浅析多联产技术在煤化工发展中的应用

【摘要】多联产是一个较为复杂的系统工程，是通过以煤气化技术为主的多种煤炭转化技术的集成，是我国煤化工技术发展的主要方向。多联产技术在煤化工发展中的应用有利于我国的可持续发展。本文分析了多联产的特点、发展现状和前景，以期加速我国煤化工领域的多联产研究开发和发展。

【关键词】多联产 煤化工 能源

一、多联产技术的基本内容

多联产的原理，是将煤气化后先通过一个反应器做化工产品，剩下尾气再去燃烧发电。多联产相当于把化工和发电两个过程联合起来，能量利用效率可以提高10%～15%，同时，化工产品增值量比较大，并且能够实现调峰。煤的气化系统很昂贵，如果能实现化工和发电相互调整，气化系统就能始终稳定运行，降低发电成本。多种煤炭转化技术的优化集成方式既可能是并联，也可能是串联，还可能是并联串联交集的更为复杂的组合方式。

多联产系统是在美国壳牌公司提出的合成气园的概念的基础上提出的，当前对多联产系统公认的概念是：多联产系统是指利用从单一的煤气化装置中产生的合成气（CO+H2），进行跨行业、跨部门的联合生产，产出多种具有高附加值的产品如下：化工产品（如甲醇、醋酸、醋酸乙酯等），其他工业气体（如CO2、H2和CO等）， 液体和气体燃料（如合成燃料、城市煤气和天然气），以及充分利用各工艺过程中产生的热能进行发电的能源系统。其内容包括以下几个方面：

多联产追求煤炭利用经济效益的最大化。多联产追求煤炭利用经济效益的最大化。以往煤炭功能较为单一，仅仅发电燃烧，煤炭里面几百种化合物，全部燃烧，其中不乏价值较高的化合物，若是将这些化合物提炼出来加以利用，剩余无法提炼的煤炭再发电燃烧，则会产生比单一用途的煤炭较高的经济效益。任何一种煤炭转化技术都是注重过程经济效益的最大化，但是子系统经济效益的最优并不等于子系统组成的总系统的经济效益达到最优。多联产将多种煤炭转化技术优化集成以后，不仅通过多项技术组合来实现系统的规模经济效益，而且通过各种工艺流程、附属设备、主要设备及相关共用设备的合并来降低初始投资成本。

多联产追求煤炭资源利用效率的最大化。任何一种煤转化技术都注重从原材料到产品生产过程中利用效率的最大，而多联产煤炭转化系统包含多个转化子系统，对于不用的煤炭转化技术来说，一种技术的产品也有可能是另一种技术的原料。因此，多联产通过对多种煤炭转化技术优化集成，几乎可以实现任何产出产品的充分利用，这就实现从煤炭到各种产品的资源利用效率的最大化。经一些煤化工企业实践证明，热、电、煤、甲醇、合成气四联供系统与分供情况相比，煤炭消耗量降低20%左右。

多联产追求煤炭资源利用的环境友好。每一种煤炭转化技术都会有“废水、废渣、废气”的污染物排放。多联产在生产过程中有效利用了污染物，使其减少排放，充分利用，无害处出来甚至零排放等。许多煤化工企业将废气充分利用起来，经过一定处理，进行燃烧发电，对原材料加热或者燃烧废水将其烧成废渣，同时实现废气废水的充分利用。多联产将多种煤炭技术优化集成在一起，不仅有利于实现污染物的集中，综合治理，降低环保费用，而且能做到以废治废，实现废物利用等。

二、多联产发展现状分析

目前，多联产煤炭转化系统在中国的发展还处于初步阶段，主要是二氧化碳以煤气化为龙头，煤气用于制氢、氢气用于高温燃料电池发电、电池余热供热、或其他污染物在燃料初始阶段得到分离和治理，或以煤气化为核心，将生产化学品与联合循环发电相结合，较为广义的多联产概念还将煤化工、冶金、合成工艺等组合成整体。我国科技界、产业界许多学者相当关注多联产技术的发展，并对其进行了系统研究和相关技术的开发与储备。

三、多联产在发展过程中面临的问题

当前多联产技术的应用和推广同样也面临着一些难题，从而限制了该技术的进一步通广和应用。

观念和认识存在差距。多联产在我国的发展遇到种种障碍，首先是人们观念和认识的障碍，由于多联产提出的时间、研究和宣传的时间较短，相关行业的人们对联产品的认识还不够深刻。多联产的优点可以概括为：在一套多联产系统中，由于多种煤制合成气衍生品产品生产过程的耦合优化，该系统比各产品分产系统降低单位基本投资，降低单位产品成本，减少原料消耗，减少热、气、电的消耗，减少污染物排放。在煤炭资源较为丰富的城市里，多联产为基础的合成气和发电系统可以充分提高当地的煤炭资源，增加就业，减少污染，改善生态和提高人们生活质量。

造价昂贵。多联产项目的投资费用与常规燃煤电站相比仍然较高，较大限制了多联产项目的推广应用，为此，应积极研究降低投资的有效途径和方法，开发高效低成本的关键技术，加快自主研发，实现设备的规模化和经济化，提高多联产的竞争力。

部分重点技术尚需突破。当前多联产技术的开发和应用仍然存在一些可改进之处，如气体分离技术的开发、高温除尘脱硫技术的开发、先进高温和高效燃气轮机的开发、煤气化技术与原料的优化处置、多联产系统的稳定和优化，上述关键技术的突破，将极大地提高多联产系统的运行效率、稳定性和经济性。

四、多联产在我国发展的建议

努力降低多联产系统的成本。在我国，多联产系统的发展一般存在于发电行业和化工行业，发电行业的多联产热情要远远大于化工行业，这是因为化工行业存在成本延伸的问题。而发电企业的常规燃煤项目的投资成本依然低于多联产系统，这就较大限制了多联产项目的推广应用。为此应当积极降低投资的风险，打破关键技术的垄断，加快自主技术工程化，提高多联产系统的经济竞争力，是降低我国多联产造价系统昂贵的关键措施。

加强对多联产关键技术的研发。当前我国的多联产系统的关键技术如：先进高温高效燃气轮机、离心机、气体分离器的研发、高温脱硫技术的开发、煤气充分燃烧设备的开发，煤气化技术和原料的优化配置等这些关键技术的开发，将极大地加强多联产系统的稳定性、可靠性和运行效率。

多联产的发展需要国家电力供应结构的调增和支持。当前，国家电网公司对经济效益不好的新技术的支持力度不够，造成化工行业的发电成本昂贵，并入电网受到限制。目前，我国已造的多联产项目的发电成本依然较高，即使与常规火电项目相比依然没有优势，此外国家电网在进行调峰的时候，传统发电行业存在不公平待遇，故需要在多联产系统的发电方面做出努力，同时国家电网也降低多联产技术在发电项目中的限制。

参考文献：

[1]雍永钴.展望2000年我国煤化工技术[J].煤化工，1996.

[2]黄戒介，房倚天，王洋.现在煤气化技术的开发与进展[J].燃料化学学报，2002.

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