huán)使用。

       （2）原料改質(zhì)裝置

        在原料改質(zhì)裝置中，將粉狀普煤和復(fù)合熔接劑混合，通過(guò)調(diào)配混合溫度、混合時(shí)間，使復(fù)合熔接劑主動(dòng)嵌入普通煤種的物質(zhì)結(jié)構(gòu)中，使普通煤種具有粘結(jié)性、結(jié)焦性。

       （3）熱壓成型裝置

       在熱壓成型裝置中，通過(guò)水蒸汽激發(fā)改質(zhì)后的原料內(nèi)水析出，并瞬間收縮，使改質(zhì)后的原料熱壓成型，成型后的型煤含水量極少、強(qiáng)度高，同時(shí)可根據(jù)市場(chǎng)需求，通過(guò)熱壓成型裝置定制型焦大小、定制型焦性能指標(biāo)。

       （4）炭水分離干燥裝置

       成型后的型煤在炭水分離干燥裝置內(nèi)，通過(guò)微懸浮式、往返法對(duì)型煤進(jìn)行炭水分離干燥，控制分級(jí)分質(zhì)過(guò)程中無(wú)多余廢水生產(chǎn)。

       （5）成化裝置

       在成化裝置中采用循環(huán)水冼滌，將焦油從煤氣中分離出來(lái)，使油成化裝置達(dá)到水平衡，無(wú)廢水外排。

       四、與傳統(tǒng)工藝的對(duì)比

       煤-化-電綜合生態(tài)產(chǎn)業(yè)鏈與傳統(tǒng)煤化工行業(yè)的工藝對(duì)比

       五、技術(shù)優(yōu)勢(shì)

       煤-化-電綜合生態(tài)產(chǎn)業(yè)鏈充分利用了我國(guó)“富煤”的能源特點(diǎn)，將煤炭資源高效制取各類新型清潔能源材料，優(yōu)化我國(guó)能源結(jié)構(gòu)。根據(jù)《中國(guó)散煤治理調(diào)研報(bào)告》顯示，我國(guó)每年散煤消費(fèi)量約為7.5億噸，若在全國(guó)建設(shè)約100個(gè)原煤轉(zhuǎn)化量為500萬(wàn)噸的煤-化-電綜合生態(tài)產(chǎn)業(yè)鏈平臺(tái)，每年可制取約4.87億噸猶如天然氣一樣清潔燃燒的清潔型炭代替散煤，大幅度降低大氣污染物的排放，從而帶動(dòng)了煤制清潔燃料產(chǎn)業(yè)健康而快速的發(fā)展。

       煤-化-電綜合生態(tài)產(chǎn)業(yè)鏈在制取新型能源清潔型焦（炭）的同時(shí)，可將副產(chǎn)物低溫焦油進(jìn)一步深加工產(chǎn)生柴油、汽油等戰(zhàn)略能源，按制取約4.87億噸/年清潔型焦（炭）同比計(jì)算，可制取柴油約3500萬(wàn)噸/年，汽油約470萬(wàn)噸/年，天然氣約400億方/年，減少我國(guó)油類能源進(jìn)口量，增加我國(guó)油類能源戰(zhàn)略儲(chǔ)備。

       在整個(gè)煤-化-電綜合生態(tài)產(chǎn)業(yè)鏈中，各行業(yè)間優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)、互相支撐、互相依托，還可制取低能耗、低成本的氫氣、甲醇、液氧、液氮、液氬等產(chǎn)品。其中氫能的制取蘊(yùn)育著廣闊的前景，如氫汽車、氫燃料電池等。從而推動(dòng)和發(fā)展了能與國(guó)際價(jià)格競(jìng)爭(zhēng)的低能耗、低成本煤制氫氣等清潔能源產(chǎn)業(yè)，取得了化解煤炭過(guò)剩產(chǎn)能、促進(jìn)煤炭行業(yè)轉(zhuǎn)型和煤化工產(chǎn)業(yè)升級(jí)的多重效果。

       煤-化-電綜合生態(tài)產(chǎn)業(yè)鏈各行業(yè)間通過(guò)物流、能流的方式實(shí)現(xiàn)廢物、能量和信息的互換，通過(guò)富氧燃燒綜合節(jié)能減排的高效環(huán)保處理，確保整體產(chǎn)業(yè)鏈達(dá)到國(guó)家近零排放標(biāo)準(zhǔn)，并且通過(guò)風(fēng)火電力互換使綜合生態(tài)產(chǎn)業(yè)鏈最大限度的使用可再生綠色電力，從而減少CO2排放，實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)生態(tài)化；另外煤-化-電綜合生態(tài)產(chǎn)業(yè)鏈建成后將產(chǎn)生大量富氫干餾煤氣，以年處理原料40萬(wàn)噸級(jí)產(chǎn)業(yè)鏈為例，若將該煤氣全部用于電廠燃燒，全年可減少CO2排放6.16萬(wàn)噸，另外通過(guò)煤氣富氧燃燒深度調(diào)峰可減少CO2排放43.8萬(wàn)噸；確保燃煤發(fā)電鍋爐消納煤-化-電綜合生態(tài)產(chǎn)業(yè)鏈廢氣物后任可大幅度減少CO2排放。

       煤-化-電綜合生態(tài)產(chǎn)業(yè)鏈每年可產(chǎn)生巨大的經(jīng)濟(jì)效益，單就應(yīng)用約4.87億噸/年新型能源清潔型焦（炭）代替散煤可產(chǎn)生直接經(jīng)濟(jì)純收益近2700億元，柴油、汽油經(jīng)濟(jì)純收益近2500億元，在振興全國(guó)火力發(fā)電行業(yè)經(jīng)濟(jì)的同時(shí)，可有效地提高當(dāng)?shù)厝司鵊DP值，帶動(dòng)當(dāng)?shù)厝丝诰蜆I(yè)及經(jīng)濟(jì)的全面發(fā)展，實(shí)現(xiàn)生態(tài)產(chǎn)業(yè)化。

       綜上，煤-化-電綜合生態(tài)產(chǎn)業(yè)鏈搭建了煤-化-電能源互聯(lián)網(wǎng)，構(gòu)建了高效、清潔、低碳“三位一體”體系，形成了煤、化、電一體化的新興產(chǎn)業(yè)，加大了我國(guó)能源產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，推動(dòng)了我國(guó)能源產(chǎn)業(yè)的技術(shù)升級(jí)。

       同時(shí)，煤-化-電綜合生態(tài)產(chǎn)業(yè)鏈通過(guò)技術(shù)耦合創(chuàng)新將各產(chǎn)業(yè)融為一體，滿足國(guó)家節(jié)能、低碳、環(huán)保的發(fā)展模式，將產(chǎn)業(yè)外部間的能源消費(fèi)轉(zhuǎn)變?yōu)楫a(chǎn)業(yè)內(nèi)部階梯式上下游消費(fèi)，將單一的能源供給側(cè)轉(zhuǎn)變?yōu)槎嘣哪茉垂┙o側(cè)。若在煤炭資源豐富的地區(qū)（如山西?。?shí)施煤-化-電綜合生態(tài)產(chǎn)業(yè)鏈，可使其由資源輸出大省轉(zhuǎn)變?yōu)樾滦湍茉摧敵龃笫。蝗粼谌珖?guó)加大該綜合生態(tài)產(chǎn)業(yè)鏈的建設(shè)，可保障我國(guó)在相應(yīng)能源領(lǐng)域的能源戰(zhàn)略安全。 

       六、工程應(yīng)用

       內(nèi)蒙古準(zhǔn)大發(fā)電公司2×300MW機(jī)組燃煤火電富氧燃燒綜合節(jié)能減排耦合煤炭分級(jí)分質(zhì)高效利用EMC項(xiàng)目：

       七、產(chǎn)品介紹

       以內(nèi)蒙古準(zhǔn)大發(fā)電公司2×300MW機(jī)組燃煤火電富氧燃燒綜合節(jié)能減排耦合煤炭分級(jí)分質(zhì)高效利用EMC項(xiàng)目為例，其產(chǎn)品如下：

       （1）清潔型焦（炭）產(chǎn)品展示： 

        A.清潔型焦（炭）是利用非焦煤為原料干餾而成，各項(xiàng)指標(biāo)均優(yōu)于冶金焦，其檢測(cè)報(bào)告如下：

       B.清潔型焦（炭）后內(nèi)部結(jié)構(gòu)：

       清潔型焦（炭）內(nèi)部結(jié)構(gòu)密實(shí)且通透性好，呈現(xiàn)銀白色，其結(jié)焦效果顯著。

       C.清潔型焦（炭）產(chǎn)品燃燒測(cè)試

        a.型焦通透性好，易燃燒；

       b.型焦燃燒火焰旺盛，火苗高度可達(dá)1750px以上；

       c.爐膛中心溫度1200℃以上，型焦燃燒表面溫度900℃以上；

       d.熱穩(wěn)定性好，燃燒過(guò)程不塌爐，具有骨架支撐作用；

       e.熱強(qiáng)度好，完全燃燒反應(yīng)中的新型焦炭2米高落下不散不碎，從爐中取出放入水中急冷后不散不碎，并可承受80公斤以上壓力

       f.熬火性好，可維持高溫燃燒2小時(shí)以上。

       g.燃燒反應(yīng)徹底，灰渣無(wú)型焦殘留。

       （2）低溫煤焦油產(chǎn)品展示：

       低溫煤焦油具有無(wú)塵、可利用性高的特點(diǎn)，其檢測(cè)報(bào)告如下：

       （3）干餾煤氣

       干餾煤氣熱值高，富含氫氣與甲烷，可直接吸附分離提取，其檢測(cè)報(bào)告如下：

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