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| 煤炭资讯网 |
2003-4-30 15:50:42 煤矿新闻 |
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计划 2003-4-30
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部制定的必威手机登陆在线网页
策略之一是实现所谓“21世纪梦想”必威手机登陆在线网页
计划，该计划的目标是设计新一代接近零排放污染的化石燃料必威手机登陆在线网页
设施，这些装置将组合煤炭气化和燃料电池等技术来生产电力，并且可生产辅助产品，如运输燃料和化学原料。
“21世纪梦想”必威手机登陆在线网页
计划的环境概念将包括削减传统的污染物：硫和氮氧化合物、汞、颗粒物质以及液态和固态废物，其重点是CO2低成本治理。该计划的时间表为2005年完成技术开发，全部模块设计2012年完成，2 015年实施工业装置设计。现已有60家公司和大学为实现必威手机登陆在线网页
部资助支持的该计划项目而工作。
加快开发洁净煤先进技术煤炭将是美国未来主要的必威手机登陆在线网页
，美国有2500 亿吨以上的煤炭储量，充裕的煤炭可供使用250年。美国发电量50％以上来自煤炭，虽然到2020年所占比例将稍有下降，但是美国利用煤炭生产的电力预计将增长25％，将从现在的1.97万亿kWh增加到2.47万亿kWh。
目前燃煤电厂控制CO2排放费用高、能耗大。在该计划框架下，采用气化技术和某些燃烧技术产生的浓缩C O2物流可望便于管理。在大多数情况下，电力将是“21世纪梦想”能量工厂主要或唯一的产品，但也可联产其他产品，如化学品或清洁的液体运输燃料。
典型的一体化设计的工厂包括气化装置，把煤或其他燃料，通过利用低成本空分膜产生的氧气生产合成气：C O、H2、CO2和水的混合物。合成气可净化除去硫和氮氧化合物，然后使用膜分离器分离氢气，如果需要，合成气中未使用的CO和蒸汽可催化转化为氢气和CO2，工厂中产生的全部CO2可被分离出来。合成气、氢气可驱动燃气轮机或燃料电池发电，部分合成气或其他燃料可避开用电高峰时间，利用费-托合成化学途径生产清洁汽油或通用化学品。
今后10年内，洁净煤先进技术开发将加快。“21世纪梦想”必威手机登陆在线网页
计划项目之一是研发大规模燃料电池，目前已接近实用化。由燃料电池必威手机登陆在线网页
公司开发的2MW燃料电池预计2004年投运，该装置设在沃巴什必威手机登陆在线网页
公司发电厂内。美国必威手机登陆在线网页
部资助了3230万美元燃料电池项目的一半费用。
提供更多超清洁燃料未来必威手机登陆在线网页
的重要一环是供应超清洁燃料，减少或去除柴油和汽油中的硫是清洁燃料研究中最严峻的挑战之一。2006年将实施的美国必威手机登陆在线网页
新法规要求汽油含硫从350×10-6减少到30×10-6，柴油含硫从500p×10-6减少到15×10-6，法规还要求减少燃料中芳烃含量。降低燃料尤其是车用柴油和汽油中的硫含量是很棘手的问题。
大多数炼油厂都建有催化裂化(FCC)装置，将重质馏分转化为石脑油和轻循环油(LCO)，分别用以生产汽油和柴油。它们作为主要的燃料调合料含有大量硫，各种脱硫工艺可用于FCC之前、FCC之中或FCC 之后除硫。这些工艺过程需要催化剂和氢气，在高温和高压下反应，噻吩环被加氢，然后使硫成为H2S被汽提掉。典型的催化剂为含少量促进剂金属，如钴或镍的二硫化钼。要满足新的燃料规范尚有许多待解决的问题，既要去除硫又要保持汽油必要的高辛烷值，这是很复杂的课题。
此外，随着成品汽油和柴油中允许含硫量的降低，而可用原油平均含硫量却在增高，燃料电池要求使用更严格的清洁燃料，液体烃燃料含硫应小于1×10-9，才能避免燃料加氢催化剂和燃料电池电极催化剂中毒。
目前已开发的技术虽可去除大量硫，但其余的噻吩化合物，尤其是 4，6-二甲基二苯并噻吩去除很困难。开发新型催化剂或工艺过程才能有效地去除这些化合物，以满足未来燃料规范，尤其是柴油规范的要求。
目前正在开发的清洁燃料生产技术是被称为选择性吸附脱硫(SARS) 的工艺，该工艺使用基于过渡金属的吸附剂，负载在多孔固体载体上，如MCM-41硅铝酸盐分子筛。它与使噻吩催化脱硫的方法不同，该工艺可在低温和常压下有选择性地使硫从金属原子上脱除，而获得不含硫的芳烃，如烷基苯和萘则予以通过。SARS工艺不使用氢气，为此烯烃和其他芳烃不被加氢。氢可用于其他用途，如驱动燃料电池。该吸附剂在饱和之前，可净化10倍于其体积的燃料，一旦吸附剂饱和，硫化物可用极性溶剂洗涤使之除去，吸附剂可以回用。
在喷气燃料试验中，SARS方法可使燃料含硫从500×10-6减少至小于1×10-6。该方法已申请专利。SARS方法是现有脱硫工艺的替代方案，另一替代方案是菲利浦斯石油公司新的S-Zorb工艺，它也使用吸附剂捕集硫化物，但SARS工艺吸附脱硫是在室温和常压下进行，不使用氢气，而S-Zorb工艺使用高温和较低的氢压，将硫转化为硫化物，耗用一定量的氢气。
许多大型石油公司都在开发所需投资较少的脱硫方法，以满足新的燃料法规。这些方法包括新催化剂配方的开发、指定反应和工艺条件、设计新的反应器或者开发基于吸附、氧化、膜分离、生物技术或离子液体的全新工艺。其中有些可望应用于炼油厂生产超清洁燃料。
来源：中国化工报 |
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