煤炭间接液化项目的碳元素迁移分析.pdf

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1、第43卷第1期煤化工Vo1．43No．12015年2月CoalChemicalIndust~Feb．2015煤炭间接液化项目的碳元素迁移分析刘永，邓蜀平，蒋云峰(中国科学院山西煤炭化学研究所，山西太原030001)摘要基于目前我国煤化工项目中碳排放量无统一研究理论与计算方法的现状，对某煤炭问接液化项目进行了调研与测试，构建了碳元素平衡计算模型。根据物料平衡原理，用实际测试数据推算出项目年碳排放量，并分析了碳元素迁移足迹，可为企业明确碳排放源、制定减排措施提供参考。关键词煤间接液化，碳元素，排放量，迁移，物料平衡，碳平衡，模型文章编号：1005—9598(2015)01—00

2、13—04中图分类号：TQ529文献标识码：A引言测数据的碳元素平衡计算模型，分析了生产过程中碳元素迁移足迹，测算了项目的碳排放量。发展以煤间接液化为代表的新型煤化工技术是保障我国能源安全、减少环境污染、实现经济可持续1碳平衡计算模型发展的战略举措。随着未来一批大型煤液化项目的实施，不可避免会消耗大量的煤、水等资源，随之排放大1．1计算方法量的C0，对环境造成不利影响

3、1]。国内外有关碳排放量的计算方法主要有实测法、在煤炭液化项目的碳排放研究上，美国橡树岭国物料衡算法和排放系数法。大部分的碳排放量估算都家实验室、美国能源部NETL实验室、普林斯顿大学等是以物料衡算法为基础进

4、行的。各类计算方法都是以开展研究时间较早，目前已取得一些成果[2-5]，但这些系统内碳输入与输出元素守恒的原理为依据，如公式研究多数是基于工程计算、流程模拟及概念设计的结(1)所示。这种方法的缺点是难以获得排放损失的碳量。果，并没有通过实地调研或监测取得，存在较大的不G：[∑尺一(∑+∑D+∑)]×44／12(1)确定性。国内林泉等也根据工艺流程对新型煤化工项式中：G为界区C0排放总量，t；R为界区生产投入物目的碳排放进行了估算】，由于前提条件、统计边界的碳量，t；P为产品中的碳量，；D为界区生产废弃条件、计算方法等大相径庭，不同文献报道的各种煤物的碳量，t；T为回收利用或

5、副产物的碳量，；i为工化工技术碳排放量数据差距较大。有些排放量数据是序类别。根据物料平衡计算出来的，有些数据是根据煤炭消耗目前，业内公认的是联合国政府间气候变化专门量估算的，还有些数据没有包括其他公用工程所带来委员会(IPCC)提出的温室气体排放方法学。不过的间接排放量。这反映出我国在该方面研究基础较为IPCC提出的方法较为宏观，重点关注过程指导，仅有薄弱，没有统一的研究理论与方法，在数据收集、计算几种推荐采用的工业排放源统计方法学。此外，IPCC方法、关键论断、模型构建等方面缺乏系统和完整的推荐的方法在能源消费统计口径上更偏重欧美模式，原创性研究成果。这与我国有较大差异性

6、。因此本研究在参考IPCC推为了解决上述问题，本研究对我国已投产运行的荐核算框架的基础上，通过实地测试与物料衡算相结某煤间接液化项目进行了调研与测试，建立了基于实合的方法，进行碳排放量计算。收稿日期：2014—09—06基金项目：中国科学院战略性先导专项(XDA05010107)作者简介：刘永(1982一)，男，山西大同，助理研究员，硕士，2004年本科毕业于北京理_丁大学环境T程专业，现从事能源化工项目_丁程咨询工作，E-real1：yongliu@sxiCC．ac．cn。14煤化工2015年第l期1．2系统边界生产装置(见图1)，包含给排水、热电、空分、生化处系统边界涵

7、盖煤炭间接液化项目的主要和辅助理等辅助公用工程以及附属系统。动力、供水、生化处理等公用1程图l煤间接液化项目碳排放研究边界示意图1．3模型建立表1项目测试期内生产数据煤间接液化企业实际生产组织非常复杂，表现在：投入生产负荷受生产计划和装置效能影响，每天均有波原料煤／t燃料煤／t新鲜水／t电力／7ikWh动，对应的控制参数也随之变化；煤炭既作为生产原68l4．442639．9l24758227．7料使用，又是热力来源，品质不固定，能源结构复杂；产m气、液、同等物料输送管线众多，不同物流换热频繁，所石脑油／t混合柴油／tLPG／t硫磺／t以企业层面的碳元素迁移分析需要进行适当简

8、化。551．27l0001003．46结合煤间接液化生产工艺特点，将研究细分至工注：以上数据为测试期内的平均值。序层。首先在每个工序层进行碳元素的系统衡算，再直接采用仪器和设备测量的排放(主要是锅炉烟气、问进行汇总得到整个项目的碳元素平衡。在各工序层歇排放的火炬气及非组织排放气)，通过理论计算完成。次，定义碳素的输入端为流入计算边界内的所有原碳排放测试过程中，完成大量气体、液体或固体料、燃料所含的碳量，定义输出端为流出计算边界的样品的采集工作，所有样品的采样及测试分析方法均所有产品、排放气、废弃物所含的碳量。燃料气