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11月7日-8日，“雙碳”背景下現(xiàn)代煤化工二氧化碳捕集利用技術(shù)論壇暨煤基固廢資源綜合利用產(chǎn)業(yè)大會在內(nèi)蒙古鄂爾多斯市烏審旗舉行。業(yè)內(nèi)專家學(xué)者和科研院校、企業(yè)代表圍繞煤矸石、煤泥、粉煤灰、氣化灰渣、脫硫石膏等大宗煤基固廢資源化利用科技創(chuàng)新，資源綜合利用產(chǎn)業(yè)鏈和價值鏈提升，固廢源頭減量、資源化綜合利用、生態(tài)化處置等話題深入探討，“碳”索綠色解決方案，助力煤化工產(chǎn)業(yè)低碳化高質(zhì)量發(fā)展。
近年來，隨著我國能源化工產(chǎn)業(yè)快速發(fā)展，煤基固廢產(chǎn)生量高速增長，不僅數(shù)量龐大，企業(yè)運(yùn)輸及處置成本較高，填埋儲存需要占用大量土地資源，而且其中的組分復(fù)雜，對生態(tài)環(huán)境造成一定影響。國家有關(guān)部門相繼出臺《“十四五”時期“無廢城市”建設(shè)實施方案》《關(guān)于推進(jìn)大宗固體廢棄物綜合利用產(chǎn)業(yè)集聚發(fā)展的通知》《關(guān)于深入推進(jìn)黃河流域工業(yè)綠色發(fā)展的指導(dǎo)意見》《關(guān)于加快推動工業(yè)資源綜合利用的實施方案》等相關(guān)文件，要求降低煤基產(chǎn)業(yè)鏈固體廢棄物排放，加強(qiáng)煤基固廢處置和綜合利用，減少煤基固廢資源化利用過程中產(chǎn)生的污染物及二氧化碳排放。
中國工程院院士、中國礦業(yè)大學(xué)(北京)教授武強(qiáng)認(rèn)為，礦業(yè)活動產(chǎn)生的固體廢物主要為鋁硅鈣類的聚合物，可制取無煅燒水泥，是實現(xiàn)資源化利用的有效途徑。雖然已產(chǎn)業(yè)化，但規(guī)模化應(yīng)用還有較大發(fā)展空間。
“煤液化殘渣由多環(huán)縮合芳烴的瀝青類物質(zhì)組成，與交通領(lǐng)域筑路材料天然瀝青的化學(xué)成分和性能相近，可通過改性作為公路環(huán)保節(jié)能材料加以利用，具有極高的經(jīng)濟(jì)和社會效益。”交通運(yùn)輸部公路科學(xué)研究院研究員夏磊說，他們團(tuán)隊研究開發(fā)成功煤液化殘渣復(fù)合改性劑和煤液化殘渣改性瀝青，與河北某企業(yè)合作建成生產(chǎn)裝置，這種煤液化殘渣復(fù)合改性瀝青在寧夏等地公路試用后效果良好，完全滿足技術(shù)要求，可大規(guī)模代替價格較高的SBS改性劑。
財政部光大藍(lán)天環(huán)?？萍妓臼紫茖W(xué)家暢吉慶表示，隨著化工、鋼鐵、煤電、有色金屬等行業(yè)的發(fā)展，工業(yè)固體廢物產(chǎn)生量持續(xù)攀升，每年新增排放量近40億噸，面臨“埋不了、燒不掉、每人要”的尷尬局面。他認(rèn)為大宗固廢資源化利用吃干榨盡的方向是變廢為寶。“我們通過超細(xì)改性中試，將煤矸石、粉煤灰、脫硫石膏等應(yīng)用到橡膠電纜、塑料硅膠、土壤改良劑、補(bǔ)強(qiáng)材料等領(lǐng)域。比如在鄂爾多斯用于制備人造土壤、修復(fù)鹽堿沙荒地，有助于農(nóng)作物生長。”暢吉慶說。
暢吉慶的觀點得到了鄂爾多斯碳中和研究院院長王明培的印證。據(jù)介紹，鄂爾多斯是典型的能源化工資源型城市，將固廢綜合利用作為八大產(chǎn)業(yè)之一，探索資源利用+融合治理的新模式。煤基固廢中的碳、鋁、硅、鋰等元素提取后，打造億噸級煤基固廢荒漠化治理與億噸級礦井水鹽堿地治理基地，改善當(dāng)?shù)厣鷳B(tài)環(huán)境。未來，鄂爾多斯計劃利用3-4年建成500畝示范區(qū)域，加快土壤固廢修復(fù)產(chǎn)業(yè)化推廣。
在中國科學(xué)院過程工程研究所特聘研究員張建波看來，海量的煤基固廢單純靠一種技術(shù)難以徹底解決問題，應(yīng)綜合施策加以資源化利用。針對煤基固廢屬性以非晶相為主，鋁硅含量高，特性差異較大，利用率較低，其中的煤矸石可作為礦井充填、生態(tài)修復(fù)以及建材，雖已基本實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化，但資源化利用尚未突破;高鋁粉煤灰材料化提取氧化鋁是利用趨勢，但受原料、市場限制；煤氣化渣高值化、規(guī)模化利用也有待突破。他們研究團(tuán)隊研發(fā)的物理分選—分散絮凝—高效脫碳?xì)饣蓟曳蛛x整體技術(shù)，高碳渣含量大于80%，碳回收率超過90%，噸成本降至55元左右；開發(fā)的氣化渣鋁硅分質(zhì)利用技術(shù)，通過濕法活化、稀堿重構(gòu)制取高模數(shù)水玻璃，可用于輪胎填料、分子篩和有機(jī)硅原料，有望支撐氣化渣千萬噸級規(guī)?；迷鲋?。
煤化工是二氧化碳(CO?)排放的主要行業(yè)之一，碳捕集利用也成為與會代表關(guān)注的焦點。北京化工大學(xué)教授張衛(wèi)東認(rèn)為，盡管化工行業(yè)二氧化碳排放量在工業(yè)過程排碳總量的占比不高，但排放強(qiáng)度較大，遠(yuǎn)高于工業(yè)平均水平，亟待尋求綠氫替代煤制氫減碳的新路徑。
針對排放量大、含量5%-20%的低濃度CO?氣體捕集，現(xiàn)有的有機(jī)胺吸收法能耗較高，業(yè)內(nèi)專家也提出了技術(shù)研究思路及成果。南開大學(xué)教授陳海軍介紹，基于固體吸附劑與連續(xù)低溫再生工藝，他們開發(fā)了可利用低品位熱源的CO?吸附材料與連續(xù)大風(fēng)量轉(zhuǎn)輪式新型碳捕集技術(shù)，處理量60立方米/小時，通過吸附濃縮，CO?濃度可達(dá)60-90%。噸CO?能耗理論僅為1吉焦左右，目前準(zhǔn)備開展工程試驗。
浙江大學(xué)青山湖能源研究基地博士林志鵬說，他們研發(fā)的烷醇胺類兩相吸收工藝技術(shù)，采用高效吸收劑、高效反應(yīng)器與低能耗再生，實現(xiàn)低濃度CO?捕集，能耗可降低至2.2吉焦/噸以下，與常規(guī)的有機(jī)胺法煙氣CO?捕集技術(shù)相比，投資和運(yùn)行成本大幅下降。在200標(biāo)方/小時煙氣CO?捕集中試試驗的基礎(chǔ)上，他們進(jìn)行工藝系統(tǒng)優(yōu)化和熱整合，目前國內(nèi)首個萬噸級工業(yè)示范裝置在浙能蘭溪電廠建成即將試運(yùn)行。
大會除主旨報告外，還設(shè)立二氧化碳捕集利用技術(shù)和煤基固廢資源綜合利用兩個專題研討環(huán)節(jié)，進(jìn)行廣泛深入交流。期間，與會代表深入鄂爾多斯現(xiàn)代煤化工園區(qū)和企業(yè)，實地考察裝置運(yùn)行及資源綜合利用情況。
