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煤制氢前景及存在的3个问题及3个对策

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来源:毛宗强等 2018-12-31

近年来,由于传统能源消耗量的迅速增长及其对生态环境造成的压力日益加重,在全球范围内开展了大规模的探索新能源的工作。氢作为—种二次能源,燃烧后的生成物是水,不产生影晌环境的污染物不排放可能导致全球变暖的温室气体,不破坏地球的物质循环,被公认是21世纪的一种非常重要的洁净能源。

煤制氢前景及存在的问题及对策

氢能系统的开发,主要需要解决以下3个方面的问题

①氢的经济、大量生产工艺;

②氢的安全、经济储存与输送;

③氢的安全、高效、无公害利用。

显然,制氢技术的发展是开发氢能系统的基础和前提。而氢的经济、大量生产的基础和前提则是其原料资源要足够丰富。相对于其他常规一次能源而言,中国的煤炭资源要丰富得多。因此,在风能、太阳能、地热能及生物质能等新能源和可再生能源实现大规模商业化应用之前,煤气化制氢技术在中国会有十分广阔的发展前景,且应作为首选方案而受到足够的重视。

从技术、经济、环保角度出发,用煤作为制氢的原料在未来很有前景。近几年,天然气价格一路走高,煤炭价格涨幅相对稳定,国内的炼油厂都在考虑使用煤炭作为制氢的原料,煤制氢工艺具有较好的技术经济性、抗风险能力,较强的市场竟争力,是当今全加氢炼油的主攻方向。

虽然中国的煤气化制氢发展很快,但还存在一些问题。主要表现在如下几个方面:

①目前在中国运行的气化炉,大部分是常压固定床,工艺落后操作复杂,气化效率低,污染物处理难度大,新型煤气化技术更新换代的速度较慢,采用大型先进的气化工艺的很少。

②中国“三高煤”储量大,但目前的煤气化技术都不适用于“高煤”,技术攻关困难。

③缺少合理的规划,原料、技术、经济效益的优化集成的研究不够深入。

煤气化制氢技术的建议

上述问题严重制约着煤气化制氢技术的快速、健康发展。为了解决好这些问题,本书提出如下相关对策建议:

①加强粉煤流化床气化技术的研究开发与推广应用,并尽早取代部分现有常压固定床气化工艺,直接以碎煤为气化原料,部分解决粉煤合理利用问题。

②加快引进新一代大型先进的煤气化技术,同时适当进行一些关键技术、材料及设备的自主研究开发,以加速引进技术消化吸收和设备国产化进程。必须发展新代大型先进的煤气化技术,且比较现实的选择是走引进吸收和自主开发相结合的道路,以避免走弯路,尽可能取得事半功倍的效果。

③大力加强国际交流与合作,充分利用国外已有的技术和经验吸收国外的力量和资金,使中国的煤气化制氢技术在较高的起点上得到迅速发展。

氢将成为21世纪的一种非常主要的洁净能源,中国需要大力发展洁净的氢能系统,特别是太阳能光解水制氢有着巨大的前景。综合考虑原料资源、技术水平以及经济实力等因素,中国在解决经济、大量制氢问题时,应将煤气化制氢技术作为首选方案。而煤气化制氢技术在中国虽然已有较好的应用基础且已具备部分世界一流的煤气化技术,但目前尚存在一些问题亟待解决。在目前的国情条件下,中国需要在对现有工艺进行必要的技术改造的同时,积极发展更加先进的煤气化制氢技术。大型先进煤气化技术的发展需要通过广泛的国际合作引进国外的关键技术、设备及材料,更需要借助国外的经验、力量及资金,以力争取得事半功倍的效果。

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