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煤氣化制氫技術(shù)范文第1篇

[關(guān)鍵詞] 肝纖維化；基質(zhì)金屬蛋白酶-1；基質(zhì)金屬蛋白酶組織抑制因子-1

[中圖分類號] R575 [文獻標識碼] A [文章編號] 1673-7210（2013）08（b）-0022-03

肝纖維化是由于各種致病因子引起肝臟的損傷和炎癥，導(dǎo)致纖維組織廣泛增生和沉積，其發(fā)生、發(fā)展過程與細胞外基質(zhì)（extracellular matrix，ECM）的沉積與降解相對失衡有關(guān)，而ECM的變化和組織基質(zhì)金屬蛋白酶-1（MMP-1）及基質(zhì)金屬蛋白酶組織抑制因子-1（TIMP-1）表達有密切的關(guān)系，本研究通過動物實驗方法，結(jié)合既往實驗基礎(chǔ)上[1]，采用酶聯(lián)免疫吸附測定法、免疫組化染色法分別檢測正常及肝纖維化大鼠血清及肝組織MMP-1及TIMP-1表達的變化，分析兩者在肝纖維化中的作用，以期為肝纖維化預(yù)防提供理論基礎(chǔ)。

1 材料與方法

1.1 材料

1.1.1 動物 選擇2011年11月～2013年11月，SPF級SD大鼠20只，體質(zhì)量180～200 g，雄性，購自南方醫(yī)科大學(xué)動物實驗中心[SCXK（粵）200620015粵監(jiān)證字2006B2008]。于廣東省藥物研究所標準SPF級動物實驗室（合格證號：2006C125號）進行動物飼養(yǎng)及實驗。

1.1.2 試劑 大鼠MMP-1及大鼠TIMP-1定量檢測試劑盒（ELISA）（上海西唐生物科技有限公司），大鼠抗MMP-1及大鼠TIMP-1單克隆抗體（武漢博士德生物工程有限公司）。

1.2 方法

1.2.1 肝纖維化模型建立：根據(jù)前期實驗[2]及相關(guān)文獻建模[1-3]。

1.2.2 實驗分組及處理 20只雄性SD大鼠適應(yīng)飼養(yǎng)1周后，隨機分為2組，正常組10只大鼠，不作其他處理，常規(guī)飼養(yǎng)12周；模型組10只大鼠，腹腔注射CCl4 0.025 mL（用花生油1∶6稀釋），每周3次，動物實驗共12周。動物實驗結(jié)束后，采用摘眼球采血法最大量取血，并置于未加抗凝劑的普通干凈玻璃試管中。剖開大鼠腹腔暴露肝臟，留取肝臟左葉，留取部分肝組織于4%中爾馬林液固定，置于包埋盒中，于切片機切片，厚度3 μm，裱片于普通載玻片上進行免疫組化染色。

1.2.3 指標檢測 按照試劑盒說明書以ELISA方法檢測血清MMP-1和TIMP-1含量；免疫組化染色檢測肝組織MMP-1和TIMP-1表達，組織中出現(xiàn)棕色或黃色的部位為陽性表達部位，在高倍鏡（400×）下，每張切片隨機選擇10個視野，采用專業(yè)顯微彩色圖像分析軟件計算每個視野下陽性部位面積的百分比，取其均值為該張切片的陽性表達面積，再進行統(tǒng)計學(xué)處理。

1.3 統(tǒng)計學(xué)方法

采用統(tǒng)計軟件SPSS 12.0對數(shù)據(jù)進行分析，正態(tài)分布計量資料以均數(shù)±標準差（x±s）表示，兩獨立樣本的計量資料采用t檢驗；計數(shù)資料以率表示，采用χ2檢驗。以P < 0.05為差異有統(tǒng)計學(xué)意義。

2 結(jié)果

2.1 血清MMP-1及TIMP-1含量比較

模型組大鼠血清中MMP-1含量較正常組明顯降低，差異有高度統(tǒng)計學(xué)意義（t = 13.38，P < 0.01），血清中TIMP-1含量升高明顯，差異有高度統(tǒng)計學(xué)意義（t = 31.92，P < 0.01）。見表1。

2.2 肝組織MMP-1及TIMP-1陽性百分比分析

MMP-1模型組陽性表達面積比例[（5.60±1.51）%]與正常組比較明顯下降，差異有高度統(tǒng)計學(xué)意義（t = 14.37，P < 0.01）。TIMP-1陽性百分比分析，模型組陽性表達面積與正常組比較明顯升高，差異有高度統(tǒng)計學(xué)意義（t = 38.96，P < 0.01）。見表2。

3 討論

肝纖維化的發(fā)生是一過復(fù)雜的過程，往往會帶來肝硬化甚至肝癌等不良的后果，積極探索肝纖維化發(fā)病機制，尋求有效治療措施對降低肝硬化發(fā)病率具有重要意義。肝纖維化發(fā)生的原因較多，一般是ECM的生成與沉積增加，造成ECM積累，最后導(dǎo)致肝纖維化。肝纖維化的形成過程主要取決于膠原的合成、沉積、降解、吸收的動態(tài)平衡，其消退的特征是肝纖維化基質(zhì)的降解和正常肝組織的恢復(fù)，其發(fā)生、發(fā)展過程與ECM，特別是膠原的沉積與降解相對失衡有關(guān)，這種過度沉積不僅是由于ECM合成增多，更大程度上是由于降解減少引起[4-5]，提示促進ECM各成分的降解是抗肝纖維化的重要途徑，影響ECM降解的主要是MMPS和TIMPS，而ECM主要是Ⅰ、Ⅲ型膠原的沉積。目前在肝內(nèi)共發(fā)現(xiàn)了8種基質(zhì)金屬蛋白酶，其中MMP-1能夠降解纖維化中肝臟中ECM的主要成分Ⅰ、Ⅲ型膠原[6]，TIMP-1增加和（或）MMP-1減少，可使ECM降解減少，特別是膠原降解減慢，導(dǎo)致組織纖維化發(fā)生，反之，導(dǎo)致ECM發(fā)生破壞性重建[7]。TIMP-1是體內(nèi)MMP-1的特異性抑制劑，它能通過其N-末端特異性地與MMP-1催化活性中心的鋅離子結(jié)合，從而封閉其催化活性，使有活性的MMP-1失活[8]，TIMP- 1是抑制MMP活性的一組多功能因子家族的主要成員之一，是一種分子質(zhì)量單位約為28.5 kd的糖蛋白，在肝臟中由枯否細胞、肝星狀細胞及肌纖維母細胞產(chǎn)生。活化的肝星狀細胞表達TIMP-1最強，TIMP-1主要抑制MMP-1活性[9]，TIMP-1主要由激活的肝星狀細胞、肝細胞、內(nèi)皮細胞分泌，主要作用是抑制膠原酶的活性，同時抑制基質(zhì)分解素和明膠B，在肝纖維化時其表達明顯增加，主要由位于肝中央靜脈、匯管區(qū)周圍及肝竇壁的間質(zhì)細胞分泌[10]，因而TIMP-1在肝組織中的表達水平可以反映肝組織學(xué)纖維化程度[11-12]。前期研究顯示，經(jīng)復(fù)方中藥干預(yù)的大鼠肝組織中的Ⅰ、Ⅲ型膠原含量明顯降低，造模組MMP-1表達降低、TIMP-1表達升高，復(fù)方中藥組MMP-1表達明顯升高，與造模組相比，正常組及復(fù)方中藥組MMP-1表達顯著升高，TIMP-1表達明顯降低[13-16]，與本實驗結(jié)果相一致。本研究結(jié)果顯示，血清及肝組織MMP-1及TIMP-1與肝纖維化關(guān)系密切，史玉嶺[17]使用ROC曲線評估TIMP-1診斷肝纖維化的敏感度、特異性，明顯高于肝纖維化標記物HA、PC Ⅲ、C Ⅳ、LN ，提示血清 TIMP-1診斷肝纖維化有較高的敏感度和特異性，其水平可反映肝纖維化的程度。

本研究為肝纖維化判斷指標提供實驗佐證并為臨床上尋找治療肝纖維化藥物打下了實驗基礎(chǔ)，而如何調(diào)節(jié)MMP-1及TIMP-1兩者的平衡，抑制TIMP-1的表達將為防治肝纖維化提供新的研究方向。

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煤氣化制氫技術(shù)范文第2篇

關(guān)鍵詞：IGCC；環(huán)保；節(jié)能；CO2捕集及封存

中圖分類號： X324 文獻標識碼：A

1　概述（IGCC簡介）

整體煤氣化聯(lián)合循環(huán)發(fā)電（Integrated　Gasification　Combined　Cycle，簡稱IGCC）是當(dāng)今國際上最引人注目的新型、高效的潔凈煤發(fā)電技術(shù)之一，是煤氣化多聯(lián)產(chǎn)領(lǐng)域中的重要部分，它采用煤或者生物質(zhì)等作為燃料，通過氣化爐將煤轉(zhuǎn)化為粗煤氣，粗煤氣經(jīng)過除塵、脫硫等凈化工藝成為潔凈的煤氣，供給燃氣輪機做功發(fā)電，燃機排氣給余熱鍋爐，產(chǎn)生的蒸汽去汽輪機做功發(fā)電，從而實現(xiàn)聯(lián)合循環(huán)發(fā)電。IGCC是煤氣化技術(shù)，空分技術(shù)，煤氣凈化技術(shù)、高性能先進的燃氣輪機－蒸汽輪機技術(shù)以及系統(tǒng)整體化技術(shù)等多種高新技術(shù)的集成體。

IGCC具有高效、低污染、耗水少等優(yōu)點，而且為未來的煤制氫以及CO2的捕集和封存技術(shù)提供可能，它的發(fā)展符合中國能源的特點，符合中國電力的發(fā)展趨勢，符合中國建設(shè)節(jié)約型社會和可持續(xù)發(fā)展的要求，IGCC發(fā)展勢在必行。

2　嚴峻的能源和環(huán)境形勢迫使我國尋找清潔煤利用技術(shù)途徑

2.1　我國的能源結(jié)構(gòu)和電力發(fā)展需求

我國的能源結(jié)構(gòu)是貧油、少氣、富煤，煤炭占一次能源總消費量的75%以上。中國石油可采儲量約為50億噸，天然氣可采儲量為2萬億立方米，煤炭可開采儲量為7650億噸。如果統(tǒng)一換算成標準煤，中國百年內(nèi)可采用的資源總量約2萬億噸標煤。其中煤炭為15000億噸標煤，占75％；其他化石能源為1000億噸標煤，占5％；可再生能源為4000億噸標煤，占20％。由表1可以清晰看出我國三種能源的采儲量和可采用的年限。

隨著我國經(jīng)濟得發(fā)展，電力的消耗以難以置信的速度增長。在1995年，總的發(fā)電容量是217GW。5年之后，2000年，總發(fā)電容量達到了319GW。到2004年，達到了441GW。在接下來的2年來，總的發(fā)電容量分別是517和622GW，到2007年，供需基本上達到了平衡，有些地區(qū)也許還過剩。我國能源不像美國，沒有大量的天然氣和石油資源，主要的資源還是煤炭。煤資源豐富且相對比較廉價，占總開采化石能源的92.6％。所以煤炭仍然是發(fā)電的主要能源，這是不爭的事實，但是由于燃煤引起的環(huán)境問題給我國帶來了很大的壓力。

2.2　我國的環(huán)境問題

煤的開發(fā)和應(yīng)用已經(jīng)引起了嚴重的環(huán)境和生態(tài)問題。據(jù)統(tǒng)計，我國大氣污染中90％的SO2、71％的CO、82.5的CO2和NOx是由燃煤造成的。2007年2月，聯(lián)合國政府間氣候變化專門委員會（IPCC）公布了第四份氣候變化評估報告第一部分內(nèi)容《氣候變化2007：物理科學(xué)基礎(chǔ)》，指出從現(xiàn)在開始到2100年，全球平均氣溫升高幅度可能是1．8攝氏度至4攝氏度，海平面升高幅度是18厘米至59厘米，而造成這一趨勢的原因有90％可能是人類活動排放的二氧化碳、甲烷以及氮氧化物所致；二氧化碳的增加主要是人類使用化石燃料所致，而甲烷和氮氧化物的增加主要是人類的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)活動所致。

3　我國發(fā)展IGCC的必要性

能源和環(huán)境的嚴峻現(xiàn)實使我們不得不認真的考慮煤電的可持續(xù)發(fā)展問題，這是關(guān)系到我國建設(shè)資源節(jié)約型和環(huán)境友好型社會的一個重要問題。我國將長期依賴煤這種能源發(fā)電，所以煤的清潔應(yīng)用是可持續(xù)發(fā)展的能源系統(tǒng)時非常重要的。要緩解電力與資源、環(huán)境的矛盾，除現(xiàn)有火電機組降低污染物排放和提高循環(huán)效率、新增發(fā)電機組采用大容量和高參數(shù)潔凈煤技術(shù)之外，另一方面就是積極研究開發(fā)更加高效、更潔凈的煤制氫和氫能發(fā)電技術(shù)及二氧化碳埋存技術(shù)，以達到更高的發(fā)電效率，并且實現(xiàn)包括二氧化碳在內(nèi)的各種污染物的近零排放。

IGCC是目前最有前途的發(fā)電和燃料制備技術(shù)，不僅滿足電力發(fā)展的需求，還有滿足環(huán)境和氣候的要求。IGCC將中國的主要動力資源－燃煤與高效環(huán)保的燃機技術(shù)通過煤的氣化和清潔工藝有機的結(jié)合在一起，在發(fā)電效率和環(huán)保等方面具有無可爭議的優(yōu)勢。

IGCC電站還可以通過水氣變換反應(yīng)實現(xiàn)制氫和CO2。IGCC的不可避免的成為實現(xiàn)燃煤發(fā)電和其他用途的潔凈煤技術(shù)的最佳選擇。另外，目前制氫技術(shù)越來越引起人們的重視，而關(guān)鍵技術(shù)就是煤氣化為基礎(chǔ)的IGCC技術(shù)[25]。所以我國更應(yīng)該大力發(fā)展IGCC發(fā)電技術(shù)。

4　我國IGCC發(fā)展狀況

我國是一個以煤為主的能源生產(chǎn)和消費大國，在發(fā)展煤電技術(shù)過程中，已經(jīng)基本解決了傳統(tǒng)的粉塵、SOx和NOx污染排放問題，在研究開發(fā)以CO2減排為目的的未來發(fā)電技術(shù)和工業(yè)示范，主要集中在如下3個方面：

4.1IGCC發(fā)電技術(shù)：研究開發(fā)煤基氣化技術(shù)、低污染合成氣燃機技術(shù)、IGCC系統(tǒng)優(yōu)化集成、電站設(shè)計技術(shù)以及輔機設(shè)計技術(shù)，集成后建立典型的IGCC示范系統(tǒng)。由于經(jīng)濟發(fā)展等原因，在我國已經(jīng)建立的IGCC示范電站有：環(huán)渤海區(qū)域——天津，250MW級、干煤粉氣化技術(shù)、E型燃機；長三角地區(qū)——杭州，半山電站200　MW級、水煤漿氣化技術(shù)；珠三角地區(qū)——東莞，粉煤加壓密相輸運床氣化技術(shù)。

4.2IGCC發(fā)電與多聯(lián)產(chǎn)技術(shù)：2003年，在兗礦開工建立一座煤氣化發(fā)電與甲醇聯(lián)產(chǎn)示范項目：激冷水煤漿氣化爐、年產(chǎn)24萬噸甲醇、6B燃機；山東兗礦集團正在榆林建立百萬噸/年煤間接液化制油示范工程，配有4臺低溫費托合成反應(yīng)器，40MW級燃機，4×25萬噸/年甲醇；山西潞安礦業(yè)集團正在潞安建立16萬噸/年油電聯(lián)產(chǎn)示范工程，配有單臺費托合成反應(yīng)器，40MW級燃機，1×16萬噸/年甲醇。

4.3未來發(fā)電技術(shù)預(yù)研究：根據(jù)我國的能源實際情況和研究基礎(chǔ)參與國際合作，對未來發(fā)電的主流技術(shù)進行研究，主要有：（1）研究開發(fā)單元技術(shù)：氫燃機、煤基CO2分離、純氧燃燒和煙氣CO2捕集等若干個單元技術(shù)；（2）研究開發(fā)系統(tǒng)技術(shù)：煤基氣化CO2分離的系統(tǒng)技術(shù)、燃煤電站CO2分離系統(tǒng)技術(shù)以及CO2利用和封存系統(tǒng)技術(shù)；建立試驗系統(tǒng)研發(fā)平臺和系統(tǒng)集成研究：研發(fā)平臺：氫燃機、煤基氣化CO2脫除、純氧燃燒試驗系統(tǒng)；建立常規(guī)燃煤電站CO2捕集、CO2驅(qū)油系統(tǒng)的半工業(yè)試驗裝置和煤基氣化的氫燃料電池發(fā)電系統(tǒng)。

5　我國發(fā)展IGCC的主要障礙和應(yīng)該注意的問題

目前制約IGCC走向商業(yè)化的重要因素是比投資和發(fā)電成本較高，也就是IGCC發(fā)電廠的初始造價偏高。美國的第一個IGCC電站是$3，000/kW的成本在上世紀80年代中期建成的，其發(fā)電效率同常規(guī)燃煤電站相當(dāng)。在90年代中期到末期的6個IGCC電站的成本資金將在$1，500～$2，000之間，而發(fā)電效率將增長到40％。在未來的發(fā)電成本上將有更大降低，甚至可以達到$1，500/kw，而發(fā)電效率可以增長到50％以上。在中國目前的狀況下，IGCC的資金投資成本是$1，338/kW，幾乎是常規(guī)燃煤電站的2倍，所以限制了IGCC在中國的發(fā)展。在2010年以后，IGCC的建設(shè)成本將降低到少于$1100/kW。IGCC成本可以通過改進設(shè)備、優(yōu)化系統(tǒng)、提高性能、增大裝機容量、爭取批量生產(chǎn)等方式來突破這個經(jīng)濟問題。美國能源部能源研究中心（METC）對IGCC價格的預(yù)測見表2：

中國IGCC發(fā)展緩慢的原因不僅僅是資金問題，而且缺少IGCC的長期運行經(jīng)驗，建設(shè)周期長，關(guān)鍵技術(shù)的掌握問題。這需要特殊的政策和有效的市場刺激，需要環(huán)境政策和標準進一步的加強，需要產(chǎn)、學(xué)、研的有效結(jié)合和分工，需要有效的政府支持和監(jiān)督。

結(jié)語

我國發(fā)展IGCC應(yīng)該從我國整體能源、環(huán)境的大視角下出發(fā)，研究IGCC在整個能源系統(tǒng)中的位置，安排近期、中期、長期的戰(zhàn)略，加強國際合作，有國家和政府特殊政策的支持，把出發(fā)點和立足點放在培植我國自主創(chuàng)新能力上，集中全國優(yōu)勢力量，掌握有關(guān)關(guān)鍵技術(shù)，培植我國自己的IGCC多聯(lián)產(chǎn)的設(shè)計、系統(tǒng)集成、制造、運行的工業(yè)體系。

參考文獻

煤氣化制氫技術(shù)范文第3篇

關(guān)鍵詞：煤炭 地下氣化 歷史 中國 前景

1、煤炭地下氣化的基本概念

煤炭地下氣化（Underground Coal Gasification）就是向地下煤層中通入氣化劑，將煤炭進行有控制的燃燒，通過對煤的熱作用及化學(xué)作用而產(chǎn)生可燃氣體，然后將產(chǎn)品煤氣導(dǎo)出地面再加以利用的一種能源采集方式。[1]

2、煤炭地下氣化技術(shù)概況

2.1開發(fā)歷史與技術(shù)比較

2.1.1國外的歷史

前蘇聯(lián)自30年代初開始地下煤氣化技術(shù)試驗，至50年代末達到工業(yè)化生產(chǎn)，所生產(chǎn)的煤氣用于發(fā)電或工業(yè)燃料氣。目前有關(guān)工作基本停頓。氣化方法包括 “有井式”和“無井式”(鉆孔法)。

6個歐共體成員國于1988年組成歐洲地下煤氣化研究工作組，其長遠目標在于通過現(xiàn)場試驗和半商業(yè)運行，論證歐洲典型煤層商業(yè)應(yīng)用地下煤氣化的可行性。第一個西班牙現(xiàn)場聯(lián)合試驗自1991年10月開始至1998年12月結(jié)束， 氣化總共進行301h。采用的主要技術(shù)是利用石油天然氣工業(yè)的定向鉆井技術(shù)。實驗成功表明：歐洲煤可在500m深氣化并生產(chǎn)高質(zhì)量煤氣；氣化過程穩(wěn)定并可控制。[2]

2.1.2國內(nèi)的歷史

我國采用“長通道、大斷面、兩階段”煤炭地下氣化工藝，1994年完成徐州新二號井半工業(yè)性試驗、1996完年唐山劉莊礦工業(yè)性試驗、2000年完成山東新汶礦孫村煤礦產(chǎn)業(yè)化示范工程，2001年進行了山東新汶?yún)f(xié)莊煤礦、鄂莊煤礦、肥城曹莊煤礦和山西昔陽煤化公司的推廣利用。

我國自1958年到1962年，先后在新汶、鶴崗、大同、皖南、沈北等許多礦區(qū)進行過自然條件下的煤炭地下氣化試驗；1987年中國礦業(yè)大學(xué)在徐州馬莊煤礦報廢礦井進行無井式氣化，試驗進行3個月，產(chǎn)氣16萬m ，煤氣平均熱值4．2MJ／m 。馬莊試驗表明，礦井遺棄煤炭地下氣化是可行的，但所采用的無井式氣化工藝必須改進。

2.2 對煤炭地下氣化技術(shù)的評述

煤炭地下氣化被譽為新一代采煤方法。早在1979年聯(lián)合國“世界煤炭遠景會議”就曾明確指出，煤炭地下氣化是從根本上解決傳統(tǒng)煤炭開采和使用方法存在的一系列技術(shù)和環(huán)境問題的重要途徑。

煤炭地下氣化所得的煤氣主要有以下用途：①用于發(fā)電；② 用于工業(yè)燃氣；③ 提取純氫，進一步用作還原氣和精細化工產(chǎn)品；④ 用于城市的民用煤氣；⑤用于合成甲烷，進入天然氣管網(wǎng)；⑥ 用于化工合成原料氣，通過煤氣可合成甲醇、氨氣、二甲醚、石油等 。[3]

3、煤炭地下氣化在中國的前景

3.1發(fā)展煤炭地下氣化技術(shù)的原因

其一，煤炭工業(yè)是重要的基礎(chǔ)產(chǎn)業(yè)，然而煤炭開采成本隨著開采強度的加大而不斷提高，東部煤炭后備資源愈發(fā)不足。煤炭地下氣化技術(shù)是一項從根本上改造傳統(tǒng)的煤炭生產(chǎn)與利用工藝的技術(shù)，因此從國家產(chǎn)業(yè)政策和技術(shù)政策的角度來看，應(yīng)該支持煤炭地下氣化工藝的發(fā)展。

其二， 由煤礦地下生產(chǎn)的煤氣可廣泛應(yīng)用于燃料氣、發(fā)電、煤化工和提取氫等清潔燃料高附加值的生產(chǎn)領(lǐng)域(當(dāng)然還有許多研究開發(fā)工作要做)，由此大大提高煤炭工業(yè)的經(jīng)濟效益，促進煤炭工業(yè)技術(shù)和產(chǎn)品結(jié)構(gòu)升級。煤炭地下氣化的發(fā)展有可能成為煤炭工業(yè)的新的經(jīng)濟增長點，應(yīng)引起高度重視。這一新的經(jīng)濟增長點是伴隨著煤炭資源的合理、綜合和有效利用而來，我國已有的關(guān)于資源綜合利用的優(yōu)惠政策也應(yīng)該向這一新技術(shù)的開發(fā)與應(yīng)用傾斜。

其三，從原則上說，地下煤氣化技術(shù)是比常規(guī)地面煤氣化清潔煤技術(shù)還要清潔的一項清潔煤技術(shù)。煤炭地下氣化技術(shù)是一項從煤炭開采利用源頭預(yù)防和治理污染的清潔生產(chǎn)(CP)技術(shù)，亦即環(huán)境無害化技術(shù)(EST)。

3.2對于煤炭地下氣化在中國的前景的展望

我國正處于工業(yè)化、城市化、現(xiàn)代化加快推進的進程中，能源需求快速增長，大規(guī)?；A(chǔ)設(shè)施建設(shè)不可能停止。據(jù)統(tǒng)計，2000 后我國的能源消費年平均增長率高達9.7%，2007 年，我國能源生產(chǎn)總量達到23.7 億tce，能源消費達到26.5 億tce，位居世界第二[4]?！案幻?、少氣、缺油”的資源條件，決定了中國能源結(jié)構(gòu)以煤為主，低碳能源資源的選擇有限。我國電力中，水電占比只有20%左右，火電占比達77%以上，“高碳”占絕對的統(tǒng)治地位。盡管太陽能、風(fēng)能等可再生能源在大力發(fā)展中，但一時都很難充當(dāng)主角。

因此，我國能源結(jié)構(gòu)以煤炭為主的局面在短時間內(nèi)還難以改變。讓煤的開采和使用變得干凈、少污染，將煤炭資源低碳化利用成為當(dāng)務(wù)之急。發(fā)展煤炭地下氣化是我國解決上述問題的最佳途徑。隨著我國煤層氣產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，煤層氣與煤炭地下氣化的綜合開發(fā)和利用也必將降低成本、提高煤炭地下氣化的經(jīng)濟效益。[5]

4、對于中國煤炭地下氣化的建議

對于煤炭地下氣化技術(shù)，應(yīng)加強不同煤層賦存條件下穩(wěn)定氣化工藝參數(shù)及控制技術(shù)的研究；煤炭地下氣化燃空區(qū)動態(tài)監(jiān)測可視化及控制技術(shù)的研究；煤炭地下氣化污染物控制及資源化技術(shù)的研究；煤炭地下氣化煤氣綜合利用技術(shù)的研究。

另外，為發(fā)展我國煤炭氣化產(chǎn)業(yè)，要積極鼓勵企業(yè)和居民使用煤氣，周家應(yīng)制定相關(guān)政策，對使用煤氣提高能源轉(zhuǎn)化效率，減少污染的企業(yè)實行優(yōu)惠政策，如減免稅收。[6]

設(shè)立煤炭地下氣化科技投資總公司，以對煤炭地下氣化技術(shù)進行規(guī)劃管理與運作，促進其工業(yè)化和產(chǎn)業(yè)化的進程。同時，使煤炭地下氣化技術(shù)與金融相結(jié)合，獲取更大效益，最終迎擊未來全球能源危機的挑戰(zhàn)。

在經(jīng)濟發(fā)達地區(qū)擴大實驗，可考慮把淮海經(jīng)濟區(qū)建成國家級“煤炭地下氣化戰(zhàn)略試驗區(qū)”。徐州、新汶都有很好的基礎(chǔ)和科研能力，較強的社會經(jīng)濟需求，建立試驗區(qū)可以擴大西氣東輸氣源供應(yīng)，優(yōu)化淮海經(jīng)濟區(qū)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)。

國家應(yīng)把煤氣地下氣化列入十二五規(guī)劃，把煤地下氣化與西部大開發(fā)結(jié)合起來，與西氣東輸管道結(jié)合起來，與發(fā)電、制氫、化工等產(chǎn)業(yè)結(jié)合起來。[7]

參考文獻:

[1]黃溫鋼,辛林,吳俊一,馬曉光.從低碳經(jīng)濟看我國煤炭地下氣化的前景.中國科技論文在線

[2]馬馳,余力,梁杰.中國煤炭地下氣化技術(shù)的發(fā)展.中國能源.2003,2.

[3]柳少波，洪峰，梁杰.煤炭地下氣化技術(shù)及其應(yīng)用前景. 天然氣工業(yè).2005，8.

[4]張玉卓.從高碳能源到低碳能源――煤炭清潔轉(zhuǎn)化的前景[J]．中國能源，2008，30（4）：20-22.

[5]初茉,李華民,余力等. 煤炭地下氣化――回收報廢礦井中煤炭資源的有效途徑[J].中國煤炭， 2001，27（1）：22-29.

煤氣化制氫技術(shù)范文第4篇

關(guān)鍵詞： 能源 煤化工潔凈轉(zhuǎn)化清潔能源前景與應(yīng)用

1、引言

煤不僅是一種不可再生的能源資源，同時還是一種寶貴的碳氫資源和化工原料，由于煤的結(jié)構(gòu)組成的殊死性，使其成了某些化工原料和化學(xué)品的唯一來源。人們常說煤是”烏金”，不僅是因為是寶貴的礦物質(zhì)資源，還與煤在國民經(jīng)濟中的重要地位有關(guān)。我國是世界上少數(shù)幾個以煤炭為主要能源國家之一，煤炭是我國國民以濟發(fā)展中一項支柱性能源，從全球范圍來看，因煤炭儲量遠大于石油和天然氣，我國也是缺油少氣的國家之一。隨著經(jīng)濟的進一步發(fā)展，我國的能源和資源面臨著前所未有的挑戰(zhàn)，煤炭在我國的能源結(jié)構(gòu)中占70%以上，我國石油和天然氣資源相對不足，這個缺口一部分就要由煤來補充。盡管在未來一段時間內(nèi)天然氣資源的勘探和開發(fā)將會有較大的增長，但煤炭占國家能源主導(dǎo)地位的現(xiàn)狀在短期內(nèi)不會改變。21世紀，全球低碳經(jīng)濟號角的吹響，清潔能源將是今后能源發(fā)展的主要方向，煤的潔凈轉(zhuǎn)化成為煤炭綜合利用的一個新的課題，新型煤化工是煤潔凈轉(zhuǎn)化的重要基礎(chǔ)。

2、煤化工產(chǎn)業(yè)

21世紀，世界的能源結(jié)構(gòu)會發(fā)生重大的變化。從所周知，目前環(huán)境惡化的一個重要因素就是煤炭消耗，煤炭在直接燃燒過程中存在著效率低、污染嚴重的問題，隨著潔凈能源的提出，世界上不少國家在煤的綜合利用方面進行了攻關(guān)，在煤的潔凈轉(zhuǎn)化方面取得了實質(zhì)性的突破。

煤化工產(chǎn)業(yè)開始于18世紀后半葉，到了19世紀己經(jīng)形成了完整的煤化工體系。第二次世界大戰(zhàn)以后，石油化工發(fā)展迅速，很多化學(xué)品的生產(chǎn)又從以煤為原料轉(zhuǎn)移到以石油、天然氣為原料，從而削弱了煤化工在化學(xué)工業(yè)中的地位。進入20世紀，一些國家以農(nóng)林產(chǎn)品為原料的有機化學(xué)品多改為以煤為原料生產(chǎn)，煤化工成為化學(xué)工業(yè)的重要組成部分。進入21世紀，受國際油價不斷上漲、大氣污染等現(xiàn)實問題的制約，開發(fā)新型能源是當(dāng)前世界各個國家的戰(zhàn)略任務(wù)，在太陽能、風(fēng)能、水能、核能等方面均取得了一批批較為成熟的成果，但煤炭在全球經(jīng)濟發(fā)展中的重要地位依然不會改變，尤其是在缺少石油資源、天然氣資源的中國，煤將還是占能源消耗的主導(dǎo)地位，開發(fā)先進的煤轉(zhuǎn)化技術(shù)工作迫在眉睫。

3、新型煤化工

新型煤化工通常指煤制油、甲醇、二甲醚、烯烴四種。目前國內(nèi)傳統(tǒng)煤化工已有很長的歷史，新型煤化工才剛剛起步。 2004年以來，傳統(tǒng)煤化工開始過剩，2010年電石和焦炭產(chǎn)能己高于市場需求， 產(chǎn)能過剩將會引發(fā)企業(yè)間的惡性競爭，導(dǎo)致產(chǎn)品的價格下降，經(jīng)營風(fēng)險顯著上升，因此，國家已經(jīng)將傳統(tǒng)煤化工列為限制發(fā)展的范圍。正當(dāng)所有的輿論都對傳統(tǒng)煤化工喊停的時候，峰回路轉(zhuǎn)，新型煤化工開始進軍。隨著國際國內(nèi)投資者紛紛進入，新型煤化工開始從實驗室走向生產(chǎn)。一些傳統(tǒng)煤化工較成熟、規(guī)模大的企業(yè)逐漸向新型產(chǎn)業(yè)發(fā)展，積極走出去，充分利用已經(jīng)具備的技術(shù)、人才、管理優(yōu)勢，開發(fā)新型煤化工項目。目前全國在建的新型煤化工項目有30多項，總投資達800多億元，新增產(chǎn)能為甲醇850萬噸，二甲醚90萬噸，烯烴100萬噸，煤制油124萬噸。而已備案的甲醇項目產(chǎn)能3400萬噸，烯烴300萬噸，煤制油300萬噸。 從市場上看，石油資源短缺，油價一直高位運轉(zhuǎn)，以煤化工產(chǎn)品替代石油是一種趨勢。從戰(zhàn)略上看，石油是戰(zhàn)略資源，1/3靠進口，而且存在有錢買不到的情況，儲備石油很重要。從成本上看，4噸煤一噸油，有明顯的成本優(yōu)勢?！叭庇?、少氣、富煤”是我國的基本國情，發(fā)展新開型煤化工是必然選擇。

4、煤潔凈轉(zhuǎn)化的應(yīng)用

煤的轉(zhuǎn)化是指煤經(jīng)過加熱或者化學(xué)加工變成新的物質(zhì)以及燃燒生熱等工藝過程的總稱。煤除去燃燒，通常說的煤轉(zhuǎn)化一般指煤化學(xué)工程或煤基－碳化學(xué)。煤化學(xué)工程主要包括煤的熱解、煤的氣化和煤氣凈化、煤的液化以及煤的其它化學(xué)加工等。煤化工產(chǎn)品主要有三種：潔凈的高熱值燃料、化學(xué)品和炭素材料。煤基－碳化學(xué)工程可以用煤為原料生產(chǎn)塑料、合成纖維、碳纖維、醫(yī)藥、染料、香料等人們現(xiàn)實生活中不可缺少的物質(zhì)和用品。在煤轉(zhuǎn)化過程中對環(huán)境無污染并且轉(zhuǎn)化的產(chǎn)物是潔凈的稱之為“煤的潔凈轉(zhuǎn)化”，根據(jù)需要，將煤定向轉(zhuǎn)化為各目標產(chǎn)品稱之為“煤的定向轉(zhuǎn)化”。

4.1煤的氣化

煤氣化可產(chǎn)生潔凈能源。煤氣化工藝過程主要包括煤炭氣化和煤氣凈化兩部分。粗煤氣經(jīng)凈化脫除了粉塵和硫氧化物等，可以根據(jù)需要生產(chǎn)工業(yè)或民用燃料氣。煤氣化的重要產(chǎn)品是氫，氫是重要的化工原料，目前氫氣主要是由煤、天然氣（CH4）以及石油為原料和水蒸氣在高溫下氣化、重整或烴類部分氧化轉(zhuǎn)化生成。在轉(zhuǎn)化過程中，化石能源中的碳首先變?yōu)橐谎趸迹瑸榱说玫礁鄽?，再?jīng)過水汽變換反應(yīng)CO+H2O＝H2+CO2，把CO進一步轉(zhuǎn)變?yōu)?CO2。氫也可由電解水得到，但這是一種昂貴的方法，一般在特殊的情況下（如氯堿工業(yè)）或是特殊需要的氫（如火箭燃料），用煤制氫是工業(yè)用氫的主要來源。

4.2 煤的液化

煤的液化技術(shù)是將固體的煤炭轉(zhuǎn)化為液體燃料、化工原料和產(chǎn)品的先進潔凈煤技術(shù)。煤炭液化技術(shù)中又可分煤的直接液化技術(shù)和煤的間接液化技術(shù)。煤的直接液化技術(shù)是將固體煤先磨成粉，再和自身產(chǎn)生的液化重油（循環(huán)溶劑）配成煤漿，在高溫（4500C）和高壓（20－30MPa）下直接加氫反應(yīng)，將其降解和加氫從而轉(zhuǎn)化為液體油類，又稱加氫液化。一般情況下，1噸無水煤灰能轉(zhuǎn)化成500－600千克以上的液化油，加上制氫用煤，約3－4噸的原煤可產(chǎn)生1噸成品油，煤直接液化可生產(chǎn)潔凈優(yōu)質(zhì)的汽油、柴油和航空糊料。煤的間接液化工藝就是先把煤全部氣化合成氣（氫氣和一氧化碳），然后再在催化劑下合成汽油，適用于煤種比直接液化廣泛，可在現(xiàn)有化肥廠己有氣化爐的基礎(chǔ)上實現(xiàn)合成汽油，反應(yīng)壓力為3 MPa，低于直接液化，反應(yīng)溫度為5500C，高于直接液化，油收率低于直接液化，約5－7噸煤出1噸成品油，成本比直接液化高。

4.3煤化工替代燃料

煤化工替代燃料產(chǎn)品可分為三類：含氧燃料（醇/醚/酯）、合成油（煤制油）、氣體燃料（甲烷氣/合成氣/氫氣）。其中含氧燃料技術(shù)成熟，是近期應(yīng)予推廣應(yīng)用的重點，合成油與現(xiàn)有車輛技術(shù)體系和基礎(chǔ)設(shè)施完全兼容，但其技術(shù)尚待完善，將在2020年發(fā)揮重要作用。氣體燃料車優(yōu)點很多，我國將從基礎(chǔ)科學(xué)研究、前沿技術(shù)創(chuàng)新、工程應(yīng)用開發(fā)等方面逐一突破。煤制甲醇、二甲醚已經(jīng)投產(chǎn)，產(chǎn)量也位于世界前列。甲醇盲目發(fā)展的勢頭逐漸顯現(xiàn)，繼續(xù)發(fā)展下去，甲醇供應(yīng)就將明顯過剩，另外，甲醇在替代交通領(lǐng)域原料上，存在熱值低、機械腐蝕性等難以克服的問題。 與甲醇的擔(dān)憂不用，同是替代交通領(lǐng)域的材料，二甲醚卻更為專家所認可，二甲醚是民用市場上最為成熟的替代燃料。發(fā)改委出臺的關(guān)于煤化工產(chǎn)業(yè)管理意見上，也明確將二甲醚定性為具備前景的能源替代品，是適合中國能源結(jié)構(gòu)的燃料。 煤制油和烯烴尚處在工業(yè)化試驗和示范階段，由于國際石油價格高位運行以及石油的稀缺性，煤制油等能源替代性的煤化工有巨大利潤空間。

5、新型煤化工的前景

新型煤化工以生產(chǎn)潔凈能源和可替代石油化工的產(chǎn)品為主，如柴油、汽油、航空煤油、液化石油氣、乙烯原料、聚丙烯原料、替代燃料（甲醇、二甲醚）等，它與能源、化工技術(shù)結(jié)合，可形成煤炭――能源化工一體化的新興產(chǎn)業(yè)。在國際油價居高不下、全球?qū)μ娲ぴ虾吞娲茉吹男枨笤桨l(fā)迫切的背景下，中國的煤化工行業(yè)以其領(lǐng)先的產(chǎn)業(yè)化進度成為中國能源結(jié)構(gòu)的重要組成部分。煤化工行業(yè)的投資機遇仍然受到國際國內(nèi)投資者的高度關(guān)注，煤化工技術(shù)的工業(yè)放大不斷取得突破，大型煤制油和煤制烯烴裝置的建設(shè)進展順利。“十二五”期間煤化工產(chǎn)業(yè)重點發(fā)展地區(qū)是煤炭的調(diào)出區(qū)和自給區(qū)，在“十二五”期間重點是做好煤制油、煤制烯烴、煤制天然氣等示范工程，科學(xué)評估技術(shù)路徑、經(jīng)濟性、環(huán)境影響、風(fēng)險與制約條件等也同步進行，可以說，新型煤化工行業(yè)在中國面臨著新的市場需求和發(fā)展機遇。

煤氣化制氫技術(shù)范文第5篇

關(guān)鍵詞：煤制油技術(shù) 液化技術(shù) 溶劑精煉煤法

我國作為世界的第二大能源消耗國，石油是我國當(dāng)前的主要消耗能源，隨著社會的發(fā)展，對其需求量亦在隨之增加，石油問題成為我國經(jīng)濟發(fā)展過程中必須面對的問題。煤炭在我國整個能源消費體系中的比例約占70%，短期內(nèi)以煤為主的能源消費結(jié)構(gòu)難以改變。長期以來，我國已形成的能源生產(chǎn)體系的基本格局是以煤炭生產(chǎn)為主，這決定了煤炭在新能源開發(fā)中的螢要地位。從國家能源結(jié)構(gòu)調(diào)整和能源安傘方面考慮，煤制油已經(jīng)成為我國能源發(fā)展戰(zhàn)略的一個重要方向。文中對當(dāng)前我國煤制油技術(shù)的發(fā)展進行了分析介紹。

一、 煤制油技術(shù)

煤是煤制油的主原料，通過化學(xué)方式加工生產(chǎn)油品的一項技術(shù)。煤制油技術(shù)最初源于20世紀初，柏吉烏斯作為煤液化制油的奠基人，其首次在高溫高壓下將煤加氫完成了制油工藝的研究，隨后，德國為了滿足戰(zhàn)爭的需求，大力開展了由煤制液體燃料的研究和工業(yè)生產(chǎn)。尤其20世紀70年代的兩次石油危機，促使世界各國重新審視煤作為一次能源的重要性，煤制油技術(shù)的研究開發(fā)重新得到重視，一些新工藝也被陸續(xù)開發(fā)出來。但總體來分，煤制油技術(shù)分為煤直接液化和煤間接液化兩條路線。煤直接液化是指將煤置于較高溫度和壓力下，使其與氫發(fā)生反應(yīng)，達到降解和加氫，最終轉(zhuǎn)化為液體燃料的過程；而煤間接液化的主要思路是先讓煤氣化生成合成氣，再以合成氣為原料通過費托反應(yīng)轉(zhuǎn)化為液體燃料。

1 煤制油的基本原理

煤變油是指將煤通過脫碳和加氫轉(zhuǎn)化加工，生產(chǎn)出汽油、柴油、液化石油氣等液體燃料的煤液化技術(shù)，有“直接液化”和“間接液化”兩種技術(shù)方法。前者對煤質(zhì)要求高于后者，但其液化路線相對簡單，熱效率高，液體產(chǎn)品收率也比較高。兩類液化技術(shù)都有成熟范例，我國已擁有絕大多數(shù)自主知識產(chǎn)權(quán)。

2 煤炭制取甲醇的化學(xué)反應(yīng)

（1）煤炭純氧氣化（生成物H2/CO=0.5）：

2（CH）+O22CO+H2

（2）合成甲醇（配入由水電解生成的H2，反應(yīng)物H2/CO=2.0）：

2CO+H2+3H22CH3OH

（3）合成二甲醚：

2CH3OHCH3OCH3+H2O

或者由合成氣來制得（配入由水電解生成的H2，反應(yīng)物H2/CO=2.0）：

2CO+H2+3H2CH3OCH3+H2O

（4）合成乙烯：

2CH3OHC2H4+2H2O

或者由合成氣來制得（配入由水電解生成的H2，反應(yīng)物H2/CO=2.0）：

2CO+H2+3H2C2H4+2H2O ΔH=-11.72kJ/mol

（5）甲醇合成丙烯

3CH3OHC3H6+3H2O ΔH=-30.98 kJ/mol

二、直接液化技術(shù)

煤直接液化又稱煤的加氫液化法。指通過加氫使煤中復(fù)雜的有機高分子結(jié)構(gòu)直接轉(zhuǎn)化為較低分子的液體燃料，轉(zhuǎn)化過程是先把煤磨成粉，再和自身產(chǎn)生的液化重油（循環(huán)溶劑）配成煤漿，在高溫（450℃）和高壓（20 MPa～30 MPa）下直接加氫，將煤轉(zhuǎn)化成汽油、柴油等石油產(chǎn)品，從煤的液化過程來看，采取直接液化的方式，能夠有效提高煤制油的生產(chǎn)效率，在煤直接液化過程中，煤的生產(chǎn)效率主要為一噸優(yōu)質(zhì)原煤可以產(chǎn)出 0.5～0.6 噸油，如果想生產(chǎn)成品油，產(chǎn)出比為 3-4噸制氫優(yōu)質(zhì)煤產(chǎn)出 1 噸成品油?；谶@一分析，煤的直接液化生產(chǎn)率較高，是煤制油的重要方式。通過對煤直接液化的工藝流程進行分析可知，其工藝流程。

優(yōu)點： 熱效率較高，液體產(chǎn)品收率高；

缺點：煤漿加氫工藝過程的總體操作條件相對苛刻。

二、煤制油間接液化技術(shù)

煤間接液化工藝流程主要包括煤氣化、氣體凈化、合成及產(chǎn)品分離與改質(zhì)等部分[煤間接液化典型流程]）其中煤氣化部分投資占總投資的70%～80%同時，高選擇性合成催化劑及與其相匹配的反應(yīng)器的應(yīng)用，對提高過程熱效率、增加目的產(chǎn)品收率，改善經(jīng)濟效益起重要作用。煤間接液化技術(shù)具有下述特點：①使用一氧化碳和氫，故可以利用任何廉價的碳資源（如高硫、高灰劣質(zhì)煤，也可利用鋼鐵廠中轉(zhuǎn)爐、電爐的放空氣體），如南非SASOL-Ⅱ、SASOL-Ⅲ工廠所用煤中灰分含量高達27%～31%；②可根據(jù)油品市場的需要調(diào)整產(chǎn)品結(jié)構(gòu)，生產(chǎn)靈活性較強；③可以獨立解決某一特定地區(qū)（無石油煉廠地區(qū)）各種油品（輕質(zhì)燃料油、油等）的要求，如費托合成油工廠；④工藝過程中的各單元與石油煉制工業(yè)相似，有豐富的操作運行經(jīng)驗可借鑒。

三、煤制油技術(shù)的發(fā)展趨勢

從上述分析可知，出于提高成品油和化工產(chǎn)品供應(yīng)的需要，煤制油技術(shù)在工業(yè)發(fā)展中得到了重要應(yīng)用，并取得了積極效果，目前來看，煤制油技術(shù)是將原煤轉(zhuǎn)化成油的最佳手段，煤化工也成為了工業(yè)發(fā)展中的重要技術(shù)突破，基于這一分析，煤制油技術(shù)將在未來的工業(yè)發(fā)展中得到重要應(yīng)用并取得快速發(fā)展。

1.工藝技術(shù)不斷提升優(yōu)化

煤制油包括直接液化和間接液化兩種工藝技術(shù)路線，直接液化油品芳烴含量較高，柴油十六烷值低，而間接液化油品直鏈烷烴含量較高，柴油十六烷值也高。間接液化和直接液化油品互相調(diào)和，可以提高煤制油產(chǎn)品的品質(zhì)和市場競爭力。神華集團鄂爾多斯百萬噸級直接液化煤制油示范工程于2008年12月成功開車，目前神華正在就后續(xù)煤制油項目開展前期工作。在鄂爾多斯，神華還計劃建設(shè)配套的間接液化裝置，實現(xiàn)間接液化和直接液化油品互相調(diào)和。兗礦集團自主研發(fā)的間接液化煤制油技術(shù)，并在山東魯南化肥廠完成5000噸級中試。

2. 節(jié)能環(huán)保成為發(fā)展主題

“十一五”以后，煤制油企業(yè)應(yīng)將轉(zhuǎn)型升級作為企業(yè)可持續(xù)發(fā)展的重中之重，首先要確立“與生態(tài)環(huán)境相容，與產(chǎn)業(yè)導(dǎo)向相符，與經(jīng)濟發(fā)展相聯(lián)，與城市形象相稱” 的發(fā)展原則，做到節(jié)能減排、安全環(huán)保。 為了增強員工的節(jié)能減排意識，要緊扣宣傳教育這一重要環(huán)節(jié)。 從最初的政策解讀，到形勢任務(wù)宣傳；從節(jié)能減排與企業(yè)長期發(fā)展的關(guān)聯(lián)度及重要性分析，到生存意識、危機意識教育；從“綠色化工，讓生活更美好”的目標愿景激勵，到節(jié)能減排自覺性和緊迫性的激發(fā)，只有企業(yè)和員工的責(zé)任感增強了，才能使承擔(dān)社會責(zé)任的使命意識逐步轉(zhuǎn)化為自覺行動。