中国煤化工现状与发展思考——写在“十三五”之前

在充分调研的基础上,从煤化工的产业规模、产业地域分布、产业消耗与排放等方面对煤化工的现状进行了描述,对煤化工的发展趋势进行了分析。从石油安全、国家建设需求等角度,探索了中国煤化工的发展空间;同时又从煤炭资源、水资源和碳排放等方面,分析了中国煤化工发展的约束空间。综合以上,提出了促进中国煤化工健康发展的措施与建议。     

典型现代煤化工过程的二氧化碳排放比较

基于低碳经济发展的要求,对几种典型煤化工过程中的CO₂排放情况进行了分析,提出科学比较现代煤化工过程的CO₂排放量。对于煤制烯烃、煤制乙二醇等煤基化学品而言,使用单位热值CO₂排放量作为评价指标并不合适。基于煤基燃料产品和化学品的不同特点,结合我国碳排放强度的控制目标,本文探索采用单位产值CO₂排放量和单位工业增加值CO₂排放量作为补充指标,用以比较研究不同现代煤化工过程的低碳水平和碳排放强度。研究结果表明,用不同的指标来衡量比较现代煤化工过程的CO₂排放量,得到的结果不同。煤制甲醇、煤制二甲醚的吨产品CO₂排放量虽然较低,分别为3.85t和5.0t,但单位热值CO₂排放量较高,分别为0.159t/GJ和0.160t/GJ。在80美元/bbl和40美元/bbl的原油价格体系下,煤制天然气和煤制甲醇的单位产值和单位工业增加值CO₂排放量均高于其他现代煤化工产品。     

硬木类生物质直燃发电厂环境足迹研究

基于生命周期评价方法,建立了硬木直燃发电的清单数据,运用ILCD Midpoint+方法针对6种环境影响类型进行评价,并分析了造成各类环境影响的主要污染物,同时,在6种环境影响类型方面对多种发电方式进行了对比。结果表明：硬木直燃发电过程的环境影响主要来源于种植过程和发电过程,其中全球变暖主要来自发电过程,其余5种环境影响类型主要来自种植过程;氮氧化物、硫氧化物、氨、温室气体是造成各单元过程环境影响的主要因素;在环境影响方面,与水力、风力、光伏发电方式相比,硬木直燃发电具有一定劣势,但其产生的环境影响远低于传统化石能源发电方式。     

市场不确定条件下煤制烯烃技术经济分析方法

建立了一种用于市场不确定条件下现代煤化工项目技术经济分析的方法。以煤制烯烃投资项目内部收益率、投资回收期、财务净现值、税后利润和单位利润CO₂排放量为主要目标,以聚烯烃价格、煤炭价格、建设投资及碳税税率为表征市场不确定性的4个变量,建立煤制烯烃技术经济分析模型。根据该模型,绘制了预测公式曲面图和等高线图,并在此基础上开展了敏感性分析和不确定性分析。敏感性分析表明聚烯烃价格变化与煤炭价格变化对各评价指标的影响最显著;利用Monte Carlo模拟的方法量化考察了市场不确定条件下煤制烯烃技术的经济性以及各风险因素对评价指标的影响,分析结果表明,在市场低迷情况下,当聚烯烃价格处于6000~8000元/吨、煤炭价格处于100~300元/吨的低位时,煤制烯烃仍可盈利。     

天然气/煤制乙二醇路线碳排放与经济分析

从生命周期角度出发,对煤制乙二醇(coal to ethylene glycol, CTEG)路线和天然气制乙二醇(natural gas to ethylene glycol, NGTEG)路线进行全面的技术、碳排放与经济对比分析。结果表明,CTEG路线单位产品能耗是NGTEG路线的1.5倍,单位产品碳排放是NGTEG路线的1.6倍。然而,CTEG路线具有较好的经济效益,利润与投资回报率分别比NGTEG路线高1 499元/t和3.4%。通过分析原料、燃料和产品价格波动对2条路线经济竞争力的影响,发现CTEG路线受3种价格波动影响较小。CTEG路线具有良好的发展前景,但必须通过技术进步解决高能耗和高碳排放问题。     

化学气相沉积法制备纳微ZnO的实验和模拟研究进展

纳/微氧化锌材料性能优良,用途广泛,制备方法较多,其中化学气相沉积法(CVD)是较常用的方法之一。详细介绍了CVD方法制备纳米氧化锌的主要影响因素,概述了计算流体动力学(CFD)模拟在化学气相沉积法方面的应用和研究现状,并指出应该采用实验研究和计算模拟相结合的方法进行研究,利用计算模拟指导实验,从而实现纳微结构的可控生长。     

"笼状"多孔中空SiO2微球的制备及表征

利用吸附在聚苯乙烯(PS)胶体颗粒表面的离子型表面活性剂十六烷基三甲基溴化铵(CTAB),诱导原位生成的介孔纳米SiO2颗粒在胶体颗粒表面进行自组装,形成PS/SiO2复合颗粒,然后550℃下焙烧除去PS和CTAB,得到"笼状"中空SiO2微球.SEM和TEM分析表明,中空SiO2微球的球壁是由约90nm的SiO2颗粒相互连接而形成,纳米SiO2颗粒之间形成大约20～80 nm的粒间孔,这些孔和纳米SiO2颗粒在中空微球球壁上并存,形成"笼状"结构.SAXRD和BET分析表明,构成球壁的纳米SiO2颗粒具有MCM-4l型有序多孔结构.