四川广元市苍溪天然气化工基地规划方案

四川广元市苍溪利用超大储量天然气田的优势可发展天然气化工基地。乙烯生产工艺路线有石油乙烯路线即石脑油裂解制乙烯、煤制甲醇生产烯烃路线和天然气制甲醇生产烯烃路线。石油制烯烃路线需与大炼厂相结合,工艺流程及环境治理复杂,设备多造成投资费用大、能耗高,而且原料石油价格昂贵。乙烯生产由石油乙烯向天然气或煤炭制甲醇生产乙烯转变已成为今后的工艺技术发展方向。四川广元市苍溪天然气化工基地规划方案为:建天然气为原料制50×104t/a甲醇的装置共4套(共生产甲醇200×104t/a),天然气制甲醇生产乙、丙烯40×104t/a的装置共两套(共产乙、丙烯80×104t/a)。基地总年用天然气16×108m3/a,用电10×104kW,总投资约100亿元,总年产值约92亿元,利税约26.5亿元。甲醇生产采用国内开发已成功用于大规模生产的节气减排CO2的二段炉纯氧自热转化合成甲醇工艺;甲醇脱水制乙、丙烯技术也采用国内开发已实现工业化生产的新工艺。规划设计采用的工艺技术先进、能耗低、投资省、效益好、天然气中碳元素充分利用。天然气制乙、丙烯的生产成本比以石油为原料的低,且无环境污染,产品有竞争力。     

我国能源利用现状与对策

我国能源工业面临着以下挑战:①应对气候变化和节能减排的形势;②相当长时期内以煤为主的能源结构和石油的不可替代性;③化石能源供应短缺和原油劣质化趋势日趋严重。根据我国能源工业面对的严峻形势,提出了能源利用对策。首先要加快发展可再生能源、新能源。其次要研究我国炼油石化工业发展技术路线,充分利用好宝贵的油气资源。炼化一体化要实行紧密一体化,以提高资源利用率,实现生产更大的灵活性,适应市场油品和石化产品变化的需求。选择合适的渣油加工路线,提高原油加工深度,将有限的石油资源转化为轻质油品,要开发更有效的渣油深度转化工艺,进一步完善劣质渣油加工的组合工艺。石油炼厂开发石油替代能源生产技术路线应利用现有石油加工设备和传统的炼油工艺加工替代能源产品,并使所得产品与炼厂传统的烃类燃料相容。再次要重点研究开发煤的清洁利用技术路线。作为其战略方向,应发展以煤气化为核心的多联产系统。建议抓紧开发CO2零排放的煤气化制甲醇新工艺与风电的集成系统,并加快煤基醇醚燃料的推广应用和尽快实现甲醇制烯烃和乙二醇的工业化生产,加快甲醇应用领域的发展。为迎接"甲醇经济"时代,建议在发展煤制甲醇的同时开发多种原料的甲醇生产路线,主要有天然气不经过合成气途径制甲醇和CO2制甲醇等。     

车用甲醇汽油的生命周期能源消耗与温室气体排放分析

结合生命周期评价原理,对煤制甲醇与原油制汽油混合而成的甲醇汽油路线的能源消耗与温室气体排放进行生命周期分析。发现煤气化方法对甲醇路线影响较大,燃料的制造环节所消耗的能源与产生的温室气体占全生命周期相应指标的比例均超过50%。在所考虑的四种煤气化方法中,谢尔法的一次能源消耗与温室气体排放最低。若考虑车辆技术的进步,甲醇汽油路线的一次能源消耗可比传统汽油路线降低9%,温室气体排放量仅增加3.5%。此外,分析结果还表明利用煤制甲醇来代替部分传统汽油,每投入1.8t原煤便可以节省1.0t原油。由于我国的能源生产以煤为主,故以甲醇代替汽油的策略既能有效缓解我国对原油进口的依赖,又不会对能源生产造成明显压力。     

300MW热电联产机组吸收式热泵非采暖季运行方案研究

为提升300 MW等级机组能源利用效率,解决吸收式热泵在非采暖季工作时热量无处消纳的问题.以某300 MW热电联产机组为研究模型,针对其吸收式热泵在非采暖季运行提出了供应生活热水和预热机组凝结水两条技术路线,对提供70℃、80℃热水的方案和不同热源驱动热泵预热凝结水的三个方案进行了分析计算.得出结论:制取生活热水的方案...     

甲醇燃料——最具竞争力的可替代能源

从能源安全和环境问题的角度，指出用清洁燃料替代石油势在必行；分析了各种石油替代能源，指出煤制甲醇是最具竞争力的可替代能源；进一步分析了甲醇燃料的动力性能、毒性和对环境的影响，并分别比较了煤变油与煤制甲醇清洁燃料，甲醇燃料与石油燃料；最后得出的结论是：世界各国都将推行煤制甲醇燃料的技术路线，用于解决石油替代能源的问题。     

直燃吸收式冷温水机组采暖方式的比较研究

本文介绍了直燃吸收式冷水机组的两种采暖循环方式，即分别以制蒸汽和高发溶液为采暖介质的采暖循环方式，并对该两种循环方式进行了比较。     

煤基液体燃料生产技术的评价

本文介绍了采用CCTM模型对于煤基液体燃料生产技术(包括煤炭直接液化、煤炭间接液化、煤制甲醇、煤制二甲醚)的评价结果。结果表明,相对于生产单位能量的产品,能效以煤炭直接液化为最高,在55%～58%,其次为煤制甲醇,在45%～48%,煤炭间接液化在40%～42%,煤制二甲醚能效与煤炭间接液化相当;煤耗以间接液化最高,煤制二甲醚次之,再次为煤制甲醇和直接液化;水耗依次为煤制二甲醚、煤制甲醇、煤炭间接液化和煤炭直接液化;投资以间接液化高温合成为最高,二甲醚次之,以下为低温合成、煤炭直接液化和煤制甲醇;产品成本依次为煤制二甲醚、间接液化高温合成、低温合成、煤制甲醇、煤炭直接液化;污染物排放几项技术均很低。利用我国比较丰富的煤炭生产煤基液体燃料,是解决液体燃料不足的重要途径。当前国家应进一步加强煤基液体燃料生产技术的全生命周期比较论证,合理布局各项技术的示范和发展规模。     

煤制油与煤气化制甲醇技术的比较与选择

煤炭液化制油技术投资大、煤耗高、耗水多、污染严重,以目前的技术水平,生产1t油往往需要4～5t煤,折算其热能利用率为50%,若按南非的煤耗（6t）计,其热能利用率仅为33.3%。改用煤炭气化制甲醇技术,采用6MPa纯氧高压气化制合成气（CO＋H2）,合成气可产双倍的甲醇,则1t甲醇的煤耗仅为1.3～1.5t,甲醇用作汽车发动机燃料时,以1.3～1.5t甲醇相当于1t汽油作功计算,则煤炭的热能利用率可以达到66%～76%。如果配套水电解制氢技术,还可以实现CO2的零排放。中国每年有20×10^8t的煤炭产量,如果将其中的12×10^8t纳入煤炭气化制甲醇产业链,可每年创造产值约2.67万亿元,可减排CO2约30×10^8t。     

液态甲醇在燃料与化工产业的推广应用

介绍了甲醇的物化特性和甲醇用作替代汽、柴油燃料的优点（清洁环保、经济性好、动力性好、辛烷值高、安全性好、原料来源丰富）。比较了甲醇与汽、柴油的毒性和安全性,以及用作车用燃料时,甲醇与汽、柴油车的常规排放物和非常规排放物。指出甲醇是比汽油和柴油更清洁的车用燃料。分析了甲醇作为化工原料可生产二甲醚、乙烯、甲醛和各种衍生物。最后推荐了煤炭和煤层气制液态甲醇的综合利用技术路线。     

中国绿氢产业规模化发展的挑战、实践与方向

中国绿氢产业发展潜力巨大,以绿电制取绿氢已成为氢能产业可持续发展的行业共识。氨作为绿氢储运的一种载体,其本身也是重要的能源。中国的绿氢、绿氨产业发展迅速,但规模化应用仍需克服成本、技术、安全等一系列问题。电力价格是影响绿氢、绿醇和绿氨项目经济性的关键因素,现有条件下,电解水制氢要比化石能源制氢成本高出25%以上。到2035年和2050年PEM电解水制氢的平均降本空间在22%和30%。在三种氢气价格情景下,对绿氢制甲醇和绿氢制绿氨的成本及盈利能力进行分析对比,不论是生产甲醇和还是合成氨,氢气成本都是其中的决定性因素。在当前价格参数下,绿氢制绿氨具有一定的成本优势。目前的工业实践主要是绿氢—甲醇—烯烃路线、绿氢—绿氨路线、绿氢—加氢—燃料电池路线的应用。降低绿氢的生产和储运成本是未来绿氢产业规模化发展的基础,需要政策扶持、场景选择、规模化应用和技术进步等各方面措施相结合,共同促进绿氢产业规模化发展。此外,要注意上游绿电的波动性与下游合成氨、合成甲醇要求连续稳定生产的有效衔接,做好生产和储运系统的匹配。     

采暖供热系统的应用浅析

随着环保要求的提高和电力峰谷差的拉大,燃煤锅炉采暖受到严格限制,而其他采暖形式,如燃气采暖、电动采暖和蓄热的应用,开始受到关注。本文对热电联产、燃气锅炉、电炉、电动热泵以及蓄热的应用前景做初步的分析与探讨     

低氧气氛下煤粉燃烧特性及动力学

采用热重分析仪研究了不同煤粉在烟气气氛下的燃烧特性,考虑了升温速率和氧气浓度对燃烧特性的影响。研究结果表明:低氧条件、高升温速率下,煤粉的TG、DTG曲线均向高温区靠近,燃烧速率变慢,燃尽时间增长;改变氧气浓度和升温速率对煤的着火温度影响不大,在一定氧浓度(5%~15%)范围内,高水分低阶煤采用烟气干燥输送的制粉系统,能满足其安全性要求;氧气浓度和升温速率主要对煤的燃烧阶段产生影响,随着升温速率的升高和氧浓度的降低,燃尽温度明显升高,且氧浓度对燃烧特征参数的影响大于升温速率的影响。此外,采用Coats-Redfern积分法对煤粉在程序升温过程中的燃烧反应做了相应的动力学分析。结果表明:氧气浓度和升温速率的变化均对活化能产生影响,且随着氧气浓度的降低,煤阶对活化能的影响逐渐减弱。     

被动式太阳能温室-采暖房中对流传热的数值分析

针对一种被动式太阳能温室-采暖房，分析采暖房北墙采用或不采用隔热保温措施时，温室-采暖房内的温度和气流分布情况，模拟具有蓄热层的太阳能温室-采暖房中的对流传热，研究温室-采暖房中采用岩石床吸收和贮存太阳能的传输特性。     

城市天然气采暖的新途径

随着我国城市能源结构调整和环境保护措施的加强 ,北方地区煤改气 ,以天然气作为主要的采暖一次能源逐渐成为主要趋势。然而 ,由于天然气价格远高于燃煤 ,直接燃烧天然气导致运行成本过高 ,经济效益差。即使采用联合循环 ,热电联产 ,运行费也高于燃煤发电和燃煤供热。我国城市能源系统的另一问题是电力负荷日益加大的峰谷差。城市电力系统的削峰填谷也是困扰电力部门的大问题。面对上述背景 ,本文提出解决上述问题的新途径 :用燃气轮机发电 ,余热作为集中供热系统的热源。机组按调峰方式运行 ,电力负荷高峰发电并供热 ,电力负荷低谷时 ,停止发电和供热 ,由于供热管网及建筑物巨大的热惯性 ,低谷期停止供热 6～ 8h采暖房间室温的降低不会超过 1℃ ,不会影响供热效果。调峰发电可享受高发电电价 ,从而抵消燃气价格高导致的采暖成本上升。按此模式运行 ,目前的“以热定电”方式应改为“热电兼顾” ,甚至于“以电定热”。     

A multi-product cogeneration system using combined coal gasification and combustion

A new system has been developed for clean and highly efficient utilization of coal. The coal is first gasified and the fuel gas is then used for industrial purposes in town gas or as a fuel for gas turbines. The char residue from the gasifier is burned in a circulating fluidized-bed combustor to generate steam for power generation, process heating, refrigeration, air conditioning, etc. The ash is used to produce construction materials. Metals such as vanadium and uranium can be extracted if the metal contents of coal are sufficiently high. An important system component is the combined gasifier–combustor. Experiments show that the system can produce gas and steam simultaneously. The gas heating value is 10–14 MJ/Nm³ and the fuel conversion is over 90%. The system has low emissions and low cost. A demonstration system has been constructed at the Yangzhong Thermal Power Plant in Jiangshu Province of China. It produces 3 500 Nm³/h of dry gas and 75 mt/h steam. The CFB boiler has been in commercial operation since April 1995. It has high efficiency, good fuel adaptability, and a high load turndown ratio.     

氧量对天然焦蒸汽气化特性的影响研究

在小型流化床(50mm、高1600mm)实验装置上对沛城煤矿天然焦-蒸汽气化反应进行实验研究,考察蒸汽中掺入氧气,共同作为气化介质对气化反应产气量、碳转化率、煤气热值和煤气组分等因素的影响,同时与ASPENPLUS软件对其气化过程的模拟结果进行了对比。实验中,天然焦试样量0.2kg/h,蒸汽量1.05kg/h,气化温度900℃,实验结果表明:气化介质中氧量明显影响天然焦蒸汽气化特性。随着氧含量的增加,初始阶段(0～0.2L/min)煤气产量提高了1.76倍,碳转化率提高了1.94倍,两者均显著增加;随着氧量的进一步增加(0.2～1.0L/min),其增加幅度趋缓,产气量增加1.16倍,碳转化率增加1.34倍。煤气中有效气体(H2+CO+CH4)的体积分数和煤气热值均持续减少,有效气体份额从76.9%下降到54.3%,煤气热值从9.01MJ/m3减少到6.34MJ/m3,而CO2体积分数增加明显,从23.1%增加到37.3%。Aspen模拟结果与实验结果基本一致,具有实际指导意义。     

Mini coal-fired CHP plant on the basis of synthesis gas generator (CO + H2) and electrochemical current generator

The paper deals with synthesis gas (syngas) for electrochemical generator produced in the gas generator with autothermal steam gasification of coal from Borodino deposits. Here, thermal balances of the battery of solid oxide fuel cells (SOFC) and boiler intended for producing the superheated water steam for a gas generator and for heating the cathode air have been compiled. On the base of these balances, the fractions of hydrogen and SOFC oxidized in anode as well as the electrical efficiency, the temperature in anode and the loss with flue gases and to the surrounding through the thermal insulation along with the fuel cell EMF have been calculated. Besides, the specific consumption of Borodino coal for producing electrical and thermal power has been determined.     

Use of heat pumps with solar collectors for domestic space heating in the United Kingdom

The performance of air to air heat pumps is discussed and it is shown that the machines which are commercially available in the UK have higher running costs when used for domestic space heating than gas or coal fires. It is technically feasible to improve the performance of a heat pump by supplying solar energy as a low temperature heat source, but a method developed for evaluating the financial advantage of such a scheme showed it to be unattractive. It is recommended that more effort should be made to improve the COP of air source heat pumps for domestic space heating in the United Kingdom.     

Electricity and natural gas use for residential space heating: U.S. experience, 1976–1980

Energy consumption for residential space heating has been studied for households using electricity and natural gas, based on aggregate sales data for 1976–1980. The ratio of average end-use energy consumption with electricity to that with natural gas was found to be 0.44 ± 0.06, despite little use of electric heat pumps. Together with the results of other studies, this estimate suggests that electric space heating can be used in future construction without requiring more primary input energy (including generation losses) than the average input energy used for gas space heating in existing residences, assuming modest conservation measures. While these results do not establish the relative fuel consumption in future gas-heated and electrically-heated households, they do provide a rough ceiling on the amount of energy required if electricity is used.     

Improving air quality in large cities by substituting natural gas for coal in China: changing idea and incentive policy implications

Natural gas has long been used in China mainly as chemical raw material. With the increasing emphasis on urban air pollution prevention, the issue of natural gas substitution to coal has been raised in many large Chinese cities. This paper reviews the environmental–economic–technical rationality of dashing-for-gas in urban area, especially for civil use such as cooking and heating in China. Taking Beijing and Chongqing as study cases, a cost–benefit analysis of natural gas substitution is done and the ongoing economic and system barriers to natural gas penetration are analyzed. Indications of natural gas penetration incentive policy making are given finally.