煤化学(第三版)
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二、中国煤炭的综合利用情况

煤不只是燃料,它还是多种工业的原料。根据德国的资料,煤中组分多达475种。用煤做原料制成的产品,其经济效益可大幅度提高。以用煤炼焦为例,除主要产品冶金焦炭外,还可获取煤焦油和焦炉煤气。煤焦油可以用来生产化肥、农药、合成纤维、合成橡胶、塑料、油漆、染料、药品、炸药等产品;焦炭除主要用于冶金外,还可用来制造氮肥。焦炉煤气可用于平炉炼钢和焦炉本身的燃料、城市煤气、发电、制取双氧水(H2O2),也可作为化肥、合成纤维的原料等。煤的气化、液化在煤的综合利用中更是重要内容。

一般煤炭作为一次性能源直接燃烧利用。据统计,目前世界总发电量的47%来自以煤作为燃料的发电厂。近年来,各国大力开发煤转化的技术,如采用将煤转化为二次洁净能源的煤气化和煤液化工艺,可得到流体燃料(煤气和人造液体燃料)。流体燃料在运输和使用上都非常方便,并可大大减少污染。目前正在开发的气化和液化工艺不下数十种,其中一部分已实现工业化。与此同时,细煤粉与水相混制成水煤浆和细煤粉与石油重油相混制成油煤浆作为能源利用的工作取得了很大的进展,有的已应用于工业。

由煤制取化工产品的方法有:焦化、加氢、液化、气化、氧化制腐殖酸类物质以及煤制电石以生产乙炔。其中,将煤气化制成合成气(CO+H2),再通过各种合成方法制造多种化工原料(“一碳化学”路线)以及将煤液化制造苯属烃的工艺日益引起人们的重视。

煤炭综合利用包括将煤炭本身作为一次能源,用煤炭制造二次能源、化工原料等几方面。煤炭综合利用途径如图0-1所示。

图0-1 煤炭综合利用途径

煤炭的综合利用可以采取多种方式。

1.几个煤炭利用部门的联合

①采煤-电力-建材-化工;

②采煤-电力-城市煤气-化工;

③钢铁-炼焦-化工-煤气-建材;

④炼焦-煤气-化工(三联供)。

2.几个单元过程的联合

①焦化(或高温快速热解)-气化-液化;

②热解(或溶剂精制)-气化-发电;

③气化-合成;

④液化(溶剂精制或超临界萃取)-燃烧-气化;

⑤液化(超临界萃取)-加氢气化。

此外,还可以有多种方式的联合,通过联合可以大大提高煤的利用效率,推动煤炭应用科学技术的迅速发展。

中国煤炭综合利用情况与发达国家相比,具有起步晚、规模小、发展速度快等特点。目前,中国在煤的综合利用方面虽然做了大量的工作,取得了很大的成绩,但与世界先进水平相比,差距还是很大的,且煤炭的终端消费结构也很不合理。中国的煤炭利用以燃烧为主,在加工利用方面比较薄弱,原煤入洗率低,只有1/4左右,大部分原煤在使用前不经洗选。因而商品煤质量较差,平均灰分为20.5%,平均硫分为0.8%。型煤技术虽已有较长发展历史,但目前,技术与设备的改进与提高效果不尽如人意,技术推广速度缓慢,型煤产量仍较低。动力配煤与水煤浆技术的发展可以说还均处于初级发展阶段。高效固硫剂、助燃剂等尚处于开发和试用阶段。因此,作为世界上第一产煤和用煤大国,中国的煤炭洁净加工与高效利用虽然前途光明,然而却任重道远。