什么是煤-化-電綜合生態產業鏈？

       煤-化-電綜合生態產業鏈以富氧燃燒綜合節能減排技術和煤炭分級分質高效利用技術為創新驅動，開拓性的以火力發電鍋爐為平臺，應用富氧燃燒綜合節能減排技術為火力發電鍋爐調峰、節能、減排、增效；煤炭分級分質高效利用技術產生的煤氣為富氧燃燒綜合節能減排提供輔助燃料，同時產生清潔型焦（炭）、輕烴等新能源產品；火力發電鍋爐充分消納煤炭分級分質高效利用技術的廢氣物，從而實現循環經濟、循環減排。將煤制清潔燃料行業、火力發電行業以及化工行業有機地結合在一起，突破煤炭行業、電力行業、化工行業平衡發展的格局，將資源（煤）、能源（電）、化工三大領域合并重組，創建了煤-化-電聯合生產模式，形成了“煤-化-電”三位一體的綜合生態產業鏈。

       一、技術背景

       我國能源結構表現為“富煤、貧油、少氣”，石油和天然氣進口量達消耗總量的70.9%和45.3%，其中2018年全年中國進口原油達4.02億噸，天然氣838億方/年，已對國家能源戰略安全形成威脅。因此如何更加地高效、清潔的利用煤炭資源是解決我國能源問題的當務之急。

       自國家“十二五”規劃以來，相繼出臺了《煤炭高效利用行動計劃》、《煤炭深加工發展十三五規劃》、《能源技術革命創新行動計劃（2016-2030年）》、《中國“十四五”電力發展規劃研究》等相關政策文件——在大力防治污染，實現火力發電近零排放、實現火力發電靈活性運行的同時，明確提出加強煤炭清潔生產和利用，鼓勵“煤－化－電”一體化發展，加強各系統耦合集成的政策要求。

       2019年習近平總書記主持召開中央全面深化改革委員會第八次會議，圍繞能源改革發展，提出 “四個革命、一個合作” 新思想戰略，即推動能源消費革命、能源供給革命、能源技術革命、能源體制革命，加強國際合作，開辟了中國特色能源發展理論的新境界，為做好新時代能源工作指明了努力方向。

       二、技術路線 

       煤-化-電綜合生態產業鏈是以燃煤火電為平臺，富氧燃燒綜合節能減排技術為基礎和紐帶，以煤炭分級分質高效利用技術為支撐的綜合生態產業鏈，將煤制清潔新能源板塊、火力發電板塊以及石油化工板塊有機地結合在一起。

       第一，火力發電板塊中的燃煤火力發電鍋爐需應用富氧燃燒綜合節能減排技術進行調峰（消納可再生能源）、減排（降低氮氧化物）、節能（降低發電標煤耗）、增效（提高鍋爐爐效），在此過程中富氧燃燒綜合節能減排技術需要輔助燃料。

       第二，煤制清潔新能源板塊中的煤炭分級分質高效利用系統為富氧燃燒綜合調峰節能減排提供輔助燃料——煤氣，在此過程中可同時產生清潔型焦（炭）、低溫焦油等產品；富裕煤氣可通過物理吸附方式生產天然氣。

       第三，低溫焦油出售給煉油企業煉制成汽油/柴油；生產的天然氣出售給天然氣銷售企業銷售，形成石油化工板塊。石油化工板塊可獨立于煤-化-電綜合生態產業鏈之外，由市場專業行業實施。

       第四，在富氧燃燒綜合節能減排技術的作用下，上述過程中所產生的廢氣物等充分消納在火力發電鍋爐中，同時火力發電板塊可為各板塊提供電力和蒸汽，實現循環經濟、循環減排。

       煤-化-電綜合生態產業鏈突破了煤炭、電力、化工平衡發展的格局，將資源（煤）、能源（電）、化工三大領域合并重組，創建了煤-化-電聯合生產模式，形成了“煤-化-電”三位一體的綜合生態產業鏈。

       煤-化-電綜合生態產業鏈充分利用了我國“富煤”的能源特點，將煤炭資源高效制取各類新型清潔能源材料，優化我國能源結構，社會及經濟效益巨大，比如深加工產生柴油、汽油等戰略能源，可減少我國油類能源進口量，增加我國油類能源戰略儲備。

       三、煤炭分級分質高效利用技術

       （1）技術機理

       煤炭分級分質高效利用技術是將復合熔接劑主動嵌入普通煤種的物質結構中，使普通煤種具有粘結性、結焦性，從而將普通煤改質為可中低溫、短時間進行分級分質利用的成型原材料，成型原材料先進行炭水分離后，再通過熱輻射、動態無氧干餾的方式進行油、氣、炭分離，生產的型焦（炭）與自身產生的干餾煤氣通過上下對流運動式干法熄焦（炭）。

       本技術原料適應性廣泛，可適應不同品質的煤質以及不同形狀的煤種，如利用塊煤可生產蘭炭；低品質粉煤加普通粘合劑生產型炭，替代散煤或作為炭制品原料；高品質粉煤加專屬粘合劑和專屬瀝青生產型焦。各個產品的生產工序所需的工藝設備和輔助材料有所不同，對應可多樣化生產煤制品，如型焦、型炭、蘭炭，體現了本技術顯著的經濟性。

       本技術是中低溫、短時間、高效地進行煤炭分級分質應用，將成型原材料的炭水分離和油氣炭分離獨立進行，同時采用干法熄焦（炭）方式，體現了本技術中煤炭分級分質過程的清潔環保性。

煤炭分級分質高效利用技術工藝流程

       （2）工藝流程

       本技術的工藝設備主要包括原料改質裝置、熱壓成型裝置、炭水分離干燥裝置、立式外燃內熱一體化干餾爐、成化裝置以及相關輔助裝置。具體的工藝流程如下：

       A.將粉狀普煤按比例配入復合熔接劑，經原料改質裝置、熱壓成型裝置后形成型煤；

       B.再將型煤通過炭水分離干燥裝置，將型煤水分降低至4%以下，烘干水分后的型煤進入立式外燃內熱一體化干餾爐分級分質生產油/氣/炭；

       C.型煤在立式外燃內熱一體化干餾爐內無氧干餾為型焦（型炭、蘭炭）后，向下蠕動進入干法冷卻段，干法冷卻在隔絕空氣的前提下利用循環冷煤氣進行冷卻，實現冷卻過程無有害廢水產生；

       D.冷卻后的型焦經出料口排出爐體，經皮帶送至堆場、外售；

       E.在分級分質過程中產生的荒煤氣利用成化裝置中的焦油船循環水噴灑洗滌，實現煤氣、焦油液分離；

       F.分離出的煤氣：一部分干餾煤氣送回干餾爐自用，一部分不消耗循環進行干法熄焦，一部分干餾煤氣外送使用；

       G.分離下來的低溫煤焦油外送使用。

       （3）主要設備特點

       A.立式外燃內熱一體化干餾爐

       應用熱輻射、動態無氧干餾方式，徹底改變傳統煉焦方式，到達非焦煤煉焦的目的，使其具有顯著的特點：

       a.型煤通過立式外燃內熱一體化干餾爐，實現在中低溫下無氧熱解均勻，并轉化為清潔型炭（或根據不同的原料生產型炭、蘭炭）；

       b.立式外燃內熱一體化干餾爐為立式爐結構，集預熱段、干餾段、干法熄焦段、出料段為一體，型煤從上到下動態經過預熱、干餾、干法熄焦冷卻，實現全新動態結焦，實現連續動態生產；

       c.立式外燃內熱一體化干餾爐所需干餾熱源來自于自產的煤氣燃燒，熱源輻射方式為由內向外和由外向內均衡熱輻射方式；

       d.立式外燃內熱一體化干餾爐所需干法熄焦的煤氣采用自產冷煤氣干法熄焦，無廢水產生，熄清潔型炭的煤氣通過降溫后循環使用。

       （2）原料改質裝置

        在原料改質裝置中，將粉狀普煤和復合熔接劑混合，通過調配混合溫度、混合時間，使復合熔接劑主動嵌入普通煤種的物質結構中，使普通煤種具有粘結性、結焦性。

       （3）熱壓成型裝置

       在熱壓成型裝置中，通過水蒸汽激發改質后的原料內水析出，并瞬間收縮，使改質后的原料熱壓成型，成型后的型煤含水量極少、強度高，同時可根據市場需求，通過熱壓成型裝置定制型焦大小、定制型焦性能指標。

       （4）炭水分離干燥裝置

       成型后的型煤在炭水分離干燥裝置內，通過微懸浮式、往返法對型煤進行炭水分離干燥，控制分級分質過程中無多余廢水生產。

       （5）成化裝置

       在成化裝置中采用循環水冼滌，將焦油從煤氣中分離出來，使油成化裝置達到水平衡，無廢水外排。

       四、與傳統工藝的對比

       煤-化-電綜合生態產業鏈與傳統煤化工行業的工藝對比

       五、技術優勢

       煤-化-電綜合生態產業鏈充分利用了我國“富煤”的能源特點，將煤炭資源高效制取各類新型清潔能源材料，優化我國能源結構。根據《中國散煤治理調研報告》顯示，我國每年散煤消費量約為7.5億噸，若在全國建設約100個原煤轉化量為500萬噸的煤-化-電綜合生態產業鏈平臺，每年可制取約4.87億噸猶如天然氣一樣清潔燃燒的清潔型炭代替散煤，大幅度降低大氣污染物的排放，從而帶動了煤制清潔燃料產業健康而快速的發展。

       煤-化-電綜合生態產業鏈在制取新型能源清潔型焦（炭）的同時，可將副產物低溫焦油進一步深加工產生柴油、汽油等戰略能源，按制取約4.87億噸/年清潔型焦（炭）同比計算，可制取柴油約3500萬噸/年，汽油約470萬噸/年，天然氣約400億方/年，減少我國油類能源進口量，增加我國油類能源戰略儲備。

       在整個煤-化-電綜合生態產業鏈中，各行業間優勢互補、互相支撐、互相依托，還可制取低能耗、低成本的氫氣、甲醇、液氧、液氮、液氬等產品。其中氫能的制取蘊育著廣闊的前景，如氫汽車、氫燃料電池等。從而推動和發展了能與國際價格競爭的低能耗、低成本煤制氫氣等清潔能源產業，取得了化解煤炭過剩產能、促進煤炭行業轉型和煤化工產業升級的多重效果。

       煤-化-電綜合生態產業鏈各行業間通過物流、能流的方式實現廢物、能量和信息的互換，通過富氧燃燒綜合節能減排的高效環保處理，確保整體產業鏈達到國家近零排放標準，并且通過風火電力互換使綜合生態產業鏈最大限度的使用可再生綠色電力，從而減少CO2排放，實現產業生態化；另外煤-化-電綜合生態產業鏈建成后將產生大量富氫干餾煤氣，以年處理原料40萬噸級產業鏈為例，若將該煤氣全部用于電廠燃燒，全年可減少CO2排放6.16萬噸，另外通過煤氣富氧燃燒深度調峰可減少CO2排放43.8萬噸；確保燃煤發電鍋爐消納煤-化-電綜合生態產業鏈廢氣物后任可大幅度減少CO2排放。

       煤-化-電綜合生態產業鏈每年可產生巨大的經濟效益，單就應用約4.87億噸/年新型能源清潔型焦（炭）代替散煤可產生直接經濟純收益近2700億元，柴油、汽油經濟純收益近2500億元，在振興全國火力發電行業經濟的同時，可有效地提高當地人均GDP值，帶動當地人口就業及經濟的全面發展，實現生態產業化。

       綜上，煤-化-電綜合生態產業鏈搭建了煤-化-電能源互聯網，構建了高效、清潔、低碳“三位一體”體系，形成了煤、化、電一體化的新興產業，加大了我國能源產業的發展，推動了我國能源產業的技術升級。

       同時，煤-化-電綜合生態產業鏈通過技術耦合創新將各產業融為一體，滿足國家節能、低碳、環保的發展模式，將產業外部間的能源消費轉變為產業內部階梯式上下游消費，將單一的能源供給側轉變為多元化的能源供給側。若在煤炭資源豐富的地區（如山西?。嵤┟?化-電綜合生態產業鏈，可使其由資源輸出大省轉變為新型能源輸出大??；若在全國加大該綜合生態產業鏈的建設，可保障我國在相應能源領域的能源戰略安全。 

       六、工程應用

       內蒙古準大發電公司2×300MW機組燃煤火電富氧燃燒綜合節能減排耦合煤炭分級分質高效利用EMC項目：

       七、產品介紹

       以內蒙古準大發電公司2×300MW機組燃煤火電富氧燃燒綜合節能減排耦合煤炭分級分質高效利用EMC項目為例，其產品如下：

       （1）清潔型焦（炭）產品展示： 

        A.清潔型焦（炭）是利用非焦煤為原料干餾而成，各項指標均優于冶金焦，其檢測報告如下：

       B.清潔型焦（炭）后內部結構：

       清潔型焦（炭）內部結構密實且通透性好，呈現銀白色，其結焦效果顯著。

       C.清潔型焦（炭）產品燃燒測試

        a.型焦通透性好，易燃燒；

       b.型焦燃燒火焰旺盛，火苗高度可達1750px以上；

       c.爐膛中心溫度1200℃以上，型焦燃燒表面溫度900℃以上；

       d.熱穩定性好，燃燒過程不塌爐，具有骨架支撐作用；

       e.熱強度好，完全燃燒反應中的新型焦炭2米高落下不散不碎，從爐中取出放入水中急冷后不散不碎，并可承受80公斤以上壓力

       f.熬火性好，可維持高溫燃燒2小時以上。

       g.燃燒反應徹底，灰渣無型焦殘留。

       （2）低溫煤焦油產品展示：

       低溫煤焦油具有無塵、可利用性高的特點，其檢測報告如下：

       （3）干餾煤氣

       干餾煤氣熱值高，富含氫氣與甲烷，可直接吸附分離提取，其檢測報告如下：

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