如何促进煤化工产业高端化、多元化、低碳化发展,让科技创新赋能煤炭生产,助力传统能源产业转型升级?
党的二十届三中全会《决定》提出:“以国家标准提升引领传统产业优化升级,支持企业用数智技术、绿色技术改造提升传统产业。”
近年来,陕西锚定碳达峰碳中和目标,全面落实能源安全新战略,坚决稳住能源生产基本盘,不断强化能源工业支撑力,走出一条具有陕西特色的转型发展之路。
更高端 矿井装上“智慧脑”
从“人控”到“数控”,从“少人”到“无人”,由智能技术代替传统的人工操作,已成为常态。
动动手指,点点鼠标,“穿着西装把煤采”……陕西陕煤曹家滩矿业有限公司(以下简称“曹家滩矿业”)智能生产调度指挥中心内,几名操作人员端坐在电脑前,面前的大屏幕上,实时显示着10米超大采高智能综采工作面采、掘、机、运等各个生产环节的运行情况。
曹家滩矿业智能生产调度指挥中心。
距离地面垂直距离300米左右的采煤工作面,煤厚10.2米。轰隆声响,水雾飞溅,一台智能采煤机旋转着齿轮破开煤层,掉落的煤炭集体“乘坐”刮板输送机,被运往皮带上继续前进,汇聚成一条翻滚的“乌金河”。
“40分钟一刀,一刀过去300米,割下3000多吨煤,能装满一列50节的火车……”曹家滩矿业副总经理刘江斌比划出一个Z字,向记者描述该设备的运行模式,“它是后退式采煤,像切面条一样,一溜切完就是一刀,日产最高有5.8万吨。”
走进胶带运输队集控中心,井下巷道皮带的实时运行情况,尽在一块块电脑屏之中。“现场不需要人,他们只负责坐在集控室调度,穿着西装就把皮带看了。”刘江斌笑着拍拍操作人员的肩膀。
近年来,曹家滩矿业不断提升矿井智能化水平,推动煤炭采掘装备向“智造”升级。
掘进1米只需要12分钟,月进尺1800米左右……井下300米,一台100多米长的钻锚一体化智能快速掘进成套装备,旋转着滚筒破开煤层,一边向前掘进,一边支护巷道。井上的煤矿调度分控中心,操作人员通过鼠标就能精准指挥这套装备。
“从1.0到4.0,智能快掘装备实现了‘探、掘、支、破、运’一体化作业,安全性和效率均大幅提升。”刘江斌表示,“做到无人值守、有人巡查、机器人巡检,曹家滩矿业的智慧矿井建设,让矿工从井下转到井上,从此告别‘灰头土脸’。”
更多元 “乌金”会“七十二变”
在科技赋能下,现代煤化工技术拥有了神奇的“魔力”。
一块煤如何做到“七十二变”?走进陕煤集团榆林化学有限责任公司(以下简称“榆林化学”)的生产现场,入目一片高塔林立、釜罐错落、管廊纵横。在这里,一块黑色的煤,能够变成清澈透明的液体,进而做成瓶子、衣服等,无色无味,却无处不在。
榆林化学的生产现场。
9月26日,榆林化学1500万吨/年煤炭分质清洁高效转化示范项目二期工程开工,该项目以煤炭分质利用为核心,生产聚烯烃、EVA、聚酯、聚碳酸酯等36种高端化工产品,带动现代煤化工产业向价值高端跃升,提高煤炭作为原料的综合利用效能。
“其中,EVA用作太阳能的隔膜,SAP则主要用于尿不湿,能够做到高吸水率、柔软舒适,预计2027年投产。”榆林化学副总经理郑宝祥介绍道。
此外,通过源头减碳、中间降碳、末端固碳3类举措,该项目每年可减少碳排放931万吨。
“24小时每个小时巡检一次,操作人员通过防爆手机就可以查看到相关点位的提示。”在陕煤集团神木富油能源科技有限公司(以下简称“富油科技”)的生产区,提炼出的煤焦油正在储罐中“加工升级”,运转的设备发出阵阵轰鸣声,却看不到人员走动,工作人员对记者解释道。
富油科技生产区。
从橡胶增塑剂环烷基矿物油,到火箭发动机的特种燃料,富油科技推动了煤焦油产品的精细化,提升了附加值,使其被广泛应用于有机合成、纺织、医疗和航空航天等多个领域。
把煤炭炼成油,将煤焦油“吃干榨净”,富油科技的全球首套50万吨/年煤焦油全馏分加氢制环烷基油示范项目实现达产达效,煤基特种油品、甲基环己烷等新产品迅速成为市场“宠儿”。
“甲基环己烷是我们最畅销的产品,它的浓度高达99.99%,年产3万吨,占据市场85%的份额。”富油科技副总经理康志华介绍道。
传统产业由“旧”转新,向优而行。2023年,榆林转化煤炭1.49亿吨,现代能源万亿元级产业集群正在形成。
更低碳 “变废为宝”有新招
坐落于毛乌素旁、秃尾河畔,国家能源集团榆林化工有限公司(以下简称“国能榆林化工”)绿意盎然。
“如果用一个词来形容我们处理后的废水,我会说纯净,按指标来说,这水比自来水都干净。”国能榆林化工环储厂工艺副主任焦成华笑道,“我们的低温临界冷冻加真空热法分盐技术做到了工业废水‘零排放’,实现了‘变废为宝’。”
聚乙醇酸可降解材料具有全生物降解、高生物相容性、高机械性能及高阻隔性能等优点,可应用于医用手术缝合线、骨骼支架材料领域,还可用于一次性塑料袋、餐盒等常见产品中,可在土壤、海水等环境中完全无害降解。
“将聚乙醇酸做成骨钉植入人体,能够逐渐降解,避免传统材料二次手术取出的问题。”国能榆林化工生产技术部科研管理工程师杨学超介绍道。
0.5米/秒,一天运输约3500吨,在陕西北元化工集团股份有限公司(以下简称“北元集团”)的包装车间内,自动传送带上源源不断的聚氯乙烯摞成小山,经过码垛机器人的码放,最后被叉车分类搬运至货箱中。
聚氯乙烯呈白色粉末状,经过加工可以变成皮包、地垫、光纤外皮等,触感柔软,便宜耐用。北元集团已建成装置包括年产110万吨聚氯乙烯、80万吨离子膜烧碱、4×125MW煤电、220万吨新型干法工业废渣水泥、50万吨电石,形成以聚氯乙烯(PVC)为核心的“煤-盐-兰炭-电石-发电-聚氯乙烯-烧碱-水泥”一体化的循环产业链。
“我们的固体废弃物和废水达到‘近零’排放,实现了绿色、低碳、循环发展,年节约新鲜水用量达100万吨。”北元集团党委书记、董事长史彦勇表示。
目前,北元集团已形成43种牌号树脂产品、7种碱氯酸、9种水泥类产品和4种电石类相关产品,形成具有北元特色的产品序列体系。