1 国内外能源消费结构的变化趋势
煤、石油和天然气是当今世界一次能源的三大支柱。根据其发现先后、资源多少、采集难易、输送贮供条件、后加工技术进步,以及对环境带来影响等诸多因素,各个国家在各个历史时期中3种燃料占能源消费的比重在不断衍变。20世纪以前,能源消费以煤为主。20世纪发达国家的能源消费经历了由煤向石油的过渡。21世纪世界能源消费结构随着石油量下降及天然气量上升,煤炭将持平,达到各占27%~28%局面。继后将出现一个以天然气为主的短暂时期,然后再转向煤为主。这种趋势已为人们所共识。为了适应这种变化,能源多元化已被国际社会所关注,同时在化工原料路线上也出现了多元化的选择。与3种原料相关的技术将出现公平竞争的局面。煤化工的发展快慢除取决于油和天然气的价格和供求外,很大程度上取决于自身技术的发展,如洁净煤技术、燃煤发电技术、气化技术、碳一化学技术,以及有关环境保护技术。洁净煤将成为21世纪后叶的主要能源。
我国贫油少气,但煤炭资源丰富,煤在国民经济中所占能源消费结构的比重极大。化学工业以煤化工起家,而石油化工起步晚。虽然采取了大力发展石油化工的方针,但由于资金和原料的限制,仍难改变以煤炭为主的局面。目前化学工业面临的形势是石油化工产品远不能满足社会需求,而煤化工企业现代化改造又跟不上形势发展。因此化学工业必然只能是油、气、煤并举的多元化原料路线,在大力发展石油化工的同时,有计划地逐步发展现代煤化工,特别是发展高效率、低能耗的煤气化技术。
2 煤化工技术的发展趋势
煤的液化技术近20年来虽有进步,但由于其能耗高、氢源困难、成本高,目前还不能形成煤制化学品的工业生产规模。从煤出发制取化学品仍须经过气化过程。古老的气化技术采用的是炼焦炉、煤气发生炉和水煤气炉。在20世纪,针对不同煤种和气体用途发展了几百种气化方法,其中以鲁奇碎煤加压气化炉、常压K—T炉、温克勒气化炉等应用最广。20世纪70年代以来,围绕提高燃煤电厂热效率、减少对环境的污染等技术问题,促使了新一代煤气化工艺诞生。在美国的45个洁净煤技术示范项目中有7个煤气化联合循环发电项目,配套有6种煤气化技术。
我国目前能源供应以煤炭为主,约占消费量的72%,其中大部分是直接将煤燃烧用于电力工业和运输工业。煤通过气化形式用于生产合成气的比重甚低,气化技术仍很落后。在合成气生产方面,国内多用常压固定层气化炉。多年以前,国内研究部门也曾开发过以粉煤为原料的K—T炉、熔渣炉,并在常压固定层气化炉中采用富氧连续气化工艺,但因种种原因,这些技术尚未达到工业化应用推广的程度。
国外煤气化技术早在20世纪50年代就已实现工业化,后因天然气、石油大量开发,煤气化发展一度停止。20世纪70年代初,国际上出现能源危机,发达国家出于对石油天然气供应紧张的担忧,纷纷把煤气化作为替代能源重新提到议事日程,加快了煤气化新工艺的研究。近十年来,国外很多公司为了提高燃煤电厂热效率,减少对环境的污染,对煤气化联合循环发电技术做了大量工作,从而促进了煤气化技术的开发。目前已成功开发了对煤种适....