所屬欄目:電力論文 發布日期:2011-05-26 16:47 熱度:
摘要:介紹了煤熱解多聯產技術工藝的原理;提出了煤基多聯產技術應用于發電行業,形成電力、供熱、煤氣、煤焦油、化工副產品及建材等綜合產業平臺,建立循環經濟產業鏈。其不但有利于煤炭資源的綜合、高效利用,促進節能減排,而且能提高發電企業抗風險能力和經濟效益。
關鍵詞:煤熱解;煤氣多聯產;IGCC發電
以煤炭為原料,以發電為基礎,利用煤的分級轉化技術,實施煤炭資源的分級高效利用,形成電力、供熱、煤氣、煤焦油、化工副產品、建材等綜合產業,將環保投入變為低碳產品,通過節能促進減排,建立循環經濟產業鏈,提高企業經濟效益,是多聯產工藝的定位和產業選擇。
1以煤熱解為基礎的多聯產技術介紹
1.1符合國家產業政策
自1998年以來,國家頒布了一系列政策法規,積極支持熱、電、油、煤氣多聯產技術的推廣和應用。而截止目前我國還沒有完整、定型的多聯產工藝和系統,需要研發和推廣多聯產技術;另一方面,發電行業實施和推廣多聯產,是符合國家轉變生產方式和節能減排的產業政策。
1.2煤熱解多聯產技術的特征
產品特征:原煤(油母頁巖)—→煤氣(CO、H2、CH4、CO2、H2O、NH3、H2S)+焦油(液體)+半焦(焦炭)+副產品(包括氨、萘、粗笨、單質硫、酚等)。
結構特征:工藝簡單、設備成熟、無需空分制氧、反應條件溫和、運行安全,既能以熱定電,又能以氣定電,還能滿足電網和熱網的調峰要求[3]。
2多聯產可以促進發電行業產業結構調整
多聯產工藝不同于通用的工業窯爐和常規火力發電,在上述工藝中煤炭在各種窯、爐里直接燒掉,資源利用效率低、環境污染嚴重,企業投入的環保成本得不到回收。多聯產工藝采取了對煤炭各項成分的分級利用、吃干榨盡工藝,實現了熱、電、油、氣、化工副產原料一體化生產,以較低的投入減輕了電廠環保壓力,提高了煤的經濟附加值和能源利用效率。
通過多聯產生產模式,首先要轉變對煤炭的認識。煤炭不單純是發電行業的“燃料”,而是發電行業的“原料”,煤炭資源應集約、清潔利用,應提高利用效率;第二,發電行業須調整生產方式和產業結構。第三,實施差別化和多元發展模式。電源容量相對過剩是永恒的,所以要積極引用和結合其他行業上下游技術,發展差別化和高附加值可控產品,夯實企業抗風險基礎,搭建與地方經濟持續發展的產業平臺。
3多聯產電廠可以較好地控制污染和排放
多聯產技術和工藝結構,為環保投入轉化為資源化、產品化和無害化利用奠定了基礎。
3.1多聯產電廠的鍋爐煙氣SO2控制
熱解(干餾)過程中,煤中的有機硫、黃鐵礦硫、單質硫進行分解并與煤的熱解產物發生化學反應生成硫化氫(H2S)、二硫化碳(CS2)、硫氧化碳(COS)等(其中,H2S的量約占80%),隨荒煤氣排出后回收;剩下的硫份通過循環流化床鍋爐在爐內石灰石脫硫,使鍋爐煙氣中的SO2含量控制在200mg/m3以下。
3.2多聯產電廠的鍋爐煙氣NOX控制
煤中含氮一般為1~2%,煤在熱解(干餾)過程中,轉入到煤氣中的氮含量在20~40%之間,在煤氣中氮以N2、NH3、HCN(氰化氫)的形式存在。通過多聯產工藝,在荒煤氣中回收6~9g/m3濃氨水(NH3),從而降低了NOX的排放。
3.3多聯產電廠的鍋爐煙氣CO2捕集、利用方案[9]
在CO2利用方式上,擬跟蹤MDEA脫碳聯合生產尿素工藝,利用濃氨水吸收鍋爐煙氣中CO2之后生產長效碳酸氫氨肥料工藝,以二氧化碳(CO2)和氫氣為主要原料(用氧化銅、鋅、鋁、鋯和硅作催化劑)制甲醇工藝,在收集CO2過程中回收煙氣中的顯熱和水蒸汽的凝結潛熱等工藝。具體方案和項目,需進一步研發和論證。
3.4爐灰渣綜合利用
煤制氣工序本身不產生灰渣,干餾煤的灰分隨半焦進入循環流化床爐膛。由于半焦燃燒后產生的爐渣和粉煤灰,含炭量較低(煙煤一般2%以下),是較好的水泥原料和建材制品原料,經收集后易于綜合利用。
4多聯產電廠企業經濟效益持續可觀
以上述的案例為例,對多聯產電廠的經濟效益進行分析。
多聯產項目投資估算范圍包括:提油、制氣裝置、煤氣凈化裝置、油、氣深加工裝置及電廠部分。通過投資估算、經濟評價和財務評價,效益分析結果如下:
4.1財務評價采用的產品含稅銷售價格
表5:產品產量及售價表單位:萬元
4.2財務指標計算與效益分析
(1)財務現金流量計算
現金流量(全部投資所得稅后)主要計算結果如下:財務凈現值為12019萬元,內部收益率為14.12%,投資回收期為8.05年(靜態)。
(2)損益和利潤分配計算
項目利潤總額平均值為26723萬元/年,稅后利潤平均值為20042萬元/年。
4.3不確定性分析
從敏感性分析看出,產品價格和建設投資的變化都不同程度地影響內部收益率、凈現值和投資回收期,其中項目產品價格較為敏感,其臨界點為-2.27%。在項目建設投資增加7.5%的情況下,稅后內部收益率為13.12%,高于項目的基準收益利率13%。上述分析說明,該項目主要技術經濟指標優于1000MW超超臨界機組,項目運營后盈利能力、抗風險能力、貸款償還能力較強,企業投資效益持續、可觀。
5結論
發電行業經歷了由快速發展到“過猛”、“過熱”階段,全行業面臨著能否可持續發展的挑戰,現在該回到科學、理性的發展階段。所以通過科技創新,實施煤的分級利用,建設多聯產機組,是發電行業新的產業結構及發展模式。
參考文獻
[1]王堅,中南電力設計院.火力發電廠布置技術與信息化手段的運用[J].電力建設,1000-7229(2010)04-0082-04
[2]中國國際工程咨詢公司,黑龍江省辰能東寧油頁巖加工及廢發電綜合利用項目技術方案咨詢論證報告[R].2010.5
文章標題:發電行業新的產業結構及發展模式的探討
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