煤基低碳能源技术力促煤化工转型升级
□ 记者 王艳丽
今年5月5日，国家能源局对外发布了《煤炭清洁高效利用行动计划(2015~2020年)》，明确了七方面重点任务，其中特别强调，要注重改造提升传统煤化工产业，稳步推进现代煤化工产业的发展。煤气化技术作为提高煤转换效率、实现煤炭绿色利用的关键技术，一直以来受到业内人士的普遍关注。
近日，由中国石油和化学工业联合会煤化工专业委员会主办，新奥集团股份有限公司、化工行业生产力促进中心承办的“新型煤气化技术及煤制天然气发展研讨会”在河北廊坊召开。来自新奥能源研究院的资深专家分享了针对不同煤种和地区的煤气化技术以及微藻固碳多联产等多项煤炭清洁高效利用技术，受到与会代表的高度关注。
一、现代煤化工着力煤基清洁能源高效利用
当前，我国煤制气产业正在由传统煤化工向现代煤化工战略转型，如何实现煤基清洁能源综合高效利用的技术突破，促进煤制气行业健康可持续发展，提升我国行业技术的国际影响力，是整个业界的重大课题。
科技部“十二五”863计划专家委员会专家、我国煤炭工业协会洁净煤技术委员会委员杜铭华指出，面对当前日益严峻的环保和能源形势，煤化工业内企业应注重开发绿色技术，缓解能源供应问题，实现煤炭清洁、高效利用。作为能源领域的知名企业，新奥集团通过开发具有自主知识产权的高效、低排放的煤制天然气技术，实现了国际领先的煤制气产业化技术的发展战略。
二、 技术创新是煤化工产业发展的关键
我国是煤化工生产发展大国，包括煤制天然气、煤制油、煤制烯烃、煤制乙二醇、煤制芳烃等技术不断创新，并逐步转向产业化应用，国内大型煤化工示范项目运行良好，煤化工的技术创新已经走在了世界前列。
1. 煤气化新思路——煤催化气化技术
煤催化气化制天然气技术对我国较为丰富的低阶煤资源具有很好的适应性，能源转化效率、环保指标均可满足国家要求。该技术不仅实现了对低阶煤资源的高效开发和清洁化利用，还可弥补我国天然气需求快速增长形成的供应缺口，具有良好的社会效益和市场前景。
在实际运用生产过程中，煤催化气化技术体现出诸多优势：一是煤种适应性广，烟煤、次烟煤和褐煤均可采用该技术实现高效利用；二是能量利用效率高，采用煤热解、催化气化、燃烧相结合的分级转化技术，过程热效率高达72%，比常规技术高10%左右，提高甲烷产率的同时，减少二氧化碳排放；三是过程经济性好，甲烷和焦油联产，大幅提高过程经济性；四是环境友好，煤气降温采用间接冷凝技术，不产生洗焦废水，炉内未分解水用于催化剂回收，无废水排放问题。
新奥自主开发的煤催化气化技术于2008年立项，先后完成了实验室小试研究、反应器内流场和反应特性研究、处理规模为5吨/天的自热式流化床过程放大研究和百吨级、千吨级示范工程装置工艺包编制。当前该技术正在进行千吨级示范工程的初步设计工作，预计2~3年内完成示范装置建设和调试，实现工业化运行和推广。
2. 高效联产工艺——煤加氢气化联产芳烃和甲烷技术
煤加氢气化是指在800~1000℃和5~10MPa的温度和压力下，煤粉与氢气反应生成甲烷、芳烃油品和清洁半焦的过程。该技术立足于煤制天然气并联产高附加值芳烃油品，通过对煤分级、分质、梯级利用实现煤炭的高效、清洁转化。
新奥煤加氢气化已经完成5吨/天投煤量的中试装置的开发，并实现连续稳定运行，产品气中甲烷含量大于75%，芳烃油品收率大于10%。计划在3年内完成百吨级的工业示范装置的建设和试验，计划5年内完成喷嘴和加氢反应器放大和千吨级工业装置的工艺软件包，进行商业化推广。
3. 煤炭采用途径多元化——地下气化采煤技术
地下气化采煤是将地下的煤炭进行有控制地燃烧气化，通过对煤的热作用及化学作用而产生可燃气体的过程。该工艺过程集建井、采煤、气化为一体，可生产低成本的工业燃气和化工合成原料气，将灰渣、矸石等留在地下，实现了煤炭清洁开采。
新奥在内蒙古乌兰察布建有气化采煤工业化示范基地，2009年6月成功产气发电。目前形成了具有自主知识产权的选址、建井、稳定气化、环境修复等成套技术，具备了产业化放大的技术基础。新奥将在乌兰察布建设我国首个地下气化采煤制LNG产业化示范工程，示范项目一期建设规模为年产14.5万吨液化天然气，总投资19亿元。
4. 水处理新选择——超临界气化/氧化技术
超临界水气化/氧化，是利用水在超临界状态下反应速度快、反应完全和换热效率高的特性，对高水含量含碳物质进行处理的过程。该技术可应用于污泥、高浓度难降解废液及工业危险废物中污染物的高效降解。随着国家环保标准和监管体系的日益完善，超临界处理作为废弃物低成本清洁资源化处理新技术，具有强大市场竞争力，市场前景广阔。
新奥能源研究院于2011年建成国内最大的超临界中试平台（6吨/天），利用该平台完成市政污泥、印染污泥、焦化废水和碱渣废液、制药釜残液、抗生素药渣等多种危险废物的降解处理以及高水褐煤气化试验研究。在完成工艺、关键设备、耐腐蚀材料技术积累和工业放大研究的基础上，新奥集团240吨/天工业示范项目于2015年5月在廊坊市龙河工业园建成运行。
5. 碳资源利用新工艺——微藻生物固碳技术
微藻生物固碳技术，是利用微藻光合作用吸收工农业生产过程中排放的二氧化碳等废气，通过低成本收集和高效油脂提取等后处理技术，联产生物柴油、保健品原料和饲料添加剂等产品。该技术是实现低碳循环经济、建设生态文明的新选择，对于我国二氧化碳资源化利用、沙荒地综合治理起到重要作用。
新奥位于河北省廊坊市的中试示范项目实现全年稳定养殖，目前正在内蒙古达拉特旗开展国家级微藻生物能源产业化示范项目，已完成I期工程建设并实现连续稳定运行。
当前，我国煤化工产业正处于发展瓶颈期，如何实现煤炭清洁高效利用，推进煤化工产业转型升级是目前业内关注的焦点。煤化工从业者应注重对煤分级、分质、梯级利用，从而真正意义上实现煤炭的高效、清洁转化，为现有煤化工及能源化工产业提供先进的生产工艺及科学、有效的系统化技术路径。