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綠色氫是利用風能、水力發電、太陽能等可再生能源生產的。由于制氫過程中完全沒有碳排放,引起了世界和許多行業的廣泛關注。許多人提議使用綠色的氫作為汽車的能源。這是一個廣闊的未來方向,得到了廣泛的支持。我認為,如果綠色氫可以作為汽車的能源,那么它也可以作為化學工業的原材料嗎?這是一個值得探討的問題,特別是對于煤化工行業。
近年來,煤化工行業一直在走下坡路,無論是在經濟上還是在環保上,生活都是很悲哀的。煤炭轉燃料企業正在抱怨。原油等國際能源價格的下跌和國內煤炭價格的上漲,加上雙重碳目標的要求,給煤化工行業帶來了致命的打擊。很多人說煤化工走不下去了,煤化工已經走到了盡頭。這是真的嗎?我不這么想。如果綠色氫可以用作汽車燃料,為什么不能用作化學原料呢?也許綠色的氫能讓煤化工重回青春!
用綠色氫實現煤化工的生存和發展,關鍵在于徹底改變煤化工的流程。煤化工原來的路線走不通了。傳統的一氧化碳轉化制氫方法必須采用翻倒法,并引入電解氫。這是煤化工行業的共同主張,而不僅僅是單一的主張。
筆者設想煤化工行業的綠色制氫工藝為:電解水+煤氣化+配氫+凈化+合成+精煉。
許多人認為,綠色氫過于昂貴,不能用于煤化工。但不要只考慮眼前的事情。ag真人国际厅网址不能只考慮目前工業用氫的生產成本,而將其投入到綠色氫工藝中。在綠色制氫工藝中,制氫也帶來了許多積極的影響,使整個生產的投資成本顯著降低。因此,這個帳戶應該全面計算。
引進綠色氫的積極因素主要有:
第一,取消空分。空分裝置是用來分離空氣中的各種氣體成分,分別生產氧氣、氮氣、氬氣等氣體的一套工業設備。綠色氫工藝在電解過程中不僅產生氫,還產生氧。這種氧氣對于煤氣化是足夠的,因此可以取消空分裝置。這節省了大量的投資和運營成本。
二是縮小煤炭氣化規模。煤的氣化可以減少一半以上,因為不需要這么多的一氧化碳來轉化為氫氣。這節省了大量的投資和運行成本,單位產品的煤炭消耗量可降低1/3至1/2。
第三,取消了轉化過程,包括一氧化碳和水的轉化反應和一些傳熱過程。這可以節省大量的投資和運營成本。
四是凈化規模明顯縮小。合成氣中產生的二氧化碳沒有那么多,煤氣化規模縮小,硫含量降低,因此凈化規模顯著降低。預計凈化規模將減少一半以上,并節省一筆投資和運行費用。
通過將這些積極因素綜合起來,可以計算出整個過程中綠色氫的成本,從而得到綠色氫的真實成本。你不能孤立它。換句話說,整個煤化工過程中的合成氣成本不會那么高,綠色氫也不會像人們說的那么昂貴。
生產綠色氫氣增加的成本和投資包括電解電池、氫氣和氧氣儲存罐、氫氣壓縮機和氧氣壓縮機等設備。現在采用國際先進的電解技術,3.3度的電就可以制成一立方米的氫氣。除了規模化后可再生能源發電成本降低外,從全流程來看,綠色氫煤化工工藝的成本與經典煤化工工藝相差不大。國外專家估計,隨著電解技術的進步,到2030年,綠色氫的成本將降低到每公斤1.4 ~ 2.3美元,相當于每立方米0.81 ~ 1.33元。在這種情況下,在煤化工過程中使用綠色氫是有經濟意義的。
建議建設綠色氫煤化工過程中型示范工廠。如果實驗論證成功,將是徹底改變煤化工行業困境的一條途徑。
當然,目前對綠色氫煤的化學工藝還只是一個理論研究,一個單元組合的研究,而不是實驗的結果。解決這一問題的唯一途徑是建設一個10 -20萬噸規模的示范工廠,包括從原材料到產品的所有工藝和公用設備。演示內容主要是煤到合成氣段,產品為醇或油等。這個工廠雖然五臟俱全,但可以作為擴大規模的基礎。示范工廠將發揮重要作用,甚至可能決定整個煤化工行業的命運。
事實上,中國煤化工行業的成就得益于示范工廠的展示。國內最早的煤制油曾經有一個16萬噸的示范工廠。2009年該工廠的成功運行,不僅從國外引進了同樣的技術,而且使一個600萬噸的煤制油工廠得以建設,這表明了該示范工廠的重要性。
綠色氫工藝現在需要這樣一個示范工廠來證明它在經濟和技術上是可行的,然后擴大規模,建立煤化工工廠來生產各種工藝和產品。但是,僅靠研究機關和工程公司是無法完成的。示范工廠需要國家的支持。這應該是國家重大的科學發展工程,它的成敗將決定整個煤化工行業的成敗,是石油化工行業的重大事件。
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