煤氣化制氫技術范文

導語：如何才能寫好一篇煤氣化制氫技術，這就需要搜集整理更多的資料和文獻，歡迎閱讀由公務員之家整理的十篇范文，供你借鑒。

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【關鍵詞】煤制氫 工藝技術 發展展望

一、引言

隨著科學技術的迅速發展，煉廠對氫氣工業的穩定性要求越來越嚴格，煉廠建設煤制氫裝置時，首先應確保裝置的穩定性，確保原料性質和數量的穩定供應，同時選擇成熟可靠的氣化技術。目前，制氫技術包括煉廠廢氫回收；烴類蒸汽轉化制氫；以及非催化部分氧化制氫。其中，烴類蒸汽轉化制氫工藝的優點是技術成熟，原料清潔環保，設備可靠，投資不高，裝置可實現長周期運行。而相對的缺點是煉油廠烴類氣體量受限制，天然氣價格昂貴，氫氣成本高。因此，煤制取氫氣其最大的優點就是技術日臻成熟，原料成本低，裝置規模大。但是由于現代技術的局限性，煤制氫還有以下缺點：其設備結構復雜、運轉周期相對短、投資高、配套裝置多。因此，隨著我國能源的越來越匱乏以及生態環境的破壞，針對煤制氫工藝技術需要我們對此做深一步的研究和發展展望。

二、發展煤制氫工藝技術的重要性

煤制氫工藝主要包括兩種發展技術，一是煤氣化技術，其二是煤焦化技術，其中煤氣化技術是發展最久、使用最廣的一種制氫技術，迄今為止，已有100年多的發展歷史，煤制氫是煤炭凈化轉化的最關鍵核心技術。在我國大約有6000萬噸的煤炭應用于煤氣化中，既解決了我國煤炭的環境污染，又為我國氫能的來源發展新的方向。由于在我國化石能源的隨意開采，已經造成嚴重威脅著人類的身體健康以及生態環境的破壞，因此，在我國走可持續發展的道路的同時，必須尋找新的、安全、可靠、清潔的可持續發展能源，而氫能不僅是所有能源的根本，也滿足于我國對環境、資源和可持續發展要求。由于我國是一個石油短缺的國家，煤制氫勢必成為我國煉廠制氫的重要發展方向。

三、現代技術對煤制氫工藝技術的發展

在工業聚烯烴生產中，氫氣通常用來作為聚合物相對質量的調節劑。此外，據研究表明，氫氣還能使催化劑的活性改變，對于不同的反應體系，氫氣的加入可以使聚合速度降低或者提高。氫氣的來源主要有電解水制氫，水煤氣法制氫，由石油熱裂的合成氣和天然氣制氫，電解食鹽水副產氫，釀造工業副產等。常規的煤制氫的技術路線基本分三步，首先是以無煙煤或焦炭為原料制成水煤氣（C+H2OCO+H2），其次CO的轉化反應，將CO轉化成二氧化碳（CO+H2OCO2+H2），最后是氫氣的提純，將含氫量在80%以上的氣體，壓入水中溶去CO2，再通過含氨乙酸亞銅的溶液除去殘存的CO而得較純的氫氣。

在我國，廣東茂名石化油品質量升級改造工程的配套項目20萬標立方米/小時煤制氫成功生產出合格氫氣，標志著這套目前國內單產能力最大的煤制氫裝置投產成功。至此，茂名石化油品質量升級改造工程全面建成投用。這套煤制氫裝置主要包括水煤漿氣化裝置、合成氣凈化裝置以及配套設施。以煤、純氧以及煉廠副產的高硫石油焦為主要原料，每小時可生產出20萬標立方米、其純度達到97.5%以上和4.8兆帕的工業氫氣。這套裝置廣泛使用新技術、新設備、新材料、新工法，裝置設備材料國產化率達到99%。該裝置主要由水煤漿氣化裝置、凈化裝置、空分裝置、鍋爐及發電、儲運系統等組成，其中，主要是水煤漿氣化和合成氣凈化兩套工藝裝置。該裝置投用后，既可滿足茂名石化汽柴油質量從國4升級至國5的用氫需求，又可緩解煉油擴能后氫氣資源不足的壓力，對于我國優化資源、調整結構、綠色生產、節能降耗具有非常重要的戰略意義。

四、煤制氫將成為我國煉廠制氫的重要發展方向

由于我國外購天然氣制氫的煉廠，天然氣價格一般超過3元/立方米，而我國沿海地區使用進口LNG的煉廠，天然氣成本高達4元/立方米左右，在此條件下，煉廠以大規模煤氣化裝置制氫顯然更具有實惠和經濟性。因此，通過煉廠制氫具有以下四大優勢：①生產成本低。以9萬Nm3/h制氫規模為例，水煤漿氣化和天然氣制氫裝置投資分別為12.4億元和6億元。雖然煤制氫投資高很多，但在氫氣價格（成本+10%投資回報）為1.5萬元/噸（1.36元/m3）時，對應的煤和天然氣成本分別為805元/噸和2.58元/m3，而且還沒計算煤制氫副產大量蒸汽的價值。②煤氣化裝置副產的大量蒸汽，可節省煉廠燃料油。煤氣化在生產過程中產出的大量蒸汽，節省出來的燃料油可作為焦化裝置原料增產成品油。③廉價的煤制氫可替代干氣制氫。節約的干氣可用于提取乙烯等化工原料，增加經濟效益。④水煤漿氣化制氫原料靈活，可接受石油焦和煤在相當寬的比例范圍內混合進料。在煤價高而石油焦價格低的時候，解決石油焦銷路問題；而煤價低，石油焦市場價格高的情況下，可全部氣化煤，以實現效益最大化。綜上所述，煤制氫在煉廠正在取得越來越廣泛的應用并逐漸的走入商業化應用階段。

五、總結

目前為止，我國依然是一個發展中國家，發展低碳潔凈能源是保證我國經濟可持續發展的必然選擇。隨著科技技術的不斷發展，煤制氫工藝技術在我國有著很大的發展前景，同時已在我國各大企業中應用成功。與傳統制氫工藝相比，煤制氫工藝技術條件更顯成熟，經濟成本較為優勢，煤制氫的后期發展前景將會邁出新的一個臺階。

參考文獻：

[1]謝繼東，李文華，陳亞飛.煤制氫技術的初步方案及性能分析[J].潔凈煤技術，2011.

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【摘要】 目的用正交法優選木耳粗多糖的提取工藝及其對血清超氧化物歧化酶（SOD）及肝臟體外脂質過氧化的影響。方法選取料水比、溫度、提取次數以及提取時間為考察因素，采用正交法L9（34）為方案，確定木耳粗多糖提取的最佳工藝。按15 mg·kg-1·d-1(為人類攝取木耳中木耳多糖的10倍)給Wistar大鼠灌胃，血清中SOD活性和肝臟中的丙二醛（MDA）含量分別采用鄰苯三酚自氧化和TBA法測定。結果木耳多糖的最佳提取條件是：料水比為1∶45，提取溫度為80℃，水提時間1 h，提取次數3次，得率4.37%；灌胃大鼠較空白組肝臟的MDA含量明顯下降（P

【關鍵詞】 木耳多糖； 正交法； 超氧化物歧化酶； 丙二醛

木耳Auricularia auricula （L.） Underw，別名黑木耳、光木耳。真菌學分類屬擔子菌綱，木耳目，木耳科，是藥食兩用的物品。分布廣泛，人工培育產量高，具有良好的深加工前景。木耳子實體富含多糖膠體，有良好的清滑作用，是礦山工人、紡織工人的重要保健食品。木耳多糖具有多種生物活性，對細胞免疫和體液免疫功能具有良好的促進作用；具有降低血脂、膽固醇、血液黏度，抗血栓形成作用；具有降低血糖、抗糖尿病的功能；同時還能促進核酸、蛋白質的生物合成和防治多種老年性疾病［1］。

為了提高木耳多糖提取的科學性和產率，采用正交實驗優選其提取工藝的最佳條件，并研究其對血清SOD及肝臟脂質過氧化的影響。

1 儀器與材料

電子天平；HH-601超級恒溫水浴；GYS-2不銹鋼電熱恒溫水浴箱；HZQ-C空氣浴震蕩器；GZX-DH-50X55-S電熱恒溫干燥箱；雙蒸水器；T6 新世紀紫外分光光度計；721可見分光光度計；pH計；粉碎機等；所有試劑均為分析純。

木耳購自本市超市，產地吉林蛟河。

Wistar大鼠，雌性，體質量(200±20)g，購自吉林大學基礎醫學院，許可證號：SCXK-（吉）2003-001。

2 方法與結果

2.1 因素及水平考察根據前期摸索實驗得知木耳的粒度決定料水比例，粒度越小，黏度越低。將木耳磨成粉狀，在粒度固定的情況下，采取相同的浸泡時間，影響提取的主要因素有料水比、溫度、提取次數以及提取時間。每個因素選擇3水平，進行正交實驗設計L9（34）［2］，考察上述4個因素對木耳多糖提取效率的影響，實驗因素水平如表1所示。表1 變量因素及相應水平（略）

2.2 提取方法取木耳子實體10 g，按L9（34）正交表設計方案進行實驗，蒸餾水煎煮，合并煎液，過濾，濾液濃縮至50 ml，sevag法脫蛋白3次，根據木耳粗多糖的分子量選擇10 000～12 000的透析袋，蒸餾水透析3 d，濃縮后，用2倍于濃縮液的無水乙醇進行醇沉，根據乙醇的揮發溫度在80℃水浴下揮干，得灰白色片狀物。蒽酮法測定多糖含量。正交結果見表2。

結合對正交實驗數據的分析可得出提取工藝為A2B2C1D3，即料水比為1∶45，水提溫度為80℃，水提時間為1 h，水提次數為3次。根據極差值可知，各因素對提取率影響的大小依次為水提次數、水提時間、料水比和水提溫度。表2 正交實驗產率及SPSS13.0得到的預測產率（略）

2.3 木耳粗多糖中糖含量的測定

2.3.1 對照品溶液的制備稱取105℃干燥至恒重的葡萄糖0.102 0 g，置于100 ml容量瓶中，分別吸取0.2，0.4，0.6，0.8，1.0，1.2，1.4，1.6 ml定容至10 ml，即得不同濃度的標準液。

2.3.2 樣品溶液的制備分別精密稱取不同條件下提取的木耳粗多糖10 mg，置于100 ml的容量瓶中，80℃恒溫水浴溶解，定容，即得樣品。

2.3.3 繪制標準曲線分別取不同濃度標準液2 ml，加入2%的蒽酮-硫酸試劑（內含1%硫脲，下同）5 ml，沸水浴中加熱10 min，取出后流水冷卻，在620 nm波長下比色，得回歸方程：Y=6.880 4X+0.001， R2 =0.991 4 ， 濃度與A值所做標準曲線如圖1。

2.3.4 樣品中糖的含量的測定精確稱取不同條件下木耳粗多糖1 ml+1 ml H2O，加入2%的蒽酮-硫酸試劑5 ml，沸水浴中加熱10min，取出后流水冷卻，在620 nm波長下比色（見表3）。木耳粗多糖中平均總含糖量為50.1%。表3 木耳多糖含量（略）

2.4 木耳多糖對血清SOD及肝臟體外脂質過氧化的影響Wistar大鼠10只，購回后在紫外消毒、溫度23℃的室內自由喂清潔級大鼠專用飼料和水進行1周的適應性飼養后，隨機分空白組和藥物組，藥物組每天給予1.5 ml濃度為1%的木耳多糖溶液（按15 mg/kg體重，為人類攝取木耳中木耳多糖的10倍），5 d后烏拉坦麻醉，腹主動脈取血并取肝臟。

2.4.1 對血清SOD的影響血清SOD的制備及SOD測定液的配制［3］，取0.4 ml血清，加入0.4 ml乙醇-氯仿混合液（兩者體積比為5∶3），振蕩2 min，4 000 r/min離心5 min以除去蛋白質，上清液為SOD抽提液。試劑及反應條件：取3支試管，分別為對照管、樣品管1和2（正常和藥物實驗動物血清）。反應條件如下：樣品管分別取SOD 抽取液100 μl，加入4.8 ml的pH 8.2Tris-HCl緩沖液（含0.1 mmol/EDTA），對照管加入4.9 ml的pH8.2Tris-HCl緩沖液（含0.1 mmol/EDTA），混勻，在25℃恒溫水浴中保存10 min后各加入6 mmol/L鄰苯三酚100 μl，鄰苯三酚加入后，搖勻，5 min內測定對照管和樣品管的吸光率A對照和A樣品，測定波長為320 nm，利用鄰苯三酚法測定SOD抽取液的A值并計算抑制率。抑制率越高，SOD活性越高，否則相反。實驗結果的值進行t檢驗。結果見表4。

抑制率I（%）=（A對照-A樣品）/A對照×100%

實驗結果的值進行t-檢驗。結果見表4。表4 木耳多糖對鄰苯三酚自氧化的影響（略）

藥物空白組與正常組比較，P=0.013

2.4.2 對肝臟體外脂質過氧化的影響［4］試劑及反應條件：分別為對照、樣品管1和2（正常和藥物實驗動物血清）。樣品管分別取測定MDA的肝勻漿1.0 ml于試管中，再加入蒸餾水1 ml，對照組取蒸餾水2 ml代替，混勻后于37℃空氣恒溫浴震蕩器中振蕩1.5 h，取出后加入10%的三氯醋酸2.0 ml，0.67%TBA 1.0 ml，混勻后在沸水浴中反應15 min，取出后流水冷卻，以3 000 r/min離心15 min，其上清液在532 nm波長處比色，測定A值，計算對MDA的抑制率，此間接反應實驗條件對肝臟MDA的影響。實驗結果的值進行t-檢驗。結果見表5。　表5 木耳多糖對體外肝臟脂質過氧化的作用（略）

抑制率I（%）=（A對照-A樣品）/A對照×100%

3 討論

本實驗的提取劑采用蒸餾水，盡管木耳粗多糖得率低于酸堿及各種酶參與的提取，但環保且提取的木耳多糖沒有有害物質的殘留，而且含糖量比較高，適合應用于保健及治療過程。

通過正交實驗對木耳多糖的提取工藝條件進行優化，在料水比為1∶45、水提溫度為80℃，水提時間為1 h，水提次數為3次的條件下比批量生產木耳多糖的產率高出3～5倍。根據極差值看出，提取溫度對得率影響最小，可以降低溫度，節省資源。

對Wistar大鼠灌胃結果表明：木耳多糖不僅可以顯著提高血清SOD的活性（P

參考文獻

［1］季宇彬.中藥多糖的化學與藥理［M］.北京：人民衛生出版社，2005：382.

［2］余松林.醫學統計學［M］.北京：人民衛生出版社，2002.

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摘 要：我國能源資源有兩個特點，一是油氣資源匱乏，煤炭相對豐富，二是人均占有量不足。面對日趨復雜的國際政治、經濟形勢，我國的能源戰略需求必須符合國情，為此國家確定的能源戰略是“節能優先，立足國內，煤為基礎，多元發展”。可以預見，在未來幾十年內，煤炭在能源結構中仍將占主導地位，它是我國戰略上最安全和最可靠的能源資源。通過發展大規模煤氣化技術，清潔高效地利用煤炭資源對保障國家能源戰略安全具有重要意義。大規模高效清潔煤氣化是支撐相關產業發展的核心技術。大規模高效煤氣化技術是發展煤基化學品生產、煤基液體燃料（合成油品、甲醇、二甲醚等）、合成天然氣（SNG）、IGCC發電、制氫、燃料電池、直接還原煉鐵及多聯產系統等過程工業的基礎，是這些行業的公共技術、關鍵技術和龍頭技術。氣流床氣化技術是潔凈煤技術的主要發展方向，其中原料適應更廣泛、操作更靈活的冷壁式氣化爐開發迫切需要研究高溫、還原性氣氛下熔渣形成機理、流變特性及傳熱規律。氣化反應生成的熔渣大部分沉積在氣化爐內壁上形成一流動渣層，沿壁面流出氣化室。固態熔渣和流動態熔渣從礦物組成、內部結構等方面存在極大差別，對燃燒過程固態熔渣特性已有廣泛研究，而對氣化過程還原性氣氛下熔渣特性研究幾乎處于空白。研究流動態下熔渣形成機理、沉積規律、熔渣分布和傳熱引起的相變過程，對掌握氣流床氣化爐特別是冷壁式氣化爐工程放大依據、確保氣化爐安全長周期運行有重要意義。該課題總體目標是研究高溫、高壓和還原性氣氛下熔渣的形成機理、流動特性與傳熱過程規律，為冷壁式氣化爐的設計和優化提供理論依據，擬研究的關鍵問題包括：研究水冷壁表面熔渣流動行為和相變規律，建立傳熱模型；高溫還原氣氛下灰渣的化學組成和礦物組成的變化規律；探索灰渣礦物質組成與其流變特性和熔融特性之間的對應關系等；研究多原料共氣化灰渣的化學組成和礦物組成，探索含釩、鎳等金屬氧化物灰渣的熔融特性和粘度變化規律，以確定合理的共氣化混合比例和反應溫度；研究不同煤種混合氣化時，煤灰組成對熔渣特性的影響機理，建立混煤灰熔點預測模型，確定合理的煤混配比例。通過本課題掌握氣流床氣化爐水冷壁襯里表面的熔渣沉積、流動、相變和傳熱規律以及掌握熔渣粘溫特性和熔融特性等理化性質等，為已開車運行氣流床氣化裝置的長周期穩定高效運行條件優化提供理論指導，也為開發和優化自主知識產權的氣流床氣化技術提供了堅實的理論基礎。

關鍵詞：氣流床氣化 熔渣 水冷壁

Abstract：There are two characteristics for China's energy resources. Firstly the oil and gas resource are scarce but the coal is rich， secondly the per capita resource is insufficient. So coal which is the safest and most reliable energy resources in China will still occupy the dominant position in the energy structure in the next few years. It is great significance that the development of large-scale coal gasification technology is to achieve the clean and efficient use of coal and national energy security. The large-scale and high efficiency clean coal gasification is the key technology to support the development of related industries including chemical products， liquid fuel （synthetic oil， methanol， dimethyl ether et al）， the synthetic natural gas （SNG）， IGCC power generation， hydrogen， fuel cells， direct reduction iron making and polygeneration system et al. The entrained flow gasification technology is the main direction of clean coal technology. The study on slag formation mechanism， slag rheological properties and membranes wall heat transfer law under the high temperature， high pressure and reducing atmosphere is a basis for developing the membranes wall lining coal gasification technology. Above research would provide the theory evidences on design and operating of gasifier. It is the main purpose of this subject that understanding the law of slag formation mechanism and membranes wall heat transfer process at high temperature， high pressure and reducing atmosphere. There are several facts in this field， the slag flow behavior and phase transformation is firstly studied， secondly the heat transfer model is established， the third is the transformation of slag chemical composition and mineral under high-temperature reducing atmosphere. Above study， such as the law of the slag deposition and flow， phase transformation， slag viscosity temperature characteristics and heat transfer， is to provide theoretical guidance for the long period stable operation of gaifier and development of independent intellectual property rights membranes wall lining gasifier.

Key Words：Entrained flow gasification；Slag；Membrane wall

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煤炭液化是指將原料煤轉變成和原油差不多的有機液體。煤炭液化后，能夠成為主要的化工原料和生產原動力燃料，也可以制作成為化工產品，社會經濟作用頗大。煤炭液化主要有三種方式，即煤的加氫液化、煤的間接液化以及煤制醇醚燃料。

煤的加氫液化煤的加氫液化，是直接液化煤的方式。在高溫高壓的環境中，煤和氫發生反應，使煤降解并加氫，將煤轉變成為液體油。煤的加氫液化，我國神華集團有著高效的轉化技術，在轉化過程中實現了零排放。而且比用煤進行發電，煤變油的熱利用率更高。高品質的煤變油甚至可以應用于汽車燃料。

煤的間接液化煤的間接液化，是先將煤氣變成合成氣，合成氣內添加上催化劑，便可以形成液體燃料。通過實驗發現，間接液化的煤變油可以作為調和油，把普通的柴油轉變成為優質的柴油。煤的間接液化，有很好的催化劑性能、高效的碳轉化率以及能源利用率。

煤制醇醚燃料醇醚燃料的制成是，先將煤氣化，轉變成為合成氣。再將合成氣進行液化，合成為甲醇。對甲醇進行脫水，得到了二甲醚。這也是煤炭液化的又一個途徑。甲醇燃料有很多的優點。制成甲醇不需要高效的煤料，閑棄的高硫煤或者煉焦的焦爐氣便可以制作甲醇和二甲醚。甲醇作為汽車的代替性燃料，不但燃燒充分，而且含氧量高，能夠有效的降低有害氣體排放率。能夠達到國際排放的標準，也算的上是清潔能源。而且甲醇汽油能夠將系統內的積炭進行清除，提高動力，降低零部件范圍的熱負荷，延長部件使用壽命。而甲醇汽油倘若使用比例低，則需要改裝發動機和汽車，高比例的則不需要改造，而且容易發動和使用。甲醇汽油比基本的石油性汽油性價比要高。二甲醚燃燒無黑煙，有著極強的壓縮性和較多的十六烷值，因此被稱為柴油發動機最理想的替代燃料。除此之外，煤炭制造合成氣時，改動工藝可以制作成為氫氣，氫氣燃料是最可觀的工業燃料，沒有任何的污染，只會產生水。制氫技術歲已成熟，但有著較高的制作成本，而且氫能源的存儲和運輸都要處于高壓的環境中，因此只有出現制氫新技術，氫氣運輸呈現網絡供應格局時，才能大規模的進行應用。

潔凈煤發電技術

超臨界發電機組將燃煤鍋爐的蒸汽機組發電效率進行提高，最直接的辦法便是提高蒸汽參數。倘若蒸汽的溫度是恒定的，那么蒸汽的壓力在亞臨界上提升到超臨界上，機組會增長1.5%的效率。而如果再從超臨界上轉變為超超臨界，那么機組又會增長1.5%的效率。無論是超臨界還是之后的超超臨界，發電機組都會有著環保和節能的作用。發電機組達到超臨界，會增大發電熱效率，降低煤耗量，減少煙氣排放。故此，超臨界的發電機組，因為其獨有的經濟性和技術繼承性，被國際電力工業界廣泛的采用，屬于有著可行技術、強大競爭力的潔凈煤發電技術。

IGCC發電技術潔凈煤發電技術的另一種方法就是IGCC發電技術，IGCC的全稱為整體煤氣化聯合循環發電系統。聯合循環，是指將蒸汽輪機的循環和燃氣輪機的循環組合成為整體的熱力循環系統。IGCC能夠結合煤氣凈化技術和聯合循環發電技術，從而形成先進的動力系統。它有著很好的清潔性能，它先是潔凈轉化煤，降低粉塵率，脫掉其中的硫和氮。除此之外，因為有較少的燃料消耗量，可以得到比較純凈的二氧化碳，減少空氣污染。IGCC發電技術具有高效率，而且耗水量低，能夠在緊缺水源區使用，特別適用于煤礦地區的坑口電站。

整治煤炭機械的噪音污染

煤炭機械的噪音污染，多是齒輪泵發出的噪音大。而煤炭機械產生噪音的原因，是因為齒輪嚙合傳動，形成了周期性的脈動。倘若出油口外受到了阻抗，那么就會出現壓力的波動，形成脈動噪聲。齒輪嚙合時，排油腔和吸油腔會發生瞬間液壓沖擊，變成了沖擊的噪聲。而齒輪受到了巨大的壓力，出現很快的轉速，也會增加噪音。整治煤炭機械內的噪音污染，主要是應用雙壓力角和雙模數的齒輪，并增加出油區和進油區的體積，這樣便能夠增強排油和吸油能力，減少壓力波動，減少了噪音。這樣的做法，還減少了齒輪泵所用的材料資源。雙排齒輪法，能夠加大齒輪嚙合次數，減小流量脈動，降低了噪音的產生。

結束語：

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關鍵詞：低變質粉煤　熱解過程　研究　分析

經過對煤熱解反應的分析，并且源于分布活化能模型DAEM，創建了集總反應動力學模型，用于表現煤炭熱解過程，明確了可以估測熱解產物分布、構成、熱解終溫和升溫速率關系的動力學公式。研究證明，由于熱解溫度不斷提高，不同揮發產物析出率也就越靠近最大生產率，所以升溫對提升半焦脫硫、脫氮率非常有效。

一、煤熱解技術

煤熱解是一項由許多平行、不斷反應構成的繁瑣熱加工過程，常壓下生產，不需加壓，不需氧氣，便可做出煤氣、油和半焦，形成了煤的部分氣化和液化。經過干餾加工，不僅可以將煤質污染降低，加大低變質煤的適用范圍，并且所得的優質低溫煤焦油可以加快加工成燃料油和高含量化學品，煤氣用在城市煤氣、發電、制氫當中，半焦可使用在碳素材料、型焦、高爐噴吹料、燃燒發電或煤提質方面，不但可以單獨工藝，還可以聯合工藝，提高整體的轉換效率。低溫干餾比煤氣化和液化的工藝流程相對建議、投資較少、成本較低，并且對于水的依賴程度也相對較低，屬于一項節水的新型煤化工技術。

二、低變質粉煤熱解原理

熱解是一切煤轉化過程里的必經之路，并且對后期轉化具有相當大的作用，因此，正確的講述熱解過程對于煤的高效率轉換利用及污染控制具有很大意義。當前，因為煤構造的繁瑣性及研制技術的限制性，造成對熱解過程的詳細研究，經常以熱解實驗為基本，經過整體分析熱解氣態、液態、固態三種產物的構成特征和變化形式的方法來獲得。大多認為，煤的熱解是一項自由基演變的過程，如果熱解溫度達到300℃的時候，會產生自由基，溫度提高自由基的密度就會加大，外加自由基控制劑可以有效減弱煤的熱分解。

三、低變質粉煤熱解過程

煤通過在隔絕空氣、惰性氣體里繼續加熱到溫度較高時，煤里面的有機質會更隨溫度的提升產生一些物理或化學的反應，裂解成氣態、液態、固態的繁瑣過程稱之為低變質粉煤熱解。它的熱解過程可以通過構造變換歸納出三種階段。

1.干燥脫氣階段

在干燥脫氣階段，煤外形一般沒有變化，主要靠附著于煤里面的水份分解成水蒸氣，也叫做脫水，一般會產生在120℃之前，吸附在煤外表或縫隙里的小分子氣體解析出來，一般會在200℃的時候形成，褐煤會在高于200℃時產生脫羧反應，并在300℃前后開始熱解。

2.熱分解階段

在這個階段時，其特征為活躍分解，主要以解聚和分解反應為主。原料煤里的有機質開始產生劇烈分解，會釋放出很多揮發物，很多成分都是焦油，構成半焦。這個溫度大約會在450℃左右排出，在450℃至550℃左右時，煤氣析出量的狀態最高，焦油主要的成分是稠環芳香化合物。

3.熱縮聚階段

這個階段被稱為二次脫氣階段，一般以縮聚反應為主。析出的焦油量很小，有些揮發性組分比如焦油的反應活性比較高。

四、低變質粉煤熱解影響因素

1.煤化程度

原煤FCad的含量越大，半焦產量就越大，熱解煤氣和焦油產量一般同原煤揮發分成分有關，揮發分成分越大，氣產量也就越大，并且，由于起始分解溫度提高，反應活性就會下降。

2.熱解終溫

溫度是影響低變質粉煤熱解特性的關鍵外因之一，它對生成初次分解產物的反應具有影響，對生成揮發物的二次反應也具有一定的影響。在一定溫度范疇里，由于熱解溫度的提升，熱解半焦產量就會降低，干餾氣及焦油的產量就會加大。如果溫度過高，二次裂解反應速度就會加大，焦油產生裂解造成收率降低，半焦和氣體收率提升，并且由于熱解終溫的不同，干餾氣構成會變化而使熱值改變。

3.加熱速率

低變質粉煤熱解的加熱速率對于產品的生產率和構成都有影響。隨著升溫速率的變化，煤氣成分也會變化。由于升溫速率越高，CO2和CO的變化范圍也會越高。

4.壓力

有資料顯示，由于壓力的加大，熱解揮發分產量會隨之下降，從而導致半焦產量加大。這主要因為由于壓力的加大，揮發份在煤顆粒里的駐留時間會加長，二次反應加大，最終造成焦油聚合成焦炭，導致產率降低。

5.氣氛

熱解氣氛的差別尤其是焦爐氣或者合成氣氣氛下進行熱解，讓另外幾個因素具有各異的作用結果。煤和氫共同熱解，經過傳質的影響，讓所有工藝的參數對熱解反應的影響增加，屬升溫效率對焦油收率的影響最為明顯，高壓下的緩慢升溫可導致轉化率及焦油收率共同提升。

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[關鍵詞]生產管控 挖潛增效 經濟效益

中圖分類號：F014.35 文獻標識碼：A 文章編號：1009-914X（2015）27-0399-02

前言

神華集團煤直接液化先期工程（第一條生產線）空分裝置、自備熱電站等及其他公用工程分別在07年12月至08年5月實現開工試車。經過冬季整改和低溫環境聯動試車考驗，2008年5月份105單元（第一煤制氫）首次開車成功，并連續運行超過100小時，創國內殼牌氣化裝置首次開車最好記錄；2008年7月份106單元（第二煤制氫）開車成功，滿足了三套加氫裝置氣密和開車需要。2008年11月份開始加工外購油生產起始溶劑油，12月30日加氫穩定裝置引入煤液化油，并且順利生產煤液化粗石腦油、柴油組分。這標志著T-STAR裝置首次加工煤液化油、首次生產提供供氫溶劑油獲得成功，表明我國對懸浮床反應器加氫技術的掌握達到世界水平，填補了國內在該項技術領域的空白。2008年12月30日14時46分，在達到設定的試車條件下，煤液化單元開始投煤試車，從投煤試車開始16個小時打通主流程，24小時打通全廠流程。2008年12月31日加氫改質裝置引入煤液化油，并成功產出合格柴油、石腦油，標志著世界上首套煤直接液化商業化工程首次投煤試車取得成功。煤直接液化自打通全流程以來至2011年5月歷經9個試生產周期，從2011年開始煤液化裝置運行逐漸平穩，生產計劃可控。

至2014年以來，一直由中國神華鄂爾多斯煤制油分公司負責煤直接液化項目的商業化運營工作，公司通過加強生產運行管控，不斷摸索、優化技術指標，加強績效考核力度，強化現場管理提升工作，及時糾偏生產運行中存在的問題。通過日統計、日分析，及時調整公用工程消耗，合理優化天然氣、干氣、煤泥及蒸汽的回收循環再利用，實現了降本增效的目的。通過組織召開月度綜合計劃對接會與經營活動分析會，及時固化經營管理中發現的優秀經驗與亮點，按照四不放過的原則分析事故原因，使公司生產經營水平穩步提升，挖潛增效成果顯著，公司基礎管理工作再上新臺階。本文作者將從以下兩大方面加以分析

一、提高公司經濟效益

1.提高了產品收率

重點考核裝置加工損失指標，裝置加工損失率大幅下降，提高了產品收率。2013年煤液化聯合中心加工損失平均為13.2%，2014年一季度加工損失為12.3%，加工損失率下降0.9%。煤制氫、環保等中心加工損失率均有所下降。裝置加工損失率下降，能有效提高裝置產品收率，最終實現公司經濟效益的增加。（見附圖一）。

2.緩解煤泥銷售壓力

組織電廠摻燒煤泥，節省原煤消耗，緩解了煤泥銷售壓力。公司外購煤泥小部分供熱電鍋爐摻燒，大部分無法摻燒需外銷，煤泥含水量一般在30%左右，銷售困難，熱電鍋爐僅能摻燒2.5-3%，大量摻燒會堵塞鍋爐落煤管，煤泥摻燒受到很大局限。依據煤泥粒度及水含量特性，公司生產部提出，利用原煤與煤泥按照1比1比例混合后送電廠摻燒，降低了堵塞落煤管風險，極大地提高了摻燒比例，在氣溫相對較低的情況下，每日平均摻燒314.4噸，未混合原煤之前，日僅摻燒106.9噸，每日多摻燒煤泥207.5噸，全月將多摻燒煤泥6225噸，煤泥發熱量平均4400大卡/噸，熱電摻矸石后混煤發熱量5000大卡/噸，按熱值折算，每月節約原煤5478噸，外購每噸煤泥不含稅價格70.9元，外購原煤不含稅價279.93元/噸，差價209.03元/噸，月節約成本114.5萬元。

3.節約天然氣消耗

合理使用自產干氣，減少排放量，節約天然氣消耗。干氣作為煤直接液化一種副產品被用作燃料使用，煤液化85%負荷產干氣5至6萬標立/時，冬季燃料使用量為3萬立/時，富裕2至3萬立/時干氣白白放火炬燃燒，造成效益流失，現將2萬立左右干氣用作天然氣制氫作原料替代天然氣生產氫氣，冬季干氣完全實現平衡，不需要放空，年節約天然氣720萬標立，節省生產成本1104萬元，夏季由于蒸汽富裕，天然氣仍有1萬標立/時富裕量，目前正在增加一臺干氣原料壓縮機，屆時，干氣將全部回收利用，年節約天然氣1657萬元。

4.節省天然氣使用

關閉天然氣界區手閥，節省天然氣使用。氣制氫裝置正常情況不使用天然氣，完全利用自產干氣產氫，由于天然氣制氫入裝置天然氣調節閥內漏，造成1500標立/時天然氣漏入瓦斯系統，將調節閥前手閥關閉，緊急情況中心能及時打開手閥，不影響裝置安全運行，每小時節約天然氣1500標立，年節約天然氣900萬標立，節省費用1386萬元。

5.實現高壓蒸汽并網

蒸汽作為煤直接液化公司一種最重要的公用物料，冬季實現自產自用，不存在富裕，夏季采暖停用后，每小時富裕蒸汽50噸左右，白白放空，造成浪費。煤制氫自產高壓蒸汽溫度稍低于管網蒸汽，直接并網會影響冰機運行，針對這種情況，公司生產部提出，利用大檢修機會，將煤制氫冰機使用蒸汽與煤制氫外送高壓蒸汽管線接口調換位置，實現將煤制氫自產30噸左右高壓蒸汽并網，選擇這樣并網，將不會影響冰機正常運行，通過并網后減少放空，年減少蒸汽放空10.8萬噸，節省費用864萬元。

6.降低綠化水消耗

加強綠化水使用管控，有效降低綠化水消耗。2014年4月中旬生產部提出綠化水管理規定，杜絕綠化水多澆、亂澆現象，4月10日至4月25日消耗綠化水8305噸，日均553.7噸，4月1日至4月10日消耗綠化水23284噸，日均2328.4噸，日節約綠化水1774.7噸。

二、及時發現并消除安全生產隱患

1.膜分離尾氣

通過分析煤直接液化裝置膜分離尾氣氫含量變化，及時發現膜分離效果變差，并提出解決建議。通過分析2013年與2014年膜分離尾氣中氫氣含量變化趨勢，發現2014一季度膜分離尾氣中氫氣含量明顯高于2013年，膜分離分離效果開始變差，膜分離效果變差，將導致有效氫氣泄漏至干氣系統，造成氫氣損失，建議大檢修及時更換膜組件，提高膜分離效果（見附圖二）。

2.濾餅碳的使用

通過對比分析煤制氫濾餅碳含量，發現氣化原煤轉化率下降。煤氣化濾餅中碳含量是反應氣化原煤轉化效率最直觀的評價手段之一，正常濾餅碳含量為30%左右，碳含量超35%，甚至高于40%，說明碳轉化率較低，碳含量低于25%，說明氣化爐爐溫控制較高，就SHELL氣化爐而言，過高的爐溫會減少煤燒嘴及水冷壁使用壽命，這一點已在國內現有SHELL氣化爐工廠得到驗證。2013年神華鄂爾多斯煤制油分公司105單元濾餅平均碳含量為33.6%，2014年一季度濾餅平均碳含量為50.8%，106單元2013年濾餅含碳量平均為33.3%，2014年一季度濾餅平均含碳量為45.8%。2013年下半年開始兩套氣化爐燒嘴及燒嘴罩泄漏率增大，2014年開始調整氣化爐溫度，將爐溫下調后有所好轉，這也說明了較低的氣化爐控制溫度會導致濾餅碳含量增高，濾餅碳含量增高，說明碳轉化率下降，碳轉化率降低導致氫氣收率會有一定下降，但是為了保護燒嘴及燒嘴罩，維持適宜的氣化爐控制溫度能有效延長裝置運行周期，目前正在通過配煤摸索氣化爐溫度與碳轉化率最佳平衡點，既能保護燒嘴又不至于犧牲太多的碳轉化率。

3.提高了氫氣收率

通過分析煤制氫裝置PSA解吸氣氫含量，提高了氫氣收率。通過分析兩套煤制氫PSA解吸氣氫含量變化數據，發現，2013年1季度105、106單元解吸氣氫含量明顯高于2014年一季度，解吸氣氫含量增加，說明PSA提純效果變差，2013年開始兩套氣化PSA氫氣提純效果開始下降，后及時調整吸附時間，降低了解吸氣氫含量，提高了氫氣提純效果（見附圖三），最終提高了氫氣回收效率。

4.降低污水處理成本

通過分析酚回收裝置脫酚水氨氮含量變化趨勢，及時降低污水處理成本。通過分析2013年與2014年一季度酚回收單元脫酚水氨氮含量數據，發現2014年一季度脫酚水氨氮含量明顯高于2013年一季度。脫酚水氨氮主要來源洗精煤及外購油，洗精煤質量指標相對穩定，外購油氨氮含量增加且脫酚效果變差會導致脫酚水氨氮含量增加，脫酚水氨氮增加，一方面會加劇設備腐蝕，最主要是會增加下游高濃度污水處理成本，要降低脫酚水氨氮含量，一方面要控制外購油氨氮含量，同時要提高酚回收裝置脫酚效果。

三、結束語

通過以上對優化前后的對比，可以看出從加強生產管控及績效考核力度，優化煤泥、干氣、天然氣及蒸汽的合理循環再利用，通過加強經濟活動分析，及時發現生產安全存在的隱患問題，多方面闡述管理提升工作，凸顯挖潛增效成果，同時數據也說明，通過加強生產運行監督管控，優化績效考核指標，使資源得到合理利用，加強源頭治理，原料及公用工程消耗大幅度降低，既節約了生產成本，又提高了公司經濟效益，為公司的長遠發展奠定了堅實基礎。

篇7

城市化進程的進一步加快使氣候變化已經成為世界各國在戰略層面上關注的重要問題，低碳經濟和低碳技術成為21世紀戰略競爭的制高點。在全球一致應對氣候變化和降低化石能源消耗的大背景下，發達國家和發展中國家都在通過提高能效和節能、利用先進技術和管理手段降低碳排放強度，低碳經濟理念正成為國際社會的共識，并開始對各國經濟結構，投資和生產生活產生重要影響。

二、低碳經濟的意義

低碳經濟，是以低能耗、低污染、低排放為基礎的經濟模式，是人類社會繼農業文明、工業文明之后的又一次重大進步。“低碳經濟”的理想形態是充分發展“陽光經濟”、“風能經濟”、“氫能經濟”、“生物質能經濟”。它的實質是提高能源利用效率和清潔能源結構、追求綠色GDP的問題，核心是能源技術創新、制度創新和人類生存發展觀念的根本性轉變。低碳經濟的發展模式，為節能減排、發展循環經濟、構建和諧社會提供了操作性詮釋，是落實科學發展觀、建設節約型社會的綜合創新與實踐，完全符合黨的十七大報告提出的發展思路，是實現中國經濟可持續發展的必由之路，是不可逆轉的劃時代潮流，是一場涉及生產方式、生活方式和價值觀念的全球性革命。從世界范圍看，預計到2030年太陽能發電也只達到世界電力供應的10%，而全球已探明的石油、天然氣和煤炭儲量將分別在今后40、60和100年左右耗盡。因此，在“碳素燃料文明時代”向“太陽能文明時代”過渡的未來幾十年里，“低碳經濟”、“低碳生活”的重要含義之一，就是節約化石能源的消耗，為新能源的普及利用提供時間保障。特別從中國能源結構看，低碳意味節能，低碳經濟就是以低能耗低污染為基礎的經濟。

三、在城市發展中低碳經濟發展的主要途徑

（一）法律政策體系。從政策引導層面建立有利于形成低碳經濟的產業結構、增長方式和消費方式。從產業結構調整、區域布局、技術進步和基礎設施建設等方面著手，推進低碳經濟發展和低碳城市建設。對稅收政策、財政政策和信貸政策進行低碳化調整。出臺鼓勵企業進行低碳創新、節能減排、可再生能源使用的政策法規，考慮減免稅收、財政補貼、政府采購、綠色信貸等措施，引領企業開發先進的低碳技術，研究和實施低碳生產模式。對新能源、提高能效、生態基礎設施等低碳經濟產業實行政策傾斜。加快制定和修改有利于減緩溫 室氣體排放、能源 清潔發展、低碳能源開發利用的鼓勵政策和相關法規，加快推進能源體制改革，建立有助于實現能源結構和可持續發展的價格體系，推動可再生能源發展機制建設。

（二）優化產業結構。一是大力推進清潔能源產業化，以太陽能、生物質能、風能、氫能、燃料電池等為主要方向，積極發展清潔及可再生能源，加大產業化力度。加快發展現代物流，金融服務，軟件及服務外包，動漫設計等現代服務業，形成若干具有國際水準的物流集聚園區、服務外包集聚區、動漫創意產業集聚區。

（三）加快低碳技術開發應用。推進煤的清潔高效利用，可再生能源及新能源，二氧化碳捕獲與埋存等節能領域的技術開發與應用， 加強生物質能的研究開發和應用，開發生物熱解氣化，生物質制乙醇，生物質制氫，生物質燃料氣合成二甲醚，生物質燃料氣合成汽油，甲醇以及城市垃圾綜合利用技術，積極發展生物能源業。加快推進風能發電成套裝備產業化。支持發展光-熱轉換材料，集熱器結構材料和部件，研發太陽能熱發電技術和太陽能光伏電池材料及組件技術，積極推進薄膜電池，單晶硅電池，多晶硅電池及其他電池等先進太陽電池技術的研發及產業化，加快太陽電池生產和測試設備的國產化進程，推進新一代的地下溫泉熱水利用技術，小城鎮區域性集中農村沼氣綜合利用技術的開發及推廣應用。發展小型高效天然氣制氫，大規模煤氣化制氫技術。支持開發高效熱交換器和熱系統的節能技術，加快發展工業高耗能產業的節能降耗新工藝，關鍵技術和設備。

（四）大力發展低碳建筑。城市發展低碳建筑應著力加強政府規劃和相關文件的貫徹落實力度，嚴格實施低碳建筑標準，新建筑的立項、審批和建設過程都必須遵照相關標準。要擴大低碳建筑理念的普及推廣，加強對社會公眾的宣傳教育。推進建筑節能設計，建筑要盡可能實現自然采光、自然通風、自然排水等設計理念。[3]推進建筑能耗標識制度，推廣低碳建筑的分級認證制度；新建建筑嚴格執行節能標準，鼓勵商場、寫字樓、工廠等現有商業建筑開展節能改造，政府辦公室、醫院、學校等公營機構要制定和實施強制節能措施。對大型公共建筑，應公開其能源消耗狀況，進行能源審計，推動大型建筑節能減排等。推進低碳建筑技術的廣泛應用，普遍采用外遮陽、自然采光、自然通風、建筑綠化等低碳建筑設計技術；大力推進建筑工業化，改進建筑業生產組織方式，提高低碳建筑的生產能力。

（五）倡導綠色消費。在公眾中大力宣傳低碳理念，積極倡導綠色消費、綠色經營的理念，使公眾真正參與進來。人類活動足跡加劇氣候變化的趨勢如不扭轉，則生態系統崩潰、水資源缺乏、疾病肆虐、威脅人類的生存。因此要緊緊抓住低碳發展的主軸，配以生態的要求，推動技術發展和建立低碳經濟，從而最終實現由“高碳”時代到“低碳”時代的跨越，真正實現人與自然和諧發展。

四、我國發展低碳經濟的前景

低碳經濟不僅僅只是一種愿望，更是人們心目中一股深受感動的力量。剛開始可能只是被一種想法所激發。然而一旦進一步發展成為感召那些人的信念時，就不再是一個抽象的東西，它需要各方通過共同努力實現。主席在2007年亞太經合組織會議上，鄭重提出四項建議，說了4次碳：發展低碳經濟、研發和推廣低碳能源技術、增加碳匯、促進碳吸收技術發展。2009年9月在聯合國氣候變化峰會上承諾：中國將進一步把應對氣候變化納入經濟社會發展規劃中，爭取到2020年實現單位GDP的CO2排放比2005年降低40%～60%。為我們描繪了未來低碳經濟的愿景。在2010年低碳中國論壇首屆年會上，徐州和成都、深圳等10個城市被評為2009中國低碳風云榜，最具競爭力的低碳產業基地城市成為全國首批低碳產業基地。目標引領行動，發展促進提升。相信在不久的將來，中國一定能夠在低碳經濟方面做出自己的貢獻。

參考文獻

篇8

（一）產業結構不合理，資源利用率較低煤炭資源型城市的產業結構主要集中在第二產業，產品單一，綜合開發利用不強。以山西省為例，它是我國煤炭大省，但其煤炭回采率也不超過40%，而那些小礦由于技術落后，設備能力有限，回采率就更低了，每挖1噸煤要耗費5～20噸資源。近幾年，我國出臺了一系列有關保護環境和節約資源的政策，煤炭企業的發展受到了制約，市場競爭力明顯下降。可見，煤炭城市要想取得長遠發展，就需要煤炭企業加快發展低碳經濟的腳步，盡快調整與優化煤炭產業結構，為其營造良好的發展環境。

（二）煤炭企業技術人員匱乏，裝備落后據有關部門統計，在我國煤炭企業的從業人員中，農民占了相當大的比重，尤其是鄉鎮煤炭企業，其工作人員中農民所占比例近73%，其中多半都是缺乏技術和經驗的人員，這就為煤炭企業的健康的發展埋下了巨大的安全隱患。煤炭企業要想快速發展低碳經濟，先進的低碳技術和設備是必不可少的，而相應的員工激勵機制也是不可或缺的，只有滿足了這兩個條件，發展低碳經濟才能如魚得水。

（三）經營壓力和減排壓力不斷增大煤炭行業的價格受政府控制，價格未“開放”。煤炭企業現在正處于轉型期，本來就面臨一系列的問題，再加上我國的市場與政府調控體系還不完善，這就造成煤炭企業的資源成本、經營成本和安全成本持續增加。同時，相關稅收的增加、國際煤炭市場的持續低迷都給煤炭企業帶來了巨大的壓力。加之我國二氧化碳減排量指標連年提高，這也給高排放、高污染、高耗能的煤炭企業帶來了巨大的減排壓力和挑戰。

（四）低碳經濟融資模式缺失由于低碳項目所帶來的節能減排效應、環境貢獻無法外化為經濟效益，形成低碳經濟的社會效益與金融機構的利潤追求兩個目標的矛盾。因缺乏現實即期的經濟效益，金融機構無力分擔應對環境變化所帶來的社會成本，以安全性、收益性與流動性為目標的金融監管體制及資本市場對企業利潤實現的嚴格要求，都使得低碳經濟的融資環境更加不利。

二、煤炭資源型城市發展低碳經濟的戰略分析

（一）調整煤炭產業結構，加速低碳化發展引導煤炭產業進行結構調整，加速煤炭企業低碳發展，可提高煤炭企業的核心競爭力。一方面，通過延長煤基產業鏈，增加煤炭的附屬產品，與建材、電力等行業形成循環產業鏈，提高煤炭的利用價值，形成價值倍增效應；另一方面，轉化煤炭資源為其他清潔產品，如煤制氫、煤制二甲醚等清潔能源。另外，通過煤炭的綠色生態化開采、煤炭資源的高效利用及加強煤炭的轉化等方式，實現低碳化煤炭資源，促進經濟效益、環保效益的共同發展。

（二）加大技術投入，提高科技創新能力煤炭企業發展低碳經濟要積極順應我國的可持續發展計劃。我國已參與了國際上的低碳減排計劃，煤炭企業就要抓住這次機遇，積極與國外煤炭企業進行技術交流和溝通，引進先進的低碳技術，建立專門的技術研發機構，加大低碳技術研發力度。并且要在國家的資金支持下，全面建立低碳技術開發體系，通過潔凈煤技術、整體煤氣化聯合循環發電技術等低碳技術的運用，合理開采礦井資源，提高資源的回收率和原煤的入選加工率，從而提高煤炭資源的綜合利用率，努力實現煤炭的綠色生產。

（三）完善煤炭企業發展低碳經濟的政策和管理體系煤炭城市政府要支持和推動低碳經濟的發展，就要充分了解和利用現在的政策法律制度，在此基礎上，結合自身情況，積極借鑒國外低碳經濟立法方案，做出科學規劃，將發展低碳經濟的法律法規制度體系進一步完善。同時，政府要以可持續發展為導向，建設好低碳經濟管理體系，制定綠色環保政策，為低碳發展服務。

（四）建立低碳信貸激勵機制銀行部門可以發達國家綠色信貸標準為參考，為支持和促進煤炭企業的低碳經濟發展，制定相關信貸政策和標準，利用一些新技術和新指標，更準確地識別有前景的低碳企業，引導資金的流動，從根源上促進低碳經濟發展。

三、結語

篇9

關鍵詞：低碳；環保；城鄉規劃

中圖分類號： F252.23 文獻標識碼： A

合理的城鄉規劃是城鄉建設的管理依據，這與很多學科是密切相關的，在特定的條件下，需要深入細致的協調。在近幾年的城鄉規劃過程中，很多地方都只顧眼前利益，不能從長遠角度考慮，而忽略環境保護規劃和采取相應的節能措施。致使城鄉規劃工作的落實過程中的外部環境遭受到一定程度上的破壞，出現了一些人為的環境污染現象。所以說在城鄉規劃中，應該樹立環保節能意識，引起相關工作人員的重視，做好城鄉規劃工作，建設低碳生態型城市，清潔能源型城市、鄉鎮等。進而實現城鄉低碳發展和可持續發展，實現人與自然的和諧發展。

一、城鄉規劃低碳環保發展模式的含義

低碳環保角度下的城鄉規劃發展模式具有以下三個方面的含義：

1.城鄉規劃以人為本，提倡人與自然和諧相處。發展低碳城市，減少溫室氣體的排放；使用環保材料，減少能源的消耗；優化產業結構，大力發展循環經濟。這些都是城鄉規劃中實現低碳環保的發展目標。因此，城鄉規劃要實現低碳環保就需要以“人與自然和諧相處”為最終目標。

2.城鄉規劃以節約能源，減少碳排放為目標。低碳環保視角下的城鄉規劃首先要求改善能源利用過程的效率，通過采取節能技術、環保材料、再生資源打造生態建筑等手段減少對能源的需求，進而減少在能源結構中占主導地位的石油資源的依賴。其次低碳環保視角下的城鄉規劃還需要降低經濟發展過程中的碳排放，從而實現減少全球溫室氣體的排放。

3.城鄉規劃不僅要關注眼前，更要注重未來。人類的城市化進程是一個不斷發展、逐漸完善的過程，因此城鄉規劃不僅要關注眼前更要注重未來。低碳環保是以后城市發展的主要方向，我國發展低碳環保城市的道路還很漫長，當今的城鄉規劃一定要結合我國的GDP情況，把城市發展和經濟發展密切結合起來，把低碳環保的城鄉規劃劃分為近期、中期和遠期三個不同階段的目標進行實現。

二、將可持續發展的觀念滲入城鄉規劃編制中

1.堅持城鄉統一規劃和管理，實現城鄉全面協調可持續發展。城與鄉相輔相成，互為存在的前提，在任何情況下，不能割裂城鄉聯系。一方面，散布于農村的工業企業產生的點源污染呈上趨勢，工礦污染與城市污染向農村轉移的趨勢在加劇；另一方面，城市垃圾危害農村環境，城市正在遭遇“垃圾圍城”之痛，一些城郊地區已成為城市生活垃圾及工業廢渣的堆放地。為使城市與農村地區發展均保持可持續性，必須更好地整合城鄉之間的相互關聯，實現城鄉協調及調控，并使之實行更有效的管理。 2.結合生態學理論編制城鄉規劃。生態學是研究生物與環境之間相互關系及其作用機理的科學。應當指出，由于人類活動干擾對環境與資源造成極大壓力，規劃工作者迫切需要掌握生態學理論在城鄉規劃中來調整人與自然、資源以及環境的關系，協調社會經濟發展和生態環境的關系，促進可持續發展。規劃工作者認識到，只有在規劃階段考慮環境保護等重要因素，才能從根本上防止環境的進一步惡化，并有利于環境的逐步改善。 3.對規劃組織進行環境影響評價。規劃環境影響評價是指對規劃實施后可能造成的環境影響進行分析、預測和評估，提出預防和減輕不良環境影響的對策和措施，進行跟蹤監測的方法與制度。規劃編制過程中組織進行環境影響評價，編寫該規劃有關環境影響的篇章或者說明，作為規劃草案的組成部分，實現了城鄉規劃與環境保護一體化。

三、城鄉規劃中的環保節能措施

1.加快低碳技術開發與應用

工業生產中推進可再生能源及新能源等節能領域的技術開發；依據國家政策加強生物質能的研究開發和應用，如開發生物質熱解氣化、生物質燃料氣合成二甲醚等積極發展生物能源業；同時加快推進風能發電成套裝備產業化，支持發展光——熱轉換材料、集熱器結構材料和部件，研發太陽能熱發電技術和太陽能光伏電池材料及組件技術等；在小城鎮區域性集中農村沼氣綜合利用技術的開發及推廣應用；發展小型高效天然氣制氫，大規模煤氣化制氫技術等等。同時也要大力發展電子信息（軟件）、文化創意等低碳產業和服務業。加快發展現代物流、金融服務、軟件及服務外包、動漫設計等現代服務業等，最大程度的優化產業結構，構建低碳產業支撐體系。注重減排技術的研究、開發與推廣工作，加強節能減排的人員培訓工作。

2.大力發展低碳建筑，促進農村低碳化建設

在城市發展中，大力發展低碳建筑，嚴格實施低碳建筑標準，新建筑的立項、審批和建設過程都必須遵照相關標準。注重低碳建筑理念的普及推廣，加強對社會公眾的宣傳教育。推進建筑節能設計和建筑能耗標識制度，推廣低碳建筑的分級認證制度；新建建筑嚴格執行節能標準，鼓勵商場、寫字樓、工廠等現有商業建筑開展節能改造，政府辦公樓、醫院、學校等公營機構要制定和實施強制性節能措施。對于大型公共建筑，應公開其能源消耗情況，進行能源審計，推動大型建筑節能減排等。

同時，也要促進農村低碳化建設。在農業生產中大幅度地減少化肥和農藥使用量。降低農業生產過程對化石能源的依賴，走有機生態農業之路。如用糞肥和堆肥作為化肥的替代品，提高土壤有機質含量。此外也要充分利用農業的剩余能量。如農作物收割后的秸稈就可以作為秸稈資源，可以作飼料、肥料、培養料，也可采用秸稈氣化技術，轉化成可燃性氣體等。在農村也可以大力推廣和應用太陽能和沼氣技術，提升農村生態水平。 3.制定生態城市建設戰略規劃，推進制度和法律體系建設

推動地方政府、金融企業通過政策激勵和融資支持，在城市中推廣能有效節能技術。城鄉規劃工作的最有效的保障就是制度的創新，以政策約束低碳經濟的產業結構的形成，影響其增長方式和消費模式。從產業結構調整、區域布局、技術進步和基礎設施建設等方面著手，推進低碳經濟發展和低碳城市建設。對稅收政策、財政政策和信貸政策進行低碳化調整。出臺鼓勵企業進行低碳創新、節能減排、可再生能源使用的政策法規，考慮減免稅收、財政補貼、政府采購、綠色信貸等措施，引領企業開發先進的低碳技術，研究和實施低碳生產模式。對新能源、提高能效、生態基礎設施等低碳經濟產業實行政策傾斜等。 4.加強道路綠化帶和工業園區的規劃

除了汽車尾氣以外，城市空氣污染最為主要的來源就是工業排放了。而汽車尾氣的排放不受時間與空間的限制，并隨城市發展的加速而加速。對于城市的汽車尾氣的處理可以通過在城市規劃的過程中對公路兩旁的隔離帶與綠化帶的加強規劃、繞城高速規劃等相關規劃過程進行有效的規避。從而使得更多的的汽車尾氣被植物、地表水稀釋，避免了大量尾氣存在于城市空氣中降低空氣的污染程度。為了有效保障城市空氣質量，還應該將工業以工業園區的方式進行規劃，以便能夠有效的對工業進行整合，對于重污染的工業能夠通過集中管理，集中監督，集中處理的方式對其污染廢物的排放進行處置。同時這樣做也有利于工業針對城市的選址，以便根據實際情況如在水源方面和風向方面進行相應的計劃和選擇。這樣也能有效降低工業對城市水環境以及空氣質量的不良影響。

結束語：

隨著我國城鄉建設的飛速發展，城鄉規劃面臨著新的機遇和挑戰，我國作為能源消耗大國，更應該在城鄉規劃中做到低碳環保。城市作為減碳的主體，應該把構建低碳、環保和生態的城市作為我國未來城市發展的目標和方向。

參考文獻：

[1]王文碧.淺談城鄉規劃管理存在的問題及應對措施[J].城市建設理論研究,2012,6(20)

篇10

【關鍵詞】DCS；霍尼韋爾PKS系統；C300控制器；煤間接液化

1.前言

由于煤直接液化項目中全部使用的是霍尼韋爾Experion PKS系統，煤間接液化裝置建設在煤直接液化項目的廠區內，是以煤直接液化項目中煤氣化裝置的合成氣為原料，利用煤直接液化項目中的公用工程進行煤間接液化生產的。考慮到相關裝置之間的信號傳輸多、通訊數據量大，以及全廠控制系統一體化等因素。在煤間接液化項目控制系統的選型上，霍尼韋爾PKS系統就成了唯一的選擇。

2.PKS系統結構

霍尼韋爾的Experion PKS過程知識系統，是目前最先進的控制系統之一，包含了霍尼韋爾三十多年來在過程控制、資產管理、行業知識等方面積累的經驗，采用最先進的開放平臺和網絡技術，為工業企業提供一個全廠統一的過程控制、生產管理、設備管理、資產管理、等一體化的知識體系結構和全系列的解決方案。

Experion PKS系統能滿足各種自動化應用要求，為過程控制、數據采集和批量控制提供一個開放式控制系統，能滿足工業生產領域要求的靈活性、易用性、高性能和高可靠性。

Experion PKS系統的體系結構如圖1所示。

Experion PKS系統的控制主干網絡是容錯以太網——簡稱FTE，是Honeywell公司開發的FTE驅動程序與Cisco交換機相結合的網絡技術。FTE是在商用以太網技術上結合霍尼韋爾設計的魯棒控制網絡專長，成為霍尼韋爾的專利，作為先進的控制網絡解決方案。通過為任意兩個FTE節點提供多達4條通訊路徑，FTE既可容錯單故障點，還可容錯多故障點。此外，FTE還支持普通以太網節點的連接和標準TCP/IP的應用（如本系統中的串口網絡服務器，FDM現場設備管理站）。其拓撲結構是頂部連接在一起的雙重并行樹形網絡結構，是冗余網絡結構的單網，由冗余的交換機和通訊電纜構成。基本FTE網絡是直至3層交換機設置的并行的兩個樹形結構，如圖2所示。FTE節點（本系統中的服務器/工程師站、操作員站、C300控制器類型的節點）含有FTE軟件和雙網絡接口控制。FTE不僅提供容錯技術，還提供工業控制應用要求的快速響應、傳輸的確定性和安全性等。一個FTE網段可連接多臺服務器，最多可連接200個FTE節點和200個非FTE節點；一對服務器最多可帶10臺控制器、10臺CONSOLE站、40臺FLEX站，2萬個過程點。

過程控制網絡（FTE）分為控制層（Level 1）和監視層（Level 2），控制層（Level 1）的設備主要有C200控制器和C300控制器；監視層（Level 2）的設備主要有服務器和操作站。

高級應用網絡層（Level 3）是普通以太網，不是FTE網絡。網上的設備有PHD服務器、多變量優化控制器、遠程操作站等管理設備。

工廠信息網絡層（Level 4）是通過防火墻連接的管理網。網上的設備有企業級高級應用服務器、安全只讀訪問過程畫面的WEB服務器（e-Server）、工廠業務客戶端等設備。

3.控制器的選擇

煤直接液化項目使用的Experion PKS系統，原設計軟件為R211.3版本，控制器使用C200控制器帶PMIO卡件，如圖3所示。由于C200控制器的順序控制功能較差，不能完成PSA（變壓吸附）的復雜邏輯控制，PSA控制采用了HPM控制器和PMIO卡件。HPM控制器是TPS系統的控制器，不是Experion PKS系統的控制器，再通過ESVT服務器把TPS系統升級到Experion PKS系統。

煤直接液化生產線在開車調試和試生產過程中，C200控制器和HPM控制器，多次出現控制器卡板硬件故障。因此，煤間接液化裝置不再使用C200控制器和HPM控制器，而采用新型結構、性能可靠性的C300控制器如圖4所示。系統軟件也相應升級為R311.2版本。C300控制器是HONEYWELL公司近年推出的換代產品，與C200控制器相比有如下優點：

3.1 采用全新的硬件結構設計：這些卡件不但在外形上是全新的，其內部電路也有很大變化，C300控制器采用了高性能的CPU芯片，處理速度更快、處理量比C200控制器增加了很多，采用了全新器件，性能指標上了新的臺階。可以完成PSA（變壓吸附）的復雜邏輯控制。

3.2 采用全新的硬件結構，使C300控制器帶C系列I/O卡件的體積只有C200控制器帶PMIO卡件的1/2，由于硬件體積的壓縮，使得機柜數量大量減少，同樣規模的裝置，采用C300控制器機柜數量，是采用C200控制器機柜數量的2/3。

3.3 C300控制器增加了控制器專用防火墻：使C300控制器免于黑客攻擊。

①防火墻只允許與C300控制器有關的信息通過，通過TCP過濾的功能使只有帶CDA的信號能夠通過。

②I/O通訊和peer-to-peer通訊不受影響，保證確定性。

③限制廣播流量，防止廣播風暴。限制SYN flood攻擊，防范Dos及DDos，避免C300控制器的處理器花費大量時間去清理這些垃圾信息，導致C300控制性能的降低。

3.4 C300控制器的通訊速率為100Mbps。工業以太網采用開放式802.3（載波偵聽多路訪問/沖突訪問）星型結構100M帶寬的組網方式，由于帶寬的優勢，在系統滿負荷的情況下，網絡一般處于低負荷狀態，仍然能很流暢的工作。對于上層管理網絡（MIS）不需要額外的協議轉換器和網關。

3.5 C300控制器增加了Profit loop算法：“預估控制技術”已在很多項目上應用，其中Profit loop算法是霍尼韋爾的專利技術。

①Profit loop算法在控制器中的應用，提高了控制的魯棒性，簡化了PID調節的復雜性，提供強有力的PID閉環自整定功能。

②Profit loop算法已嵌入到控制器C300中，無需額外費用。可取代PID的控制算法。

③減少維護成本，增加過程穩定性多大30%。

3.6 先進的FOUNDATION現場總線技術使總線接口卡直接與控制器實現點對點通訊，大幅度提高了總線的通訊速度和通訊可靠性，有助于現有資產的優化，C300與C200對比如表1。

4.煤間接液化裝置PKS系統的硬件配置

該PKS系統用于煤間接液化裝置的過程控制、現場Hart儀表設備的資產管理、以及管理調度信息集成等應用。煤間接液化項目包括了9個生產單元，設計為一個中心控制室。分為4個操作區域，操作一區為催化劑預處理和蠟精制兩個生產單元；操作二區為費托合成和油品加工兩個生產單元；操作三區為輕烴提濃和PSA制氫兩個生產單元；操作四區為脫碳和凝結水回收及合成水處理三個生產單元。

4.1 操作站的配置：系統硬件配置需要根據各操作區的I/O點數和操作站的數量來確定。操作一區有914點，需要配置2臺操作站；操作二區有2722點，需要配置7臺操作站；操作三區有905點，需要配置2臺操作站；操作四區有588點，需要配置2臺操作站，共配置13臺操作站。每個操作區必須配置50%以上數量，能與控制器直接通訊的CONSOLE操作站。該系統配置7臺CONSOLE操作站，6臺FLEX操作站。

4.2 控制器的配置：按照每個生產單元的控制器盡可能獨立配置的原則，根據各單元I/O點的多少不同配置控制器。對于I/O多的單元可以配置多對控制器，對于I/O少的單元可以幾個單元配置1對控制器。操作一區催化劑預處理和蠟精制兩個單元配置1對控制器；操作二區費托合成單元配置2對控制器，油品加工單元配置2對控制器；操作三區輕烴提濃單元配置1對控制器，PSA制氫單元配置1對控制器；操作四區脫碳和凝結水回收及合成水處理三個單元配置1對控制器，共配置8對控制器。

4.3 服務器的配置：I/O總點數為5129點，一個FTE網絡可支持2萬個過程點，可支持多對服務器，每對服務器每秒鐘平均訪問控制器的參數為4000個，可連接200個FTE節點和200個非FTE節點。因此可選用一個FTE網絡配置2對服務器，形成2套DCS系統。操作一、三、四區配置了1對服務器構成1套DCS系統；操作二區配置了1對服務器構成1套DCS系統，2套DCS系統之間的通訊，采用HONEYWELL的DSA技術。配置的2臺工程師站分別對2套DCS系統進行組態。

4.4 交換機的配置：FTE節點和非FTE節點大約有40個，FTE網絡采用1對48口的Cisco Catalyst 2960交換機，將控制層（Level 1）和監視層（Level 2）合并為一層，交換機提供100Mb傳輸速率。

4.5 現場設備管理站的配置：需要1臺Hart設備管理站對現場設備進行管理，Hart設備管理站由霍尼韋爾現場設備管理站FDM以及Hart數據信息接口等構成，提供用于管理Hart設備的數據庫、組態和管理模式、人機界面等。

4.6 PHD Buffer服務器的配置：與PMCC通訊需要1臺PHD Buffer服務器（PMCC系統已在直接液化項目中建成）。

煤間接液化裝置PKS系統的硬件配置如圖5所示。

本系統的硬件型號選擇：

控制器—Experion PKS系統的C300控制器作為DCS主控制器。

操作站—選用Dell工作站T5400計算機，配置霍尼韋爾專用的操作員鍵盤。

工程師站—選用Dell工作站T5400計算機。

系統服務器—選用Dell PE2950服務器。

FTE網絡交換機—選用Cisco WS-C2960-48TC-L交換機。

PHD Buffer服務器-選用Dell PE 1430計算機（用于與PMCC通訊）。

Hart設備管理站—選用Dell工作站T5400計算機。

串口服務器（Terminal Server）—選用8通道的Nport 5630-8串口網絡連接服務器（Terminal Server）

5.結束語

PKS控制系統強大的功能模塊和其優越性能保證了裝置按照設計方案在預定時間內順利開車。該PKS系統自2009年投用，系統運行穩定，沒有因DCS系統本身的問題對生產造成過影響，而且由于該系統的開放性、靈活性、易操作性等優越性能，能夠根據生產需要自主的進行一些過程點的組態操作，如一些控制方案的增改、聯鎖邏輯關系的變動，都能夠在不影響正常生產的前提下在線修改。

煤間接液化項目于2008年4月10日開工建設，2009年9月30日機械竣工。煤間接液化裝置在2009年12月至2010年5月期間進行了兩次試生產，第一次試生產于2009年12月9日9時開工，12月18日零時計劃停工，共連續運行210小時。經歷1個月的改造之后，裝置第二次試生產于2010年3月15日開工，2010年5月1日計劃停工，共穩定運行1113小時。在試生產期間，裝置運行平穩，各項工藝參數滿足指標要求，總共產出輕重質醇422噸、液化氣322噸、石腦油3817噸、柴油5223噸、重質蠟300噸、重柴油400噸。PKS系統運行可靠是煤間接液化裝置連續、穩定生產的根本保障。

參考文獻

[1]Experion PKS系統培訓手冊

[2]OperTune_User's Guide_Experion_R300