分析煤化工與能量轉(zhuǎn)化率

李哲宏

（大唐呼倫貝爾能源開發(fā)有限公司，內(nèi)蒙古 呼倫貝爾021008）

0 引言

在煤化工當(dāng)中，在進(jìn)行裝置的可行性分析之時(shí)，能量轉(zhuǎn)化率是一個(gè)十分重要的數(shù)據(jù)。然而隨著在此理論之上的發(fā)展，能量轉(zhuǎn)化率變得越來越重要，隨之而來也出現(xiàn)了一些錯(cuò)誤使用的現(xiàn)象，進(jìn)而造成不利影響。能量轉(zhuǎn)化率的使用必須充分結(jié)合裝置的實(shí)際情況，同時(shí)還需要與綜合能耗概念結(jié)合，這樣才能夠保障對(duì)裝置的建設(shè)趨于合理化，具有可行性。

1 能量轉(zhuǎn)化率概述

在煤化工當(dāng)中常常用能量轉(zhuǎn)化率衡量煤電技術(shù)的進(jìn)步，能量轉(zhuǎn)化率高，相應(yīng)的對(duì)于原料的利用率也高，證明此種工藝也相對(duì)優(yōu)化。能量轉(zhuǎn)化率用公式表示為：

其中，Eo表示有效產(chǎn)品熱值和，Ei表示原料熱值。對(duì)于煤化工而言，原料主要就是指所輸入的各種能流以及物質(zhì)流，其中包括了煤、水、溶劑等。而最后主要的產(chǎn)物，以及有用的副產(chǎn)物則是有效產(chǎn)品。

通過完成裝置設(shè)計(jì)，將會(huì)得到消耗的定額，并且通過計(jì)算之后得出能耗值。在裝置運(yùn)行穩(wěn)定之后，要測(cè)定裝置數(shù)據(jù)則相對(duì)困難，這項(xiàng)工作通常被稱為標(biāo)定。兩個(gè)數(shù)據(jù)之間也具有一定程度的差異性。

在不同的產(chǎn)品之間進(jìn)行轉(zhuǎn)化率的對(duì)比是沒有意義的，用其來對(duì)投資進(jìn)行引導(dǎo)更加是不可取的。在進(jìn)行裝置的建設(shè)之時(shí)，應(yīng)該充分立足企業(yè)的實(shí)際需求和生產(chǎn)需要。要提高企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益最根本的還是要提高相關(guān)技術(shù)和工藝，進(jìn)一步的節(jié)約能源降低消耗，推行低碳經(jīng)濟(jì)，同時(shí)嚴(yán)格遵守國家的相關(guān)規(guī)范規(guī)則。只有這樣才能夠保障企業(yè)獲得經(jīng)濟(jì)、社會(huì)和環(huán)境效益的統(tǒng)一。

2 特性分析

2．1 工程性

對(duì)于能量轉(zhuǎn)化率之上的研究，部分學(xué)者只將其當(dāng)做一個(gè)理論性的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，進(jìn)而得出某種工藝的能量轉(zhuǎn)化率，同時(shí)做出評(píng)價(jià)。比如有關(guān)數(shù)據(jù)表明，通過理論之上的分析，使用煤制造甲醇和柴油之間所得到的數(shù)據(jù)是1：0.438。從數(shù)據(jù)上看，兩相比較制造甲醇之時(shí)能夠節(jié)約大概一半的資源。從理論上似乎并沒有問題，然而與實(shí)際相比卻是存在極大的差異性的。在能量轉(zhuǎn)化率上，二者之間并不是一個(gè)理論值，因此這樣的固定比值是不存在的。

如果所面臨的是單個(gè)工程，設(shè)計(jì)和裝置運(yùn)行將會(huì)對(duì)能量轉(zhuǎn)化率造成影響，比如裝置的規(guī)模、原料質(zhì)量等。設(shè)計(jì)的差異性也會(huì)帶來轉(zhuǎn)換率的差異。在煤氣化當(dāng)中，使用的煤種、方法等不同，所得到的轉(zhuǎn)化率也相應(yīng)不同。就目前而言，針對(duì)某一類的工程是無法只通過一種理論，進(jìn)而進(jìn)行轉(zhuǎn)化率的推算。

2.2 可變性

隨著先進(jìn)技術(shù)的使用、進(jìn)一步改進(jìn)了催化劑等，能量轉(zhuǎn)化率的數(shù)據(jù)也隨之不斷的發(fā)展變化。在二十世紀(jì)七十年代利用天然氣制合成氨，每制造一噸需要消耗42GJ，到二十世紀(jì)末在此基礎(chǔ)之上下降了13GJ，發(fā)展至今已經(jīng)已經(jīng)可以保持在生產(chǎn)每噸消耗28GJ以下。經(jīng)過幾十年的發(fā)展，其進(jìn)步的主要方向是不斷的提高能量轉(zhuǎn)化率，進(jìn)而達(dá)到降低能耗的目的。然而在之后的發(fā)展當(dāng)中卻無法再通過此項(xiàng)達(dá)到快速進(jìn)步的目的，即便還能繼續(xù)在一定程度之上提高能量轉(zhuǎn)化率，其效果也不會(huì)太明顯。

通過節(jié)能改造能夠有效的提高能量的利用率。比如山西的某企業(yè)，原有每年合成氨三十萬噸的裝置，通過十年的時(shí)間進(jìn)行了節(jié)能改造。通過百分之五十的節(jié)能擴(kuò)產(chǎn)，同時(shí)保持總體系列不變，最終將原有每噸消耗61GJ成功的降低了15GJ，改造的成本低于購買全新裝置的一半。

當(dāng)下部分的新興化工工藝，比如在費(fèi)托合成柴油之上，其正在步入快速提高能量轉(zhuǎn)化率的黃金時(shí)代。通過深入的研究，從而進(jìn)一步的促進(jìn)工藝和催化劑的發(fā)展，以及進(jìn)行更新?lián)Q代，其有可能大幅度提高能量轉(zhuǎn)化率。因此對(duì)于發(fā)展需要的判斷，如果只是通過工藝發(fā)展前后的對(duì)比，以及能量轉(zhuǎn)化率來進(jìn)行，這缺乏了足夠的公平性。

我國的煤電工業(yè)對(duì)于煤的利用率在不斷的上升，進(jìn)一步的降低了能耗，這說明技術(shù)的進(jìn)步也不斷的提高了能力轉(zhuǎn)化率數(shù)據(jù)。如表1。

表1 歷年供電標(biāo)準(zhǔn)煤耗與能量轉(zhuǎn)化率

用合成氨的進(jìn)步，以及煤電的進(jìn)步來判斷合成柴油的進(jìn)步，是可以進(jìn)行比照的。在進(jìn)行合成柴油的早期，最初的轉(zhuǎn)化率是百分是三十五，近幾年發(fā)展迅速，如今已經(jīng)超過了百分之四十，且還有持續(xù)快速進(jìn)步的姿態(tài)?？萍嫉倪M(jìn)步和創(chuàng)新不斷的推動(dòng)其進(jìn)步，該項(xiàng)技術(shù)的發(fā)展還會(huì)具有更加美好的前景。

2．3 綜合性

在多聯(lián)產(chǎn)的裝置當(dāng)中，能量被交叉利用在多條工藝線路當(dāng)中，在此時(shí)針對(duì)單獨(dú)的能耗很難計(jì)算。隨著產(chǎn)品的增多難度也逐次上升，通過綜合攤派計(jì)算能夠解決以上難題。具體說來對(duì)于某個(gè)產(chǎn)品的能量消耗當(dāng)中，既有明確的原料貢獻(xiàn)，又有攤派的估計(jì)值，通過綜合就能最后得出其能耗值。相應(yīng)的也只有一個(gè)平均的轉(zhuǎn)化率數(shù)值。比如針對(duì)石油化工企業(yè)，其所需要的原料眾多，主要包含了煤、天然氣等，所生成的產(chǎn)品更是多樣，有化肥、聚合物等。這就導(dǎo)致了在生產(chǎn)當(dāng)中，無法具體的進(jìn)行每一種的轉(zhuǎn)化率計(jì)算，只能通過綜合進(jìn)行計(jì)算，進(jìn)而得出最終的平均值。

3 結(jié)語

綜上所述，在煤化工之上進(jìn)行能量轉(zhuǎn)化率的分析，將不同的產(chǎn)品進(jìn)行分析，并且作為投資的引導(dǎo)是不夠合理的。在進(jìn)行裝置的建設(shè)之時(shí)，應(yīng)該充分立足于企業(yè)的具體需求和實(shí)際情況，不能只根據(jù)能量轉(zhuǎn)化率決定建設(shè)與否。同時(shí)提高能量轉(zhuǎn)化率在一定程度之上能夠達(dá)到節(jié)能降耗的目的，然而該種方式當(dāng)達(dá)到一定的程度想要再進(jìn)步就較為艱難。因此在之后的發(fā)展當(dāng)中應(yīng)該拓展進(jìn)步方式，還應(yīng)該從節(jié)能改造、發(fā)展有關(guān)技術(shù)等方面不斷的提高利用率，從而降低成本增加企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益。

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