煤结构演化及燃料、原料和材料属性开发

“贫油、少气、相对富煤”的资源禀赋决定了我国必须长期坚持煤炭清洁高效利用道路。煤炭是一种富含碳、氢、氧等元素的有机岩,是供热、发电领域主要燃料,是冶金、化工和建材等领域重要原料,是天然气储存、CO_(2)封存和能量存储转化的潜在材料。通过系统采集的16块不同变质程度煤样,结合显微观察、红外光谱、核磁共振、气体吸附等实验和分子模拟手段,解构显微组分、化学组分、分子结构和多孔结构差异,讨论物质结构分异的地质驱动,为其燃料、原料和材料属性多元开发提供支持。中低阶煤相对富氢,类脂体荧光性好,具有重要燃料和原料转化利用属性。煤化作用持续聚碳,结构逐渐致密且趋于定向排列,原料和材料属性不断加强。沼泽环境和泥炭化作用决定了煤初始显微组分组成,受气候条件、水体性质、植被类型和陆源碎屑等综合影响。煤化作用控制煤化学组分、分子结构和多孔结构演变,在镜质体反射率约0.65%,1.30%和3.50%呈现阶梯式跃变。实现多重属性有效开发,热解反应可获取煤中油气成分和焦油产品,结合力解等可实现多维碳结构制备和利用,米-厘米-纳米尺度上的多孔介质非均质性认识有助于实现材料属性开拓。在此基础上,充分认识“显微-化学”2种组分、“分子-多孔”2种结构在固、液、气分子多相态间相互作用,有利于实现煤基多元清洁能源和煤基材料协同转化和开发。上述科学与技术问题的持续攻关和认识突破,将为我国能源结构调整和“双碳”战略实施提供助力。

水泥工业低碳发展技术概述

本文从当前CO2减排形势入手,结合我国低碳发展路线图目标,详细介绍了开发监测、报告和核查(MRV)系统、提高能源效率、替代原燃料的应用、降低水泥中熟料掺量和碳捕获与封存(CCS)几种水泥工业低碳发展技术对CO2减排的影响,配合适当的政策支持,我国的水泥工业低碳发展一定前景广阔。

欧盟“炼油厂2050”评估预测以及对我国炼油工业发展的启示

欧洲石油化工协会于2019年9月开展了题为“炼油厂2050”的评估,对2030年和2050年炼油厂化石燃料的使用情况及相关石油产品需求进行了分析预测,并在此基础上分析了低碳燃料替代化石燃料的产业路径。提出了3种替代原油的低碳原料——脂类、木质纤维素生物质和电合燃料,以及4种主要的加工工艺——脂类加氢处理、木质纤维素生物质气化-费托合成-加氢裂化、木质纤维素生物质热解或水热处理耦合加氢、用捕获的二氧化碳和可再生氢生产电力合成燃料。评估过程重点阐述了用生物原料替代石油和在炼油厂中引入可再生电力的潜力。为了进一步说明可再生能源对碳减排的重要性,还设置了两种具体的模型单元来确定低碳原料的消纳比例和比较测算依据,即有限模型单元和最大模型单元,两种模型对炼油厂的设备更新和潜在的经济价值都做出了合理的评估。基于这些评估,认为现有炼油厂的大部分设备会在改造过程中被淘汰。我国正处在能源变革的关键时期,了解欧盟的此次评估,对我国发展可再生能源和传统炼油行业高质量转型都具有一定的指导意义。

济钢3~#1750m^3高炉高产低耗冶炼实践

通过加强原燃料管理,控制合理的煤气流分布,强化日常操作管理以及使用高风温、高顶压、低富氧,降低生铁含硅偏差,改善炉渣性能等一系列措施,济钢3#1750m3高炉在保持平均利用系数2.5t(/m3·d)的同时,综合焦比、吨铁返粉等指标不断降低,实现了高产低耗冶炼。

广钢高炉低成本冶炼的实践

对广钢高炉生产中实施低成本冶炼进行了介绍.通过原燃材料科学管理、矿种物价比体系的建立及工艺操作的突破等。

低品位原燃料冶炼生产实践

为应对全球性经济危机,各钢铁公司纷纷采购低品位料来降低冶炼成本。然而低品位料的使用造成高炉生产指标下降,炉内的有害元素K、Na、Zn等升高,给高炉生产顺行造成影响。介绍了唐山国丰从生产操作入手,采用低品位原燃料进行冶炼最终达到降成本的生产实践。

济钢高炉强动力冶炼技术实践

济钢高炉在立足济钢原燃料质量条件的基础上,通过对高炉炉内气体动力学的研究,以提升风量和鼓风动能、活跃炉缸为手段,逐步减少炉缸中心死焦堆的体积,增加循环区的面积,吹透炉缸中心,优化高炉工艺操作,实现高炉稳定顺行,炼铁成本低于全国行业平均水平的目标。

低碳经济下中国燃料乙醇的发展策略

工业化进程的加快已使得我国碳排放量逐渐增加,气候问题严峻,对两型社会的建设造成了一定的威胁。发展以燃料乙醇与石油混合替代化石燃料,对节能减排有着重要意义。本文通过分析能源供给紧张和碳排放量增加背景下,认为当前中国燃料乙醇发展已从第一代生物燃料向第二代生物燃料转变,非粮燃料乙醇发展迅速。在此基础上,针对中国生物质能资源状况,认为发展燃料乙醇,应贯彻落实科学发展观,坚持因地制宜、循环农业和技术进步的原则,着重从基地建设出发,加快产业结构升级转型,发展多元化原料,从而提高产业经济效益和社会效益。

不同炉料结构高炉实现低碳排放的解析

为了进一步实现高炉低碳排放目标,对以烧结矿或球团矿为主导的炉料结构进行比较分析。首先列举了国内外不同炉料结构高炉的操作参数和生产指标,并利用炉料冶金性能试验、物料平衡和热平衡计算、Rist操作线等分析方法对典型的以烧结矿为主的宝钢炉料结构和低燃料消耗进行深入解析,同时对以球团矿占主导的瑞典SSAB炉料结构的低燃料消耗指标进行比较。从高炉实际数据分析可以得出,低燃料消耗和炉料结构的关系是十分密切的,高入炉矿品位、低渣量、高的煤气利用率是实现低燃耗的关键。在宝钢的实际操作中,通过优化炉料结构、降低燃耗可以减少8%~10%的碳排放,而瑞典高炉燃耗更低,可实现更低的碳排放。研究结果可对国内外高炉低碳排放的生产操作提供借鉴。