1 國內外能源消費結構的變化趨勢
煤、石油和天然氣是當今世界一次能源的三大支柱。根據(jù)其發(fā)現(xiàn)先后、資源多少、采集難易、輸送貯供條件、后加工技術進步,以及對環(huán)境帶來影響等諸多因素,各個國家在各個歷史時期中3種燃料占能源消費的比重在不斷衍變。20世紀以前,能源消費以煤為主。20世紀發(fā)達國家的能源消費經歷了由煤向石油的過渡。21世紀世界能源消費結構隨著石油量下降及天然氣量上升,煤炭將持平,達到各占27%~28%局面。繼后將出現(xiàn)一個以天然氣為主的短暫時期,然后再轉向煤為主。這種趨勢已為人們所共識。為了適應這種變化,能源多元化已被國際社會所關注,同時在化工原料路線上也出現(xiàn)了多元化的選擇。與3種原料相關的技術將出現(xiàn)公平競爭的局面。煤化工的發(fā)展快慢除取決于油和天然氣的價格和供求外,很大程度上取決于自身技術的發(fā)展,如潔凈煤技術、燃煤發(fā)電技術、氣化技術、碳一化學技術,以及有關環(huán)境保護技術。潔凈煤將成為21世紀后葉的主要能源。
我國貧油少氣,但煤炭資源豐富,煤在國民經濟中所占能源消費結構的比重極大;瘜W工業(yè)以煤化工起家,而石油化工起步晚。雖然采取了大力發(fā)展石油化工的方針,但由于資金和原料的限制,仍難改變以煤炭為主的局面。目前化學工業(yè)面臨的形勢是石油化工產品遠不能滿足社會需求,而煤化工企業(yè)現(xiàn)代化改造又跟不上形勢發(fā)展。因此化學工業(yè)必然只能是油、氣、煤并舉的多元化原料路線,在大力發(fā)展石油化工的同時,有計劃地逐步發(fā)展現(xiàn)代煤化工,特別是發(fā)展高效率、低能耗的煤氣化技術。
2 煤化工技術的發(fā)展趨勢
煤的液化技術近20年來雖有進步,但由于其能耗高、氫源困難、成本高,目前還不能形成煤制化學品的工業(yè)生產規(guī)模。從煤出發(fā)制取化學品仍須經過氣化過程。古老的氣化技術采用的是煉焦爐、煤氣發(fā)生爐和水煤氣爐。在20世紀,針對不同煤種和氣體用途發(fā)展了幾百種氣化方法,其中以魯奇碎煤加壓氣化爐、常壓K—T爐、溫克勒氣化爐等應用最廣。20世紀70年代以來,圍繞提高燃煤電廠熱效率、減少對環(huán)境的污染等技術問題,促使了新一代煤氣化工藝誕生。在美國的45個潔凈煤技術示范項目中有7個煤氣化聯(lián)合循環(huán)發(fā)電項目,配套有6種煤氣化技術。
我國目前能源供應以煤炭為主,約占消費量的72%,其中大部分是直接將煤燃燒用于電力工業(yè)和運輸工業(yè)。煤通過氣化形式用于生產合成氣的比重甚低,氣化技術仍很落后。在合成氣生產方面,國內多用常壓固定層氣化爐。多年以前,國內研究部門也曾開發(fā)過以粉煤為原料的K—T爐、熔渣爐,并在常壓固定層氣化爐中采用富氧連續(xù)氣化工藝,但因種種原因,這些技術尚未達到工業(yè)化應用推廣的程度。
國外煤氣化技術早在20世紀50年代就已實現(xiàn)工業(yè)化,后因天然氣、石油大量開發(fā),煤氣化發(fā)展一度停止。20世紀70年代初,國際上出現(xiàn)能源危機,發(fā)達國家出于對石油天然氣供應緊張的擔憂,紛紛把煤氣化作為替代能源重新提到議事日程,加快了煤氣化新工藝的研究。近十年來,國外很多公司為了提高燃煤電廠熱效率,減少對環(huán)境的污染,對煤氣化聯(lián)合循環(huán)發(fā)電技術做了大量工作,從而促進了煤氣化技術的開發(fā)。目前已成功開發(fā)了對煤種適....