一塊煤,在清徐精細化工循環產業園區將發生怎樣的變身?
在美錦能源華盛化工一座7.65米頂裝焦爐前,上千攝氏度的焦炭從裝車進入干熄焦爐再歸位,不到10分鐘就有了焦爐煤氣。焦爐煤氣曾是令焦化企業頭疼的“包袱”,從前會直接燃燒排空——俗稱“點天燈”,由此帶來大量的資源浪費和環境污染問題。而今,園區的焦爐煤氣卻被百分之百利用——園區美錦、梗陽、亞鑫3家企業間80多公里長縱橫交錯的管道里,輸送的就是焦炭所產生的焦爐煤氣、煤焦油等副產品。
這些副產品,以每小時20萬立方米的處理速度,繼續開啟著變身之旅。
“從焦爐里邊出來的焦爐煤氣經過整個凈化系統,然后通過我們的壓縮機,大概在15分鐘左右就直接成甲醇了。”山西梗陽新能源有限公司總工程師王貴寶介紹。
焦炭生產過程中產生的二氧化碳也被重新利用起來。梗陽新能源公司一個巨型球狀不銹鋼容器內,儲存著800立方米液化的二氧化碳。這些二氧化碳會通過反應塔,與焦爐煤氣生產成SNG合成天然氣。焦爐煤氣通過不同管道進入的不同反應塔生成的產品也不相同——有的會變成合成天然氣,而有的則變成合成氨等化工產品。
對于焦爐煤氣來說,不同的運輸目的地意味著不同的“命運”。送到亞鑫,會變為環保溶劑油;送到美錦,則會成為高純度的氫氣——焦爐煤氣中,大約56%是氫氣,27%是甲烷,氫氣提純相比電解水制氫具有明顯的成本優勢。在美錦能源加氫站,每12小時就有1噸氫氣入站,可滿足近100臺氫能車能源供應。目前,清徐縣已開通2條氫能公交線路,世界首條氫能輕軌已經試跑。
氫氣被視為未來新能源的“寵兒”。據測算,園區1100萬噸焦煤產生的焦爐煤氣如果全部用于提取氫氣,每年大約可副產26億至28億標準立方米的氫氣,按氫氣市場價約2萬元/噸計算,價值提高了20倍。一輛氫能重卡一年行駛10萬公里,可以減排碳120噸,由此形成的碳資產在碳交易所按照國際市場價格交易,每年還可獲3萬元收入。
3家企業生產的煤焦油被送到梗陽,被深加工為針狀焦、碳纖維復合材料。“針狀焦是人造石墨主要材料之一,具有熱膨脹系數低、雜質含量低、導電率高及易石墨化等一系列優點,主要用于生產超高功率石墨電極以及動力鋰電池負極材料,還可以應用于核電、航天等領域。”王貴寶說,“目前,我們已經掌握了碳纖維生產的核心技術,針狀焦熱膨脹系數達到了國際領先水平,建設的100噸/年碳纖維原料中試裝置在全國是獨一家。”
焦炭生產還有一項副產品——粗苯,會被送至潞安太化新材料公司,生產己內酰胺、己二酸、尼龍66等化工新材料產品。
按說集聚在園區的3家焦化企業都生產焦炭,也會附帶產出煤焦油、焦爐煤氣等副產品,難免會內卷競爭。然而,3家企業卻通過對煤炭的“粗糧細作”“吃干榨盡”,在項目、企業、產業之間實現互融互通,實現了產業集成,與潞安太化新材料公司一道,如同一個工廠里的4個車間,通過對焦化副產品的統籌合理利用,真正實現了園區內的閉路循環。
2023年,園區實現規上工業總產值553.95億元,形成了10條產業鏈。有鏈強鏈、缺鏈補鏈、上下延鏈,通過挖掘一塊煤的價值,清徐縣正在朝著“氫都、碳谷、溶劑之城”的目標奮力沖刺。