【مُعاد نشره】 تحقيق تقدم إيجابي في تطوير التكنولوجيا وتطبيقات استخدام الفحم بناءً على مستوى جودته

Thread Content

http://www.mhg114.com/forum.php?mod=viewthread&tid=108347 مع تزايد القيود المتعلقة بالموارد والبيئة، وخاصة تكرار حدوث الضباب الكثيف، أصبح الاستخدام النظيف والفعال للفحم جزءًا مهمًا من استراتيجية الطاقة في بلادنا، وقد تسارعت وتيرة التطورات التكنولوجية في مجال استخدام الفحم بشكل فعال، مما أدى إلى تحقيق تقدم إيجابي في هذا المجال. تحلل الفحم حراريًا هو التقنية الرائدة لتصنيف الفحم واستخدامه بجودات مختلفة. ووفقًا لمتطلبات التحلل الحراري من حيث حجم حبيبات الفحم، يمكن تقسيم تقنيات التحلل الحراري إلى تقنية التحلل الحراري للفحم الكتلي وتقنية التحلل الحراري للفحم المسحوق. يتم استخدام الأفران العمودية في عملية تحلل الفحم الصلب في بلادنا، وهي تقنية ناضجة، حيث يتم تطبيقها على نطاق واسع في مناطق مثل يولين في شانشي ووهاي في منغوليا الداخلية. تبلغ القدرة الإنتاجية حوالي 50 مليون طن سنويًا، لكن التقنية المستخدمة متخلفة نسبيًا، حيث تكون القدرة الإنتاجية لكل وحدة إنتاج أقل من 100 ألف طن سنويًا. كما أن وسائل السيطرة على الملوثات غير كافية، مما يؤدي إلى تأثير سلبي كبير على البيئة. في الوقت نفسه، مع انتشار استخدام الآلات الضخمة في تعدين الفحم في بلادنا، أصبحت نسبة الفحم الخام الذي يتم إنتاجه أقل فأقل (أقل من 20%). في الوقت الذي تواجه فيه عملية التحلل الحراري للفحم الكتلي التقليدي عقبات في تطورها، شهدت تقنية التحلل الحراري للفحم المسحوق تقدمًا كبيرًا. بدأت بلادنا في دراسة تقنيات تحلل الفحم إلى غازات منذ خمسينيات القرن العشرين، وبفضل دعم مشاريع مثل “863” و“973”， تم تطوير العديد من التقنيات المتعلقة بهذا المجال. من بين هذه التقنيات: تقنية تحويل الفحم إلى منتجات متعددة باستخدام أسرّة تدفق دورانية، وتقنية استخدام الوسائط الحرارية الصلبة التي طورتها جامعة داليان للتكنولوجيا، وتقنية تحسين جودة الفحم باستخدام أفران حزامية، وتقنية الفحم النظيف التي طورتها شركة داتانغ هوايين للطاقة بالتعاون مع شركة تشاينا فايف رينج للهندسة، وتقنية التكرير الجاف باستخدام أسرّة دورانية بدون وسائط حرارية، وتقنية الوسائط الحرارية الصلبة المعيارية التي طورتها شركة شينهوا، بالإضافة إلى تقنية التحلل الحراري للفحم البني التي طورتها شركة شونشين للكيماويات الفحمية في مدينة تشاوتشينغ بمقاطعة قوانغدونغ. وقد تم بالفعل اختبار هذه التقنيات على نطاق تجريبي، وتم التغلب على بعض التحديات الكبيرة المتعلقة بتقنيات التحلل الحراري. تجدر الإشارة إلى أن هذه التقنيات لم تتمكن في معظمها من التطبيق على نطاق واسع، وذلك بسبب سهولة اختلاط مسحوق الفحم مع القطران والتصاقه بجدران فرن التحلل الحراري، مما يؤدي إلى حدوث انسدادات. في عام 2014، تم إحراز تقدم كبير في أبحاث تقنية التحلل الحراري للفحم منخفض الجودة باستخدام أسرّة دوارة، وذلك ضمن مجموعة لونغتشنغ في مقاطعة خنان؛ مما ساعد في حل المشاكل التقنية المتعلقة بتحلل الفحم إلى مساحيق. من خلال تقنية الاحتراق المتعدد الأنابيب وتقنية التبادل الحراري الديناميكي بين المواد وأنابيب الاحتراق المتعددة، يتم تحقيق توزيع الحرارة بشكل متدرج عبر أنابيب متعددة، بالإضافة إلى التحكم الدقيق والذكي في درجة الحرارة ； من خلال عملية الفصل المتكاملة باستخدام الأدوات الدوارة عالية الكفاءة والأغشية الخاصة، تمكنا من استرجاع الجسيمات الصلبة التي يزيد حجمها عن 4 ميكرومترات، بالإضافة إلى فصل الزيوت والغازات. وقد ساعد ذلك في حل مشاكل عدم توزيع الحرارة بشكل متساوٍ في الفحم، وبطء انتقال الحرارة فيه ； تم حل مشكلتي تسرب النفط والغاز وتسرب الهواء من خلال تقنية الختم الديناميكي بالدوران عند درجات حرارة عالية. في الوقت نفسه، يتم تحقيق الاستخلاص المشترك للفينولات النفطية من خلال عمليات استخلاص خاصة ومواد استخلاص معينة، مما يجعل مياه النفايات الناتجة عن عملية التحلل الحراري تلبي معايير المعالجة البيولوجية. كما يتم دمج هذه الطريقة مع تقنيات المعالجة البيولوجية المتقدمة، لتحقيق إعادة الاستخدام وتقليل الانبعاثات إلى مستوى شبه صفري. ووفقًا للمعايير التي حددتها الاتحاد الصيني لصناعة النفط والكيماويات، فإن خطوط الإنتاج التي تم بناؤها باستخدام هذه التقنية، والتي تستطيع معالجة ملايين الأطنان من الفحم سنويًا، قادرة على العمل بشكل مستقر لفترات طويلة. كما أن نسبة إنتاج الفحم النظيف تصل إلى 71.53%، ونسبة إنتاج القطران الفحمي 11.05%، بينما تصل نسبة إنتاج الغاز الطبيعي إلى 9.87%. وتصل كفاءة استخدام الطاقة في هذه الخطوط إلى 90.70% ； تم بناء مشروع الاستخدام النظيف والفعال للفحم، بمعدل إجمالي يبلغ 10 ملايين طن سنويًا، على مراحل، وقد كان له دور نموذجي إيجابي في تطوير استخدام الفحم بطريقة مُصنّفة وحسب الجودة في بلادنا. علاوة على ذلك، من حيث تكاليف الاستثمار في التقنيات والمعدات، فإن استخدام الفحم بطريقة متدرجة وحسب جودته يوفر نسبة عائد أعلى وفوائد اقتصادية أفضل مقارنة بمشاريع تكرير الفحم الرئيسية. تشكل تكاليف التقنيات والمعدات الخاصة بتحويل الفحم إلى غاز أو نفط أكثر من 80% من إجمالي الاستثمارات، بينما تشكل هذه التكاليف في مشاريع استغلال الفحم بطرق مختلفة حسب جودته 68%. كما أن المعدات الأساسية في هذه المشاريع مصنوعة محليًا. وبالمقارنة مع مشاريع تكرير الفحم التي تتطلب استثمارات تزيد عن مليار يوان، فإن التكاليف في هذه المشاريع أقل، كما أن هناك إمكانية كبيرة لخفض التكاليف، مما يمنحها ميزة اقتصادية واضحة. على سبيل المثال، في تقنية التحلل الحراري عند درجات حرارة منخفضة باستخدام أسرّة دوارة للفحم منخفض الجودة التابعة لمجموعة لونغتشنغ، أظهرت الدراسات أن تكلفة إنتاج الوقود المكرر تبلغ 1944.64 يوان لكل طن، وهو ما يقل عن نصف تكلفة تحويل الفحم إلى سائل مباشرةً. أما تكلفة إنتاج الغاز الطبيعي المسال فهي 1.48 يوان لكل متر مكعب، وهو ما يعادل ثلثي تكلفة إنتاج الغاز من الفحم ； وتبلغ نسبة الاستثمار في هذا المشروع 0.7 مليار يوان لكل 10 آلاف طن من المنتجات النفطية، بينما تبلغ نسبة الاستثمار في مشاريع تحويل الفحم إلى نفط التابعة لشركتي شينهوا وإيتاي 1.39 و1.75 مليار يوان لكل 10 آلاف طن من المنتجات النفطية على التوالي. المصدر: مركز الاستشارات التابع لجمعية صناعة الفحم الصينية. المؤلف: لي ويمينغ، دكتور، باحث مساعد في معهد سياسات الموارد والبيئة التابع لمركز أبحاث التنمية التابع لمجلس الدولة ； رن شيهوا، معهد تخطيط الاستراتيجيات المتعلقة بالفحم في الأكاديمية العامة لأبحاث الفحم