煤气化制氢技术范文

导语：如何才能写好一篇煤气化制氢技术，这就需要搜集整理更多的资料和文献，欢迎阅读由公务员之家整理的十篇范文，供你借鉴。

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【关键词】煤制氢 工艺技术 发展展望

一、引言

随着科学技术的迅速发展，炼厂对氢气工业的稳定性要求越来越严格，炼厂建设煤制氢装置时，首先应确保装置的稳定性，确保原料性质和数量的稳定供应，同时选择成熟可靠的气化技术。目前，制氢技术包括炼厂废氢回收；烃类蒸汽转化制氢；以及非催化部分氧化制氢。其中，烃类蒸汽转化制氢工艺的优点是技术成熟，原料清洁环保，设备可靠，投资不高，装置可实现长周期运行。而相对的缺点是炼油厂烃类气体量受限制，天然气价格昂贵，氢气成本高。因此，煤制取氢气其最大的优点就是技术日臻成熟，原料成本低，装置规模大。但是由于现代技术的局限性，煤制氢还有以下缺点：其设备结构复杂、运转周期相对短、投资高、配套装置多。因此，随着我国能源的越来越匮乏以及生态环境的破坏，针对煤制氢工艺技术需要我们对此做深一步的研究和发展展望。

二、发展煤制氢工艺技术的重要性

煤制氢工艺主要包括两种发展技术，一是煤气化技术，其二是煤焦化技术，其中煤气化技术是发展最久、使用最广的一种制氢技术，迄今为止，已有100年多的发展历史，煤制氢是煤炭净化转化的最关键核心技术。在我国大约有6000万吨的煤炭应用于煤气化中，既解决了我国煤炭的环境污染，又为我国氢能的来源发展新的方向。由于在我国化石能源的随意开采，已经造成严重威胁着人类的身体健康以及生态环境的破坏，因此，在我国走可持续发展的道路的同时，必须寻找新的、安全、可靠、清洁的可持续发展能源，而氢能不仅是所有能源的根本，也满足于我国对环境、资源和可持续发展要求。由于我国是一个石油短缺的国家，煤制氢势必成为我国炼厂制氢的重要发展方向。

三、现代技术对煤制氢工艺技术的发展

在工业聚烯烃生产中，氢气通常用来作为聚合物相对质量的调节剂。此外，据研究表明，氢气还能使催化剂的活性改变，对于不同的反应体系，氢气的加入可以使聚合速度降低或者提高。氢气的来源主要有电解水制氢，水煤气法制氢，由石油热裂的合成气和天然气制氢，电解食盐水副产氢，酿造工业副产等。常规的煤制氢的技术路线基本分三步，首先是以无烟煤或焦炭为原料制成水煤气（C+H2OCO+H2），其次CO的转化反应，将CO转化成二氧化碳（CO+H2OCO2+H2），最后是氢气的提纯，将含氢量在80%以上的气体，压入水中溶去CO2，再通过含氨乙酸亚铜的溶液除去残存的CO而得较纯的氢气。

在我国，广东茂名石化油品质量升级改造工程的配套项目20万标立方米/小时煤制氢成功生产出合格氢气，标志着这套目前国内单产能力最大的煤制氢装置投产成功。至此，茂名石化油品质量升级改造工程全面建成投用。这套煤制氢装置主要包括水煤浆气化装置、合成气净化装置以及配套设施。以煤、纯氧以及炼厂副产的高硫石油焦为主要原料，每小时可生产出20万标立方米、其纯度达到97.5%以上和4.8兆帕的工业氢气。这套装置广泛使用新技术、新设备、新材料、新工法，装置设备材料国产化率达到99%。该装置主要由水煤浆气化装置、净化装置、空分装置、锅炉及发电、储运系统等组成，其中，主要是水煤浆气化和合成气净化两套工艺装置。该装置投用后，既可满足茂名石化汽柴油质量从国4升级至国5的用氢需求，又可缓解炼油扩能后氢气资源不足的压力，对于我国优化资源、调整结构、绿色生产、节能降耗具有非常重要的战略意义。

四、煤制氢将成为我国炼厂制氢的重要发展方向

由于我国外购天然气制氢的炼厂，天然气价格一般超过3元/立方米，而我国沿海地区使用进口LNG的炼厂，天然气成本高达4元/立方米左右，在此条件下，炼厂以大规模煤气化装置制氢显然更具有实惠和经济性。因此，通过炼厂制氢具有以下四大优势：①生产成本低。以9万Nm3/h制氢规模为例，水煤浆气化和天然气制氢装置投资分别为12.4亿元和6亿元。虽然煤制氢投资高很多，但在氢气价格（成本+10%投资回报）为1.5万元/吨（1.36元/m3）时，对应的煤和天然气成本分别为805元/吨和2.58元/m3，而且还没计算煤制氢副产大量蒸汽的价值。②煤气化装置副产的大量蒸汽，可节省炼厂燃料油。煤气化在生产过程中产出的大量蒸汽，节省出来的燃料油可作为焦化装置原料增产成品油。③廉价的煤制氢可替代干气制氢。节约的干气可用于提取乙烯等化工原料，增加经济效益。④水煤浆气化制氢原料灵活，可接受石油焦和煤在相当宽的比例范围内混合进料。在煤价高而石油焦价格低的时候，解决石油焦销路问题；而煤价低，石油焦市场价格高的情况下，可全部气化煤，以实现效益最大化。综上所述，煤制氢在炼厂正在取得越来越广泛的应用并逐渐的走入商业化应用阶段。

五、总结

目前为止，我国依然是一个发展中国家，发展低碳洁净能源是保证我国经济可持续发展的必然选择。随着科技技术的不断发展，煤制氢工艺技术在我国有着很大的发展前景，同时已在我国各大企业中应用成功。与传统制氢工艺相比，煤制氢工艺技术条件更显成熟，经济成本较为优势，煤制氢的后期发展前景将会迈出新的一个台阶。

参考文献：

[1]谢继东，李文华，陈亚飞.煤制氢技术的初步方案及性能分析[J].洁净煤技术，2011.

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【摘要】 目的用正交法优选木耳粗多糖的提取工艺及其对血清超氧化物歧化酶（SOD）及肝脏体外脂质过氧化的影响。方法选取料水比、温度、提取次数以及提取时间为考察因素，采用正交法L9（34）为方案，确定木耳粗多糖提取的最佳工艺。按15 mg·kg-1·d-1(为人类摄取木耳中木耳多糖的10倍)给Wistar大鼠灌胃，血清中SOD活性和肝脏中的丙二醛（MDA）含量分别采用邻苯三酚自氧化和TBA法测定。结果木耳多糖的最佳提取条件是：料水比为1∶45，提取温度为80℃，水提时间1 h，提取次数3次，得率4.37%；灌胃大鼠较空白组肝脏的MDA含量明显下降（P

【关键词】 木耳多糖； 正交法； 超氧化物歧化酶； 丙二醛

木耳Auricularia auricula （L.） Underw，别名黑木耳、光木耳。真菌学分类属担子菌纲，木耳目，木耳科，是药食两用的物品。分布广泛，人工培育产量高，具有良好的深加工前景。木耳子实体富含多糖胶体，有良好的清滑作用，是矿山工人、纺织工人的重要保健食品。木耳多糖具有多种生物活性，对细胞免疫和体液免疫功能具有良好的促进作用；具有降低血脂、胆固醇、血液黏度，抗血栓形成作用；具有降低血糖、抗糖尿病的功能；同时还能促进核酸、蛋白质的生物合成和防治多种老年性疾病［1］。

为了提高木耳多糖提取的科学性和产率，采用正交实验优选其提取工艺的最佳条件，并研究其对血清SOD及肝脏脂质过氧化的影响。

1 仪器与材料

电子天平；HH-601超级恒温水浴；GYS-2不锈钢电热恒温水浴箱；HZQ-C空气浴震荡器；GZX-DH-50X55-S电热恒温干燥箱；双蒸水器；T6 新世纪紫外分光光度计；721可见分光光度计；pH计；粉碎机等；所有试剂均为分析纯。

木耳购自本市超市，产地吉林蛟河。

Wistar大鼠，雌性，体质量(200±20)g，购自吉林大学基础医学院，许可证号：SCXK-（吉）2003-001。

2 方法与结果

2.1 因素及水平考察根据前期摸索实验得知木耳的粒度决定料水比例，粒度越小，黏度越低。将木耳磨成粉状，在粒度固定的情况下，采取相同的浸泡时间，影响提取的主要因素有料水比、温度、提取次数以及提取时间。每个因素选择3水平，进行正交实验设计L9（34）［2］，考察上述4个因素对木耳多糖提取效率的影响，实验因素水平如表1所示。表1 变量因素及相应水平（略）

2.2 提取方法取木耳子实体10 g，按L9（34）正交表设计方案进行实验，蒸馏水煎煮，合并煎液，过滤，滤液浓缩至50 ml，sevag法脱蛋白3次，根据木耳粗多糖的分子量选择10 000～12 000的透析袋，蒸馏水透析3 d，浓缩后，用2倍于浓缩液的无水乙醇进行醇沉，根据乙醇的挥发温度在80℃水浴下挥干，得灰白色片状物。蒽酮法测定多糖含量。正交结果见表2。

结合对正交实验数据的分析可得出提取工艺为A2B2C1D3，即料水比为1∶45，水提温度为80℃，水提时间为1 h，水提次数为3次。根据极差值可知，各因素对提取率影响的大小依次为水提次数、水提时间、料水比和水提温度。表2 正交实验产率及SPSS13.0得到的预测产率（略）

2.3 木耳粗多糖中糖含量的测定

2.3.1 对照品溶液的制备称取105℃干燥至恒重的葡萄糖0.102 0 g，置于100 ml容量瓶中，分别吸取0.2，0.4，0.6，0.8，1.0，1.2，1.4，1.6 ml定容至10 ml，即得不同浓度的标准液。

2.3.2 样品溶液的制备分别精密称取不同条件下提取的木耳粗多糖10 mg，置于100 ml的容量瓶中，80℃恒温水浴溶解，定容，即得样品。

2.3.3 绘制标准曲线分别取不同浓度标准液2 ml，加入2%的蒽酮-硫酸试剂（内含1%硫脲，下同）5 ml，沸水浴中加热10 min，取出后流水冷却，在620 nm波长下比色，得回归方程：Y=6.880 4X+0.001， R2 =0.991 4 ， 浓度与A值所做标准曲线如图1。

2.3.4 样品中糖的含量的测定精确称取不同条件下木耳粗多糖1 ml+1 ml H2O，加入2%的蒽酮-硫酸试剂5 ml，沸水浴中加热10min，取出后流水冷却，在620 nm波长下比色（见表3）。木耳粗多糖中平均总含糖量为50.1%。表3 木耳多糖含量（略）

2.4 木耳多糖对血清SOD及肝脏体外脂质过氧化的影响Wistar大鼠10只，购回后在紫外消毒、温度23℃的室内自由喂清洁级大鼠专用饲料和水进行1周的适应性饲养后，随机分空白组和药物组，药物组每天给予1.5 ml浓度为1%的木耳多糖溶液（按15 mg/kg体重，为人类摄取木耳中木耳多糖的10倍），5 d后乌拉坦麻醉，腹主动脉取血并取肝脏。

2.4.1 对血清SOD的影响血清SOD的制备及SOD测定液的配制［3］，取0.4 ml血清，加入0.4 ml乙醇-氯仿混合液（两者体积比为5∶3），振荡2 min，4 000 r/min离心5 min以除去蛋白质，上清液为SOD抽提液。试剂及反应条件：取3支试管，分别为对照管、样品管1和2（正常和药物实验动物血清）。反应条件如下：样品管分别取SOD 抽取液100 μl，加入4.8 ml的pH 8.2Tris-HCl缓冲液（含0.1 mmol/EDTA），对照管加入4.9 ml的pH8.2Tris-HCl缓冲液（含0.1 mmol/EDTA），混匀，在25℃恒温水浴中保存10 min后各加入6 mmol/L邻苯三酚100 μl，邻苯三酚加入后，摇匀，5 min内测定对照管和样品管的吸光率A对照和A样品，测定波长为320 nm，利用邻苯三酚法测定SOD抽取液的A值并计算抑制率。抑制率越高，SOD活性越高，否则相反。实验结果的值进行t检验。结果见表4。

抑制率I（%）=（A对照-A样品）/A对照×100%

实验结果的值进行t-检验。结果见表4。表4 木耳多糖对邻苯三酚自氧化的影响（略）

药物空白组与正常组比较，P=0.013

2.4.2 对肝脏体外脂质过氧化的影响［4］试剂及反应条件：分别为对照、样品管1和2（正常和药物实验动物血清）。样品管分别取测定MDA的肝匀浆1.0 ml于试管中，再加入蒸馏水1 ml，对照组取蒸馏水2 ml代替，混匀后于37℃空气恒温浴震荡器中振荡1.5 h，取出后加入10%的三氯醋酸2.0 ml，0.67%TBA 1.0 ml，混匀后在沸水浴中反应15 min，取出后流水冷却，以3 000 r/min离心15 min，其上清液在532 nm波长处比色，测定A值，计算对MDA的抑制率，此间接反应实验条件对肝脏MDA的影响。实验结果的值进行t-检验。结果见表5。　表5 木耳多糖对体外肝脏脂质过氧化的作用（略）

抑制率I（%）=（A对照-A样品）/A对照×100%

3 讨论

本实验的提取剂采用蒸馏水，尽管木耳粗多糖得率低于酸碱及各种酶参与的提取，但环保且提取的木耳多糖没有有害物质的残留，而且含糖量比较高，适合应用于保健及治疗过程。

通过正交实验对木耳多糖的提取工艺条件进行优化，在料水比为1∶45、水提温度为80℃，水提时间为1 h，水提次数为3次的条件下比批量生产木耳多糖的产率高出3～5倍。根据极差值看出，提取温度对得率影响最小，可以降低温度，节省资源。

对Wistar大鼠灌胃结果表明：木耳多糖不仅可以显著提高血清SOD的活性（P

参考文献

［1］季宇彬.中药多糖的化学与药理［M］.北京：人民卫生出版社，2005：382.

［2］余松林.医学统计学［M］.北京：人民卫生出版社，2002.

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摘 要：我国能源资源有两个特点，一是油气资源匮乏，煤炭相对丰富，二是人均占有量不足。面对日趋复杂的国际政治、经济形势，我国的能源战略需求必须符合国情，为此国家确定的能源战略是“节能优先，立足国内，煤为基础，多元发展”。可以预见，在未来几十年内，煤炭在能源结构中仍将占主导地位，它是我国战略上最安全和最可靠的能源资源。通过发展大规模煤气化技术，清洁高效地利用煤炭资源对保障国家能源战略安全具有重要意义。大规模高效清洁煤气化是支撑相关产业发展的核心技术。大规模高效煤气化技术是发展煤基化学品生产、煤基液体燃料（合成油品、甲醇、二甲醚等）、合成天然气（SNG）、IGCC发电、制氢、燃料电池、直接还原炼铁及多联产系统等过程工业的基础，是这些行业的公共技术、关键技术和龙头技术。气流床气化技术是洁净煤技术的主要发展方向，其中原料适应更广泛、操作更灵活的冷壁式气化炉开发迫切需要研究高温、还原性气氛下熔渣形成机理、流变特性及传热规律。气化反应生成的熔渣大部分沉积在气化炉内壁上形成一流动渣层，沿壁面流出气化室。固态熔渣和流动态熔渣从矿物组成、内部结构等方面存在极大差别，对燃烧过程固态熔渣特性已有广泛研究，而对气化过程还原性气氛下熔渣特性研究几乎处于空白。研究流动态下熔渣形成机理、沉积规律、熔渣分布和传热引起的相变过程，对掌握气流床气化炉特别是冷壁式气化炉工程放大依据、确保气化炉安全长周期运行有重要意义。该课题总体目标是研究高温、高压和还原性气氛下熔渣的形成机理、流动特性与传热过程规律，为冷壁式气化炉的设计和优化提供理论依据，拟研究的关键问题包括：研究水冷壁表面熔渣流动行为和相变规律，建立传热模型；高温还原气氛下灰渣的化学组成和矿物组成的变化规律；探索灰渣矿物质组成与其流变特性和熔融特性之间的对应关系等；研究多原料共气化灰渣的化学组成和矿物组成，探索含钒、镍等金属氧化物灰渣的熔融特性和粘度变化规律，以确定合理的共气化混合比例和反应温度；研究不同煤种混合气化时，煤灰组成对熔渣特性的影响机理，建立混煤灰熔点预测模型，确定合理的煤混配比例。通过本课题掌握气流床气化炉水冷壁衬里表面的熔渣沉积、流动、相变和传热规律以及掌握熔渣粘温特性和熔融特性等理化性质等，为已开车运行气流床气化装置的长周期稳定高效运行条件优化提供理论指导，也为开发和优化自主知识产权的气流床气化技术提供了坚实的理论基础。

关键词：气流床气化 熔渣 水冷壁

Abstract：There are two characteristics for China's energy resources. Firstly the oil and gas resource are scarce but the coal is rich， secondly the per capita resource is insufficient. So coal which is the safest and most reliable energy resources in China will still occupy the dominant position in the energy structure in the next few years. It is great significance that the development of large-scale coal gasification technology is to achieve the clean and efficient use of coal and national energy security. The large-scale and high efficiency clean coal gasification is the key technology to support the development of related industries including chemical products， liquid fuel （synthetic oil， methanol， dimethyl ether et al）， the synthetic natural gas （SNG）， IGCC power generation， hydrogen， fuel cells， direct reduction iron making and polygeneration system et al. The entrained flow gasification technology is the main direction of clean coal technology. The study on slag formation mechanism， slag rheological properties and membranes wall heat transfer law under the high temperature， high pressure and reducing atmosphere is a basis for developing the membranes wall lining coal gasification technology. Above research would provide the theory evidences on design and operating of gasifier. It is the main purpose of this subject that understanding the law of slag formation mechanism and membranes wall heat transfer process at high temperature， high pressure and reducing atmosphere. There are several facts in this field， the slag flow behavior and phase transformation is firstly studied， secondly the heat transfer model is established， the third is the transformation of slag chemical composition and mineral under high-temperature reducing atmosphere. Above study， such as the law of the slag deposition and flow， phase transformation， slag viscosity temperature characteristics and heat transfer， is to provide theoretical guidance for the long period stable operation of gaifier and development of independent intellectual property rights membranes wall lining gasifier.

Key Words：Entrained flow gasification；Slag；Membrane wall

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煤炭液化是指将原料煤转变成和原油差不多的有机液体。煤炭液化后，能够成为主要的化工原料和生产原动力燃料，也可以制作成为化工产品，社会经济作用颇大。煤炭液化主要有三种方式，即煤的加氢液化、煤的间接液化以及煤制醇醚燃料。

煤的加氢液化煤的加氢液化，是直接液化煤的方式。在高温高压的环境中，煤和氢发生反应，使煤降解并加氢，将煤转变成为液体油。煤的加氢液化，我国神华集团有着高效的转化技术，在转化过程中实现了零排放。而且比用煤进行发电，煤变油的热利用率更高。高品质的煤变油甚至可以应用于汽车燃料。

煤的间接液化煤的间接液化，是先将煤气变成合成气，合成气内添加上催化剂，便可以形成液体燃料。通过实验发现，间接液化的煤变油可以作为调和油，把普通的柴油转变成为优质的柴油。煤的间接液化，有很好的催化剂性能、高效的碳转化率以及能源利用率。

煤制醇醚燃料醇醚燃料的制成是，先将煤气化，转变成为合成气。再将合成气进行液化，合成为甲醇。对甲醇进行脱水，得到了二甲醚。这也是煤炭液化的又一个途径。甲醇燃料有很多的优点。制成甲醇不需要高效的煤料，闲弃的高硫煤或者炼焦的焦炉气便可以制作甲醇和二甲醚。甲醇作为汽车的代替性燃料，不但燃烧充分，而且含氧量高，能够有效的降低有害气体排放率。能够达到国际排放的标准，也算的上是清洁能源。而且甲醇汽油能够将系统内的积炭进行清除，提高动力，降低零部件范围的热负荷，延长部件使用寿命。而甲醇汽油倘若使用比例低，则需要改装发动机和汽车，高比例的则不需要改造，而且容易发动和使用。甲醇汽油比基本的石油性汽油性价比要高。二甲醚燃烧无黑烟，有着极强的压缩性和较多的十六烷值，因此被称为柴油发动机最理想的替代燃料。除此之外，煤炭制造合成气时，改动工艺可以制作成为氢气，氢气燃料是最可观的工业燃料，没有任何的污染，只会产生水。制氢技术岁已成熟，但有着较高的制作成本，而且氢能源的存储和运输都要处于高压的环境中，因此只有出现制氢新技术，氢气运输呈现网络供应格局时，才能大规模的进行应用。

洁净煤发电技术

超临界发电机组将燃煤锅炉的蒸汽机组发电效率进行提高，最直接的办法便是提高蒸汽参数。倘若蒸汽的温度是恒定的，那么蒸汽的压力在亚临界上提升到超临界上，机组会增长1.5%的效率。而如果再从超临界上转变为超超临界，那么机组又会增长1.5%的效率。无论是超临界还是之后的超超临界，发电机组都会有着环保和节能的作用。发电机组达到超临界，会增大发电热效率，降低煤耗量，减少烟气排放。故此，超临界的发电机组，因为其独有的经济性和技术继承性，被国际电力工业界广泛的采用，属于有着可行技术、强大竞争力的洁净煤发电技术。

IGCC发电技术洁净煤发电技术的另一种方法就是IGCC发电技术，IGCC的全称为整体煤气化联合循环发电系统。联合循环，是指将蒸汽轮机的循环和燃气轮机的循环组合成为整体的热力循环系统。IGCC能够结合煤气净化技术和联合循环发电技术，从而形成先进的动力系统。它有着很好的清洁性能，它先是洁净转化煤，降低粉尘率，脱掉其中的硫和氮。除此之外，因为有较少的燃料消耗量，可以得到比较纯净的二氧化碳，减少空气污染。IGCC发电技术具有高效率，而且耗水量低，能够在紧缺水源区使用，特别适用于煤矿地区的坑口电站。

整治煤炭机械的噪音污染

煤炭机械的噪音污染，多是齿轮泵发出的噪音大。而煤炭机械产生噪音的原因，是因为齿轮啮合传动，形成了周期性的脉动。倘若出油口外受到了阻抗，那么就会出现压力的波动，形成脉动噪声。齿轮啮合时，排油腔和吸油腔会发生瞬间液压冲击，变成了冲击的噪声。而齿轮受到了巨大的压力，出现很快的转速，也会增加噪音。整治煤炭机械内的噪音污染，主要是应用双压力角和双模数的齿轮，并增加出油区和进油区的体积，这样便能够增强排油和吸油能力，减少压力波动，减少了噪音。这样的做法，还减少了齿轮泵所用的材料资源。双排齿轮法，能够加大齿轮啮合次数，减小流量脉动，降低了噪音的产生。

结束语：

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关键词：低变质粉煤　热解过程　研究　分析

经过对煤热解反应的分析，并且源于分布活化能模型DAEM，创建了集总反应动力学模型，用于表现煤炭热解过程，明确了可以估测热解产物分布、构成、热解终温和升温速率关系的动力学公式。研究证明，由于热解温度不断提高，不同挥发产物析出率也就越靠近最大生产率，所以升温对提升半焦脱硫、脱氮率非常有效。

一、煤热解技术

煤热解是一项由许多平行、不断反应构成的繁琐热加工过程，常压下生产，不需加压，不需氧气，便可做出煤气、油和半焦，形成了煤的部分气化和液化。经过干馏加工，不仅可以将煤质污染降低，加大低变质煤的适用范围，并且所得的优质低温煤焦油可以加快加工成燃料油和高含量化学品，煤气用在城市煤气、发电、制氢当中，半焦可使用在碳素材料、型焦、高炉喷吹料、燃烧发电或煤提质方面，不但可以单独工艺，还可以联合工艺，提高整体的转换效率。低温干馏比煤气化和液化的工艺流程相对建议、投资较少、成本较低，并且对于水的依赖程度也相对较低，属于一项节水的新型煤化工技术。

二、低变质粉煤热解原理

热解是一切煤转化过程里的必经之路，并且对后期转化具有相当大的作用，因此，正确的讲述热解过程对于煤的高效率转换利用及污染控制具有很大意义。当前，因为煤构造的繁琐性及研制技术的限制性，造成对热解过程的详细研究，经常以热解实验为基本，经过整体分析热解气态、液态、固态三种产物的构成特征和变化形式的方法来获得。大多认为，煤的热解是一项自由基演变的过程，如果热解温度达到300℃的时候，会产生自由基，温度提高自由基的密度就会加大，外加自由基控制剂可以有效减弱煤的热分解。

三、低变质粉煤热解过程

煤通过在隔绝空气、惰性气体里继续加热到温度较高时，煤里面的有机质会更随温度的提升产生一些物理或化学的反应，裂解成气态、液态、固态的繁琐过程称之为低变质粉煤热解。它的热解过程可以通过构造变换归纳出三种阶段。

1.干燥脱气阶段

在干燥脱气阶段，煤外形一般没有变化，主要靠附着于煤里面的水份分解成水蒸气，也叫做脱水，一般会产生在120℃之前，吸附在煤外表或缝隙里的小分子气体解析出来，一般会在200℃的时候形成，褐煤会在高于200℃时产生脱羧反应，并在300℃前后开始热解。

2.热分解阶段

在这个阶段时，其特征为活跃分解，主要以解聚和分解反应为主。原料煤里的有机质开始产生剧烈分解，会释放出很多挥发物，很多成分都是焦油，构成半焦。这个温度大约会在450℃左右排出，在450℃至550℃左右时，煤气析出量的状态最高，焦油主要的成分是稠环芳香化合物。

3.热缩聚阶段

这个阶段被称为二次脱气阶段，一般以缩聚反应为主。析出的焦油量很小，有些挥发性组分比如焦油的反应活性比较高。

四、低变质粉煤热解影响因素

1.煤化程度

原煤FCad的含量越大，半焦产量就越大，热解煤气和焦油产量一般同原煤挥发分成分有关，挥发分成分越大，气产量也就越大，并且，由于起始分解温度提高，反应活性就会下降。

2.热解终温

温度是影响低变质粉煤热解特性的关键外因之一，它对生成初次分解产物的反应具有影响，对生成挥发物的二次反应也具有一定的影响。在一定温度范畴里，由于热解温度的提升，热解半焦产量就会降低，干馏气及焦油的产量就会加大。如果温度过高，二次裂解反应速度就会加大，焦油产生裂解造成收率降低，半焦和气体收率提升，并且由于热解终温的不同，干馏气构成会变化而使热值改变。

3.加热速率

低变质粉煤热解的加热速率对于产品的生产率和构成都有影响。随着升温速率的变化，煤气成分也会变化。由于升温速率越高，CO2和CO的变化范围也会越高。

4.压力

有资料显示，由于压力的加大，热解挥发分产量会随之下降，从而导致半焦产量加大。这主要因为由于压力的加大，挥发份在煤颗粒里的驻留时间会加长，二次反应加大，最终造成焦油聚合成焦炭，导致产率降低。

5.气氛

热解气氛的差别尤其是焦炉气或者合成气气氛下进行热解，让另外几个因素具有各异的作用结果。煤和氢共同热解，经过传质的影响，让所有工艺的参数对热解反应的影响增加，属升温效率对焦油收率的影响最为明显，高压下的缓慢升温可导致转化率及焦油收率共同提升。

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[关键词]生产管控 挖潜增效 经济效益

中图分类号：F014.35 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2015）27-0399-02

前言

神华集团煤直接液化先期工程（第一条生产线）空分装置、自备热电站等及其他公用工程分别在07年12月至08年5月实现开工试车。经过冬季整改和低温环境联动试车考验，2008年5月份105单元（第一煤制氢）首次开车成功，并连续运行超过100小时，创国内壳牌气化装置首次开车最好记录；2008年7月份106单元（第二煤制氢）开车成功，满足了三套加氢装置气密和开车需要。2008年11月份开始加工外购油生产起始溶剂油，12月30日加氢稳定装置引入煤液化油，并且顺利生产煤液化粗石脑油、柴油组分。这标志着T-STAR装置首次加工煤液化油、首次生产提供供氢溶剂油获得成功，表明我国对悬浮床反应器加氢技术的掌握达到世界水平，填补了国内在该项技术领域的空白。2008年12月30日14时46分，在达到设定的试车条件下，煤液化单元开始投煤试车，从投煤试车开始16个小时打通主流程，24小时打通全厂流程。2008年12月31日加氢改质装置引入煤液化油，并成功产出合格柴油、石脑油，标志着世界上首套煤直接液化商业化工程首次投煤试车取得成功。煤直接液化自打通全流程以来至2011年5月历经9个试生产周期，从2011年开始煤液化装置运行逐渐平稳，生产计划可控。

至2014年以来，一直由中国神华鄂尔多斯煤制油分公司负责煤直接液化项目的商业化运营工作，公司通过加强生产运行管控，不断摸索、优化技术指标，加强绩效考核力度，强化现场管理提升工作，及时纠偏生产运行中存在的问题。通过日统计、日分析，及时调整公用工程消耗，合理优化天然气、干气、煤泥及蒸汽的回收循环再利用，实现了降本增效的目的。通过组织召开月度综合计划对接会与经营活动分析会，及时固化经营管理中发现的优秀经验与亮点，按照四不放过的原则分析事故原因，使公司生产经营水平稳步提升，挖潜增效成果显著，公司基础管理工作再上新台阶。本文作者将从以下两大方面加以分析

一、提高公司经济效益

1.提高了产品收率

重点考核装置加工损失指标，装置加工损失率大幅下降，提高了产品收率。2013年煤液化联合中心加工损失平均为13.2%，2014年一季度加工损失为12.3%，加工损失率下降0.9%。煤制氢、环保等中心加工损失率均有所下降。装置加工损失率下降，能有效提高装置产品收率，最终实现公司经济效益的增加。（见附图一）。

2.缓解煤泥销售压力

组织电厂掺烧煤泥，节省原煤消耗，缓解了煤泥销售压力。公司外购煤泥小部分供热电锅炉掺烧，大部分无法掺烧需外销，煤泥含水量一般在30%左右，销售困难，热电锅炉仅能掺烧2.5-3%，大量掺烧会堵塞锅炉落煤管，煤泥掺烧受到很大局限。依据煤泥粒度及水含量特性，公司生产部提出，利用原煤与煤泥按照1比1比例混合后送电厂掺烧，降低了堵塞落煤管风险，极大地提高了掺烧比例，在气温相对较低的情况下，每日平均掺烧314.4吨，未混合原煤之前，日仅掺烧106.9吨，每日多掺烧煤泥207.5吨，全月将多掺烧煤泥6225吨，煤泥发热量平均4400大卡/吨，热电掺矸石后混煤发热量5000大卡/吨，按热值折算，每月节约原煤5478吨，外购每吨煤泥不含税价格70.9元，外购原煤不含税价279.93元/吨，差价209.03元/吨，月节约成本114.5万元。

3.节约天然气消耗

合理使用自产干气，减少排放量，节约天然气消耗。干气作为煤直接液化一种副产品被用作燃料使用，煤液化85%负荷产干气5至6万标立/时，冬季燃料使用量为3万立/时，富裕2至3万立/时干气白白放火炬燃烧，造成效益流失，现将2万立左右干气用作天然气制氢作原料替代天然气生产氢气，冬季干气完全实现平衡，不需要放空，年节约天然气720万标立，节省生产成本1104万元，夏季由于蒸汽富裕，天然气仍有1万标立/时富裕量，目前正在增加一台干气原料压缩机，届时，干气将全部回收利用，年节约天然气1657万元。

4.节省天然气使用

关闭天然气界区手阀，节省天然气使用。气制氢装置正常情况不使用天然气，完全利用自产干气产氢，由于天然气制氢入装置天然气调节阀内漏，造成1500标立/时天然气漏入瓦斯系统，将调节阀前手阀关闭，紧急情况中心能及时打开手阀，不影响装置安全运行，每小时节约天然气1500标立，年节约天然气900万标立，节省费用1386万元。

5.实现高压蒸汽并网

蒸汽作为煤直接液化公司一种最重要的公用物料，冬季实现自产自用，不存在富裕，夏季采暖停用后，每小时富裕蒸汽50吨左右，白白放空，造成浪费。煤制氢自产高压蒸汽温度稍低于管网蒸汽，直接并网会影响冰机运行，针对这种情况，公司生产部提出，利用大检修机会，将煤制氢冰机使用蒸汽与煤制氢外送高压蒸汽管线接口调换位置，实现将煤制氢自产30吨左右高压蒸汽并网，选择这样并网，将不会影响冰机正常运行，通过并网后减少放空，年减少蒸汽放空10.8万吨，节省费用864万元。

6.降低绿化水消耗

加强绿化水使用管控，有效降低绿化水消耗。2014年4月中旬生产部提出绿化水管理规定，杜绝绿化水多浇、乱浇现象，4月10日至4月25日消耗绿化水8305吨，日均553.7吨，4月1日至4月10日消耗绿化水23284吨，日均2328.4吨，日节约绿化水1774.7吨。

二、及时发现并消除安全生产隐患

1.膜分离尾气

通过分析煤直接液化装置膜分离尾气氢含量变化，及时发现膜分离效果变差，并提出解决建议。通过分析2013年与2014年膜分离尾气中氢气含量变化趋势，发现2014一季度膜分离尾气中氢气含量明显高于2013年，膜分离分离效果开始变差，膜分离效果变差，将导致有效氢气泄漏至干气系统，造成氢气损失，建议大检修及时更换膜组件，提高膜分离效果（见附图二）。

2.滤饼碳的使用

通过对比分析煤制氢滤饼碳含量，发现气化原煤转化率下降。煤气化滤饼中碳含量是反应气化原煤转化效率最直观的评价手段之一，正常滤饼碳含量为30%左右，碳含量超35%，甚至高于40%，说明碳转化率较低，碳含量低于25%，说明气化炉炉温控制较高，就SHELL气化炉而言，过高的炉温会减少煤烧嘴及水冷壁使用寿命，这一点已在国内现有SHELL气化炉工厂得到验证。2013年神华鄂尔多斯煤制油分公司105单元滤饼平均碳含量为33.6%，2014年一季度滤饼平均碳含量为50.8%，106单元2013年滤饼含碳量平均为33.3%，2014年一季度滤饼平均含碳量为45.8%。2013年下半年开始两套气化炉烧嘴及烧嘴罩泄漏率增大，2014年开始调整气化炉温度，将炉温下调后有所好转，这也说明了较低的气化炉控制温度会导致滤饼碳含量增高，滤饼碳含量增高，说明碳转化率下降，碳转化率降低导致氢气收率会有一定下降，但是为了保护烧嘴及烧嘴罩，维持适宜的气化炉控制温度能有效延长装置运行周期，目前正在通过配煤摸索气化炉温度与碳转化率最佳平衡点，既能保护烧嘴又不至于牺牲太多的碳转化率。

3.提高了氢气收率

通过分析煤制氢装置PSA解吸气氢含量，提高了氢气收率。通过分析两套煤制氢PSA解吸气氢含量变化数据，发现，2013年1季度105、106单元解吸气氢含量明显高于2014年一季度，解吸气氢含量增加，说明PSA提纯效果变差，2013年开始两套气化PSA氢气提纯效果开始下降，后及时调整吸附时间，降低了解吸气氢含量，提高了氢气提纯效果（见附图三），最终提高了氢气回收效率。

4.降低污水处理成本

通过分析酚回收装置脱酚水氨氮含量变化趋势，及时降低污水处理成本。通过分析2013年与2014年一季度酚回收单元脱酚水氨氮含量数据，发现2014年一季度脱酚水氨氮含量明显高于2013年一季度。脱酚水氨氮主要来源洗精煤及外购油，洗精煤质量指标相对稳定，外购油氨氮含量增加且脱酚效果变差会导致脱酚水氨氮含量增加，脱酚水氨氮增加，一方面会加剧设备腐蚀，最主要是会增加下游高浓度污水处理成本，要降低脱酚水氨氮含量，一方面要控制外购油氨氮含量，同时要提高酚回收装置脱酚效果。

三、结束语

通过以上对优化前后的对比，可以看出从加强生产管控及绩效考核力度，优化煤泥、干气、天然气及蒸汽的合理循环再利用，通过加强经济活动分析，及时发现生产安全存在的隐患问题，多方面阐述管理提升工作，凸显挖潜增效成果，同时数据也说明，通过加强生产运行监督管控，优化绩效考核指标，使资源得到合理利用，加强源头治理，原料及公用工程消耗大幅度降低，既节约了生产成本，又提高了公司经济效益，为公司的长远发展奠定了坚实基础。

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城市化进程的进一步加快使气候变化已经成为世界各国在战略层面上关注的重要问题，低碳经济和低碳技术成为21世纪战略竞争的制高点。在全球一致应对气候变化和降低化石能源消耗的大背景下，发达国家和发展中国家都在通过提高能效和节能、利用先进技术和管理手段降低碳排放强度，低碳经济理念正成为国际社会的共识，并开始对各国经济结构，投资和生产生活产生重要影响。

二、低碳经济的意义

低碳经济，是以低能耗、低污染、低排放为基础的经济模式，是人类社会继农业文明、工业文明之后的又一次重大进步。“低碳经济”的理想形态是充分发展“阳光经济”、“风能经济”、“氢能经济”、“生物质能经济”。它的实质是提高能源利用效率和清洁能源结构、追求绿色GDP的问题，核心是能源技术创新、制度创新和人类生存发展观念的根本性转变。低碳经济的发展模式，为节能减排、发展循环经济、构建和谐社会提供了操作性诠释，是落实科学发展观、建设节约型社会的综合创新与实践，完全符合党的十七大报告提出的发展思路，是实现中国经济可持续发展的必由之路，是不可逆转的划时代潮流，是一场涉及生产方式、生活方式和价值观念的全球性革命。从世界范围看，预计到2030年太阳能发电也只达到世界电力供应的10%，而全球已探明的石油、天然气和煤炭储量将分别在今后40、60和100年左右耗尽。因此，在“碳素燃料文明时代”向“太阳能文明时代”过渡的未来几十年里，“低碳经济”、“低碳生活”的重要含义之一，就是节约化石能源的消耗，为新能源的普及利用提供时间保障。特别从中国能源结构看，低碳意味节能，低碳经济就是以低能耗低污染为基础的经济。

三、在城市发展中低碳经济发展的主要途径

（一）法律政策体系。从政策引导层面建立有利于形成低碳经济的产业结构、增长方式和消费方式。从产业结构调整、区域布局、技术进步和基础设施建设等方面着手，推进低碳经济发展和低碳城市建设。对税收政策、财政政策和信贷政策进行低碳化调整。出台鼓励企业进行低碳创新、节能减排、可再生能源使用的政策法规，考虑减免税收、财政补贴、政府采购、绿色信贷等措施，引领企业开发先进的低碳技术，研究和实施低碳生产模式。对新能源、提高能效、生态基础设施等低碳经济产业实行政策倾斜。加快制定和修改有利于减缓温 室气体排放、能源 清洁发展、低碳能源开发利用的鼓励政策和相关法规，加快推进能源体制改革，建立有助于实现能源结构和可持续发展的价格体系，推动可再生能源发展机制建设。

（二）优化产业结构。一是大力推进清洁能源产业化，以太阳能、生物质能、风能、氢能、燃料电池等为主要方向，积极发展清洁及可再生能源，加大产业化力度。加快发展现代物流，金融服务，软件及服务外包，动漫设计等现代服务业，形成若干具有国际水准的物流集聚园区、服务外包集聚区、动漫创意产业集聚区。

（三）加快低碳技术开发应用。推进煤的清洁高效利用，可再生能源及新能源，二氧化碳捕获与埋存等节能领域的技术开发与应用， 加强生物质能的研究开发和应用，开发生物热解气化，生物质制乙醇，生物质制氢，生物质燃料气合成二甲醚，生物质燃料气合成汽油，甲醇以及城市垃圾综合利用技术，积极发展生物能源业。加快推进风能发电成套装备产业化。支持发展光-热转换材料，集热器结构材料和部件，研发太阳能热发电技术和太阳能光伏电池材料及组件技术，积极推进薄膜电池，单晶硅电池，多晶硅电池及其他电池等先进太阳电池技术的研发及产业化，加快太阳电池生产和测试设备的国产化进程，推进新一代的地下温泉热水利用技术，小城镇区域性集中农村沼气综合利用技术的开发及推广应用。发展小型高效天然气制氢，大规模煤气化制氢技术。支持开发高效热交换器和热系统的节能技术，加快发展工业高耗能产业的节能降耗新工艺，关键技术和设备。

（四）大力发展低碳建筑。城市发展低碳建筑应着力加强政府规划和相关文件的贯彻落实力度，严格实施低碳建筑标准，新建筑的立项、审批和建设过程都必须遵照相关标准。要扩大低碳建筑理念的普及推广，加强对社会公众的宣传教育。推进建筑节能设计，建筑要尽可能实现自然采光、自然通风、自然排水等设计理念。[3]推进建筑能耗标识制度，推广低碳建筑的分级认证制度；新建建筑严格执行节能标准，鼓励商场、写字楼、工厂等现有商业建筑开展节能改造，政府办公室、医院、学校等公营机构要制定和实施强制节能措施。对大型公共建筑，应公开其能源消耗状况，进行能源审计，推动大型建筑节能减排等。推进低碳建筑技术的广泛应用，普遍采用外遮阳、自然采光、自然通风、建筑绿化等低碳建筑设计技术；大力推进建筑工业化，改进建筑业生产组织方式，提高低碳建筑的生产能力。

（五）倡导绿色消费。在公众中大力宣传低碳理念，积极倡导绿色消费、绿色经营的理念，使公众真正参与进来。人类活动足迹加剧气候变化的趋势如不扭转，则生态系统崩溃、水资源缺乏、疾病肆虐、威胁人类的生存。因此要紧紧抓住低碳发展的主轴，配以生态的要求，推动技术发展和建立低碳经济，从而最终实现由“高碳”时代到“低碳”时代的跨越，真正实现人与自然和谐发展。

四、我国发展低碳经济的前景

低碳经济不仅仅只是一种愿望，更是人们心目中一股深受感动的力量。刚开始可能只是被一种想法所激发。然而一旦进一步发展成为感召那些人的信念时，就不再是一个抽象的东西，它需要各方通过共同努力实现。主席在2007年亚太经合组织会议上，郑重提出四项建议，说了4次碳：发展低碳经济、研发和推广低碳能源技术、增加碳汇、促进碳吸收技术发展。2009年9月在联合国气候变化峰会上承诺：中国将进一步把应对气候变化纳入经济社会发展规划中，争取到2020年实现单位GDP的CO2排放比2005年降低40%～60%。为我们描绘了未来低碳经济的愿景。在2010年低碳中国论坛首届年会上，徐州和成都、深圳等10个城市被评为2009中国低碳风云榜，最具竞争力的低碳产业基地城市成为全国首批低碳产业基地。目标引领行动，发展促进提升。相信在不久的将来，中国一定能够在低碳经济方面做出自己的贡献。

参考文献

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（一）产业结构不合理，资源利用率较低煤炭资源型城市的产业结构主要集中在第二产业，产品单一，综合开发利用不强。以山西省为例，它是我国煤炭大省，但其煤炭回采率也不超过40%，而那些小矿由于技术落后，设备能力有限，回采率就更低了，每挖1吨煤要耗费5～20吨资源。近几年，我国出台了一系列有关保护环境和节约资源的政策，煤炭企业的发展受到了制约，市场竞争力明显下降。可见，煤炭城市要想取得长远发展，就需要煤炭企业加快发展低碳经济的脚步，尽快调整与优化煤炭产业结构，为其营造良好的发展环境。

（二）煤炭企业技术人员匮乏，装备落后据有关部门统计，在我国煤炭企业的从业人员中，农民占了相当大的比重，尤其是乡镇煤炭企业，其工作人员中农民所占比例近73%，其中多半都是缺乏技术和经验的人员，这就为煤炭企业的健康的发展埋下了巨大的安全隐患。煤炭企业要想快速发展低碳经济，先进的低碳技术和设备是必不可少的，而相应的员工激励机制也是不可或缺的，只有满足了这两个条件，发展低碳经济才能如鱼得水。

（三）经营压力和减排压力不断增大煤炭行业的价格受政府控制，价格未“开放”。煤炭企业现在正处于转型期，本来就面临一系列的问题，再加上我国的市场与政府调控体系还不完善，这就造成煤炭企业的资源成本、经营成本和安全成本持续增加。同时，相关税收的增加、国际煤炭市场的持续低迷都给煤炭企业带来了巨大的压力。加之我国二氧化碳减排量指标连年提高，这也给高排放、高污染、高耗能的煤炭企业带来了巨大的减排压力和挑战。

（四）低碳经济融资模式缺失由于低碳项目所带来的节能减排效应、环境贡献无法外化为经济效益，形成低碳经济的社会效益与金融机构的利润追求两个目标的矛盾。因缺乏现实即期的经济效益，金融机构无力分担应对环境变化所带来的社会成本，以安全性、收益性与流动性为目标的金融监管体制及资本市场对企业利润实现的严格要求，都使得低碳经济的融资环境更加不利。

二、煤炭资源型城市发展低碳经济的战略分析

（一）调整煤炭产业结构，加速低碳化发展引导煤炭产业进行结构调整，加速煤炭企业低碳发展，可提高煤炭企业的核心竞争力。一方面，通过延长煤基产业链，增加煤炭的附属产品，与建材、电力等行业形成循环产业链，提高煤炭的利用价值，形成价值倍增效应；另一方面，转化煤炭资源为其他清洁产品，如煤制氢、煤制二甲醚等清洁能源。另外，通过煤炭的绿色生态化开采、煤炭资源的高效利用及加强煤炭的转化等方式，实现低碳化煤炭资源，促进经济效益、环保效益的共同发展。

（二）加大技术投入，提高科技创新能力煤炭企业发展低碳经济要积极顺应我国的可持续发展计划。我国已参与了国际上的低碳减排计划，煤炭企业就要抓住这次机遇，积极与国外煤炭企业进行技术交流和沟通，引进先进的低碳技术，建立专门的技术研发机构，加大低碳技术研发力度。并且要在国家的资金支持下，全面建立低碳技术开发体系，通过洁净煤技术、整体煤气化联合循环发电技术等低碳技术的运用，合理开采矿井资源，提高资源的回收率和原煤的入选加工率，从而提高煤炭资源的综合利用率，努力实现煤炭的绿色生产。

（三）完善煤炭企业发展低碳经济的政策和管理体系煤炭城市政府要支持和推动低碳经济的发展，就要充分了解和利用现在的政策法律制度，在此基础上，结合自身情况，积极借鉴国外低碳经济立法方案，做出科学规划，将发展低碳经济的法律法规制度体系进一步完善。同时，政府要以可持续发展为导向，建设好低碳经济管理体系，制定绿色环保政策，为低碳发展服务。

（四）建立低碳信贷激励机制银行部门可以发达国家绿色信贷标准为参考，为支持和促进煤炭企业的低碳经济发展，制定相关信贷政策和标准，利用一些新技术和新指标，更准确地识别有前景的低碳企业，引导资金的流动，从根源上促进低碳经济发展。

三、结语

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关键词：低碳；环保；城乡规划

中图分类号： F252.23 文献标识码： A

合理的城乡规划是城乡建设的管理依据，这与很多学科是密切相关的，在特定的条件下，需要深入细致的协调。在近几年的城乡规划过程中，很多地方都只顾眼前利益，不能从长远角度考虑，而忽略环境保护规划和采取相应的节能措施。致使城乡规划工作的落实过程中的外部环境遭受到一定程度上的破坏，出现了一些人为的环境污染现象。所以说在城乡规划中，应该树立环保节能意识，引起相关工作人员的重视，做好城乡规划工作，建设低碳生态型城市，清洁能源型城市、乡镇等。进而实现城乡低碳发展和可持续发展，实现人与自然的和谐发展。

一、城乡规划低碳环保发展模式的含义

低碳环保角度下的城乡规划发展模式具有以下三个方面的含义：

1.城乡规划以人为本，提倡人与自然和谐相处。发展低碳城市，减少温室气体的排放；使用环保材料，减少能源的消耗；优化产业结构，大力发展循环经济。这些都是城乡规划中实现低碳环保的发展目标。因此，城乡规划要实现低碳环保就需要以“人与自然和谐相处”为最终目标。

2.城乡规划以节约能源，减少碳排放为目标。低碳环保视角下的城乡规划首先要求改善能源利用过程的效率，通过采取节能技术、环保材料、再生资源打造生态建筑等手段减少对能源的需求，进而减少在能源结构中占主导地位的石油资源的依赖。其次低碳环保视角下的城乡规划还需要降低经济发展过程中的碳排放，从而实现减少全球温室气体的排放。

3.城乡规划不仅要关注眼前，更要注重未来。人类的城市化进程是一个不断发展、逐渐完善的过程，因此城乡规划不仅要关注眼前更要注重未来。低碳环保是以后城市发展的主要方向，我国发展低碳环保城市的道路还很漫长，当今的城乡规划一定要结合我国的GDP情况，把城市发展和经济发展密切结合起来，把低碳环保的城乡规划划分为近期、中期和远期三个不同阶段的目标进行实现。

二、将可持续发展的观念渗入城乡规划编制中

1.坚持城乡统一规划和管理，实现城乡全面协调可持续发展。城与乡相辅相成，互为存在的前提，在任何情况下，不能割裂城乡联系。一方面，散布于农村的工业企业产生的点源污染呈上趋势，工矿污染与城市污染向农村转移的趋势在加剧；另一方面，城市垃圾危害农村环境，城市正在遭遇“垃圾围城”之痛，一些城郊地区已成为城市生活垃圾及工业废渣的堆放地。为使城市与农村地区发展均保持可持续性，必须更好地整合城乡之间的相互关联，实现城乡协调及调控，并使之实行更有效的管理。 2.结合生态学理论编制城乡规划。生态学是研究生物与环境之间相互关系及其作用机理的科学。应当指出，由于人类活动干扰对环境与资源造成极大压力，规划工作者迫切需要掌握生态学理论在城乡规划中来调整人与自然、资源以及环境的关系，协调社会经济发展和生态环境的关系，促进可持续发展。规划工作者认识到，只有在规划阶段考虑环境保护等重要因素，才能从根本上防止环境的进一步恶化，并有利于环境的逐步改善。 3.对规划组织进行环境影响评价。规划环境影响评价是指对规划实施后可能造成的环境影响进行分析、预测和评估，提出预防和减轻不良环境影响的对策和措施，进行跟踪监测的方法与制度。规划编制过程中组织进行环境影响评价，编写该规划有关环境影响的篇章或者说明，作为规划草案的组成部分，实现了城乡规划与环境保护一体化。

三、城乡规划中的环保节能措施

1.加快低碳技术开发与应用

工业生产中推进可再生能源及新能源等节能领域的技术开发；依据国家政策加强生物质能的研究开发和应用，如开发生物质热解气化、生物质燃料气合成二甲醚等积极发展生物能源业；同时加快推进风能发电成套装备产业化，支持发展光——热转换材料、集热器结构材料和部件，研发太阳能热发电技术和太阳能光伏电池材料及组件技术等；在小城镇区域性集中农村沼气综合利用技术的开发及推广应用；发展小型高效天然气制氢，大规模煤气化制氢技术等等。同时也要大力发展电子信息（软件）、文化创意等低碳产业和服务业。加快发展现代物流、金融服务、软件及服务外包、动漫设计等现代服务业等，最大程度的优化产业结构，构建低碳产业支撑体系。注重减排技术的研究、开发与推广工作，加强节能减排的人员培训工作。

2.大力发展低碳建筑，促进农村低碳化建设

在城市发展中，大力发展低碳建筑，严格实施低碳建筑标准，新建筑的立项、审批和建设过程都必须遵照相关标准。注重低碳建筑理念的普及推广，加强对社会公众的宣传教育。推进建筑节能设计和建筑能耗标识制度，推广低碳建筑的分级认证制度；新建建筑严格执行节能标准，鼓励商场、写字楼、工厂等现有商业建筑开展节能改造，政府办公楼、医院、学校等公营机构要制定和实施强制性节能措施。对于大型公共建筑，应公开其能源消耗情况，进行能源审计，推动大型建筑节能减排等。

同时，也要促进农村低碳化建设。在农业生产中大幅度地减少化肥和农药使用量。降低农业生产过程对化石能源的依赖，走有机生态农业之路。如用粪肥和堆肥作为化肥的替代品，提高土壤有机质含量。此外也要充分利用农业的剩余能量。如农作物收割后的秸秆就可以作为秸秆资源，可以作饲料、肥料、培养料，也可采用秸秆气化技术，转化成可燃性气体等。在农村也可以大力推广和应用太阳能和沼气技术，提升农村生态水平。 3.制定生态城市建设战略规划，推进制度和法律体系建设

推动地方政府、金融企业通过政策激励和融资支持，在城市中推广能有效节能技术。城乡规划工作的最有效的保障就是制度的创新，以政策约束低碳经济的产业结构的形成，影响其增长方式和消费模式。从产业结构调整、区域布局、技术进步和基础设施建设等方面着手，推进低碳经济发展和低碳城市建设。对税收政策、财政政策和信贷政策进行低碳化调整。出台鼓励企业进行低碳创新、节能减排、可再生能源使用的政策法规，考虑减免税收、财政补贴、政府采购、绿色信贷等措施，引领企业开发先进的低碳技术，研究和实施低碳生产模式。对新能源、提高能效、生态基础设施等低碳经济产业实行政策倾斜等。 4.加强道路绿化带和工业园区的规划

除了汽车尾气以外，城市空气污染最为主要的来源就是工业排放了。而汽车尾气的排放不受时间与空间的限制，并随城市发展的加速而加速。对于城市的汽车尾气的处理可以通过在城市规划的过程中对公路两旁的隔离带与绿化带的加强规划、绕城高速规划等相关规划过程进行有效的规避。从而使得更多的的汽车尾气被植物、地表水稀释，避免了大量尾气存在于城市空气中降低空气的污染程度。为了有效保障城市空气质量，还应该将工业以工业园区的方式进行规划，以便能够有效的对工业进行整合，对于重污染的工业能够通过集中管理，集中监督，集中处理的方式对其污染废物的排放进行处置。同时这样做也有利于工业针对城市的选址，以便根据实际情况如在水源方面和风向方面进行相应的计划和选择。这样也能有效降低工业对城市水环境以及空气质量的不良影响。

结束语：

随着我国城乡建设的飞速发展，城乡规划面临着新的机遇和挑战，我国作为能源消耗大国，更应该在城乡规划中做到低碳环保。城市作为减碳的主体，应该把构建低碳、环保和生态的城市作为我国未来城市发展的目标和方向。

参考文献：

[1]王文碧.浅谈城乡规划管理存在的问题及应对措施[J].城市建设理论研究,2012,6(20)

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【关键词】DCS；霍尼韦尔PKS系统；C300控制器；煤间接液化

1.前言

由于煤直接液化项目中全部使用的是霍尼韦尔Experion PKS系统，煤间接液化装置建设在煤直接液化项目的厂区内，是以煤直接液化项目中煤气化装置的合成气为原料，利用煤直接液化项目中的公用工程进行煤间接液化生产的。考虑到相关装置之间的信号传输多、通讯数据量大，以及全厂控制系统一体化等因素。在煤间接液化项目控制系统的选型上，霍尼韦尔PKS系统就成了唯一的选择。

2.PKS系统结构

霍尼韦尔的Experion PKS过程知识系统，是目前最先进的控制系统之一，包含了霍尼韦尔三十多年来在过程控制、资产管理、行业知识等方面积累的经验，采用最先进的开放平台和网络技术，为工业企业提供一个全厂统一的过程控制、生产管理、设备管理、资产管理、等一体化的知识体系结构和全系列的解决方案。

Experion PKS系统能满足各种自动化应用要求，为过程控制、数据采集和批量控制提供一个开放式控制系统，能满足工业生产领域要求的灵活性、易用性、高性能和高可靠性。

Experion PKS系统的体系结构如图1所示。

Experion PKS系统的控制主干网络是容错以太网——简称FTE，是Honeywell公司开发的FTE驱动程序与Cisco交换机相结合的网络技术。FTE是在商用以太网技术上结合霍尼韦尔设计的鲁棒控制网络专长，成为霍尼韦尔的专利，作为先进的控制网络解决方案。通过为任意两个FTE节点提供多达4条通讯路径，FTE既可容错单故障点，还可容错多故障点。此外，FTE还支持普通以太网节点的连接和标准TCP/IP的应用（如本系统中的串口网络服务器，FDM现场设备管理站）。其拓扑结构是顶部连接在一起的双重并行树形网络结构，是冗余网络结构的单网，由冗余的交换机和通讯电缆构成。基本FTE网络是直至3层交换机设置的并行的两个树形结构，如图2所示。FTE节点（本系统中的服务器/工程师站、操作员站、C300控制器类型的节点）含有FTE软件和双网络接口控制。FTE不仅提供容错技术，还提供工业控制应用要求的快速响应、传输的确定性和安全性等。一个FTE网段可连接多台服务器，最多可连接200个FTE节点和200个非FTE节点；一对服务器最多可带10台控制器、10台CONSOLE站、40台FLEX站，2万个过程点。

过程控制网络（FTE）分为控制层（Level 1）和监视层（Level 2），控制层（Level 1）的设备主要有C200控制器和C300控制器；监视层（Level 2）的设备主要有服务器和操作站。

高级应用网络层（Level 3）是普通以太网，不是FTE网络。网上的设备有PHD服务器、多变量优化控制器、远程操作站等管理设备。

工厂信息网络层（Level 4）是通过防火墙连接的管理网。网上的设备有企业级高级应用服务器、安全只读访问过程画面的WEB服务器（e-Server）、工厂业务客户端等设备。

3.控制器的选择

煤直接液化项目使用的Experion PKS系统，原设计软件为R211.3版本，控制器使用C200控制器带PMIO卡件，如图3所示。由于C200控制器的顺序控制功能较差，不能完成PSA（变压吸附）的复杂逻辑控制，PSA控制采用了HPM控制器和PMIO卡件。HPM控制器是TPS系统的控制器，不是Experion PKS系统的控制器，再通过ESVT服务器把TPS系统升级到Experion PKS系统。

煤直接液化生产线在开车调试和试生产过程中，C200控制器和HPM控制器，多次出现控制器卡板硬件故障。因此，煤间接液化装置不再使用C200控制器和HPM控制器，而采用新型结构、性能可靠性的C300控制器如图4所示。系统软件也相应升级为R311.2版本。C300控制器是HONEYWELL公司近年推出的换代产品，与C200控制器相比有如下优点：

3.1 采用全新的硬件结构设计：这些卡件不但在外形上是全新的，其内部电路也有很大变化，C300控制器采用了高性能的CPU芯片，处理速度更快、处理量比C200控制器增加了很多，采用了全新器件，性能指标上了新的台阶。可以完成PSA（变压吸附）的复杂逻辑控制。

3.2 采用全新的硬件结构，使C300控制器带C系列I/O卡件的体积只有C200控制器带PMIO卡件的1/2，由于硬件体积的压缩，使得机柜数量大量减少，同样规模的装置，采用C300控制器机柜数量，是采用C200控制器机柜数量的2/3。

3.3 C300控制器增加了控制器专用防火墙：使C300控制器免于黑客攻击。

①防火墙只允许与C300控制器有关的信息通过，通过TCP过滤的功能使只有带CDA的信号能够通过。

②I/O通讯和peer-to-peer通讯不受影响，保证确定性。

③限制广播流量，防止广播风暴。限制SYN flood攻击，防范Dos及DDos，避免C300控制器的处理器花费大量时间去清理这些垃圾信息，导致C300控制性能的降低。

3.4 C300控制器的通讯速率为100Mbps。工业以太网采用开放式802.3（载波侦听多路访问/冲突访问）星型结构100M带宽的组网方式，由于带宽的优势，在系统满负荷的情况下，网络一般处于低负荷状态，仍然能很流畅的工作。对于上层管理网络（MIS）不需要额外的协议转换器和网关。

3.5 C300控制器增加了Profit loop算法：“预估控制技术”已在很多项目上应用，其中Profit loop算法是霍尼韦尔的专利技术。

①Profit loop算法在控制器中的应用，提高了控制的鲁棒性，简化了PID调节的复杂性，提供强有力的PID闭环自整定功能。

②Profit loop算法已嵌入到控制器C300中，无需额外费用。可取代PID的控制算法。

③减少维护成本，增加过程稳定性多大30%。

3.6 先进的FOUNDATION现场总线技术使总线接口卡直接与控制器实现点对点通讯，大幅度提高了总线的通讯速度和通讯可靠性，有助于现有资产的优化，C300与C200对比如表1。

4.煤间接液化装置PKS系统的硬件配置

该PKS系统用于煤间接液化装置的过程控制、现场Hart仪表设备的资产管理、以及管理调度信息集成等应用。煤间接液化项目包括了9个生产单元，设计为一个中心控制室。分为4个操作区域，操作一区为催化剂预处理和蜡精制两个生产单元；操作二区为费托合成和油品加工两个生产单元；操作三区为轻烃提浓和PSA制氢两个生产单元；操作四区为脱碳和凝结水回收及合成水处理三个生产单元。

4.1 操作站的配置：系统硬件配置需要根据各操作区的I/O点数和操作站的数量来确定。操作一区有914点，需要配置2台操作站；操作二区有2722点，需要配置7台操作站；操作三区有905点，需要配置2台操作站；操作四区有588点，需要配置2台操作站，共配置13台操作站。每个操作区必须配置50%以上数量，能与控制器直接通讯的CONSOLE操作站。该系统配置7台CONSOLE操作站，6台FLEX操作站。

4.2 控制器的配置：按照每个生产单元的控制器尽可能独立配置的原则，根据各单元I/O点的多少不同配置控制器。对于I/O多的单元可以配置多对控制器，对于I/O少的单元可以几个单元配置1对控制器。操作一区催化剂预处理和蜡精制两个单元配置1对控制器；操作二区费托合成单元配置2对控制器，油品加工单元配置2对控制器；操作三区轻烃提浓单元配置1对控制器，PSA制氢单元配置1对控制器；操作四区脱碳和凝结水回收及合成水处理三个单元配置1对控制器，共配置8对控制器。

4.3 服务器的配置：I/O总点数为5129点，一个FTE网络可支持2万个过程点，可支持多对服务器，每对服务器每秒钟平均访问控制器的参数为4000个，可连接200个FTE节点和200个非FTE节点。因此可选用一个FTE网络配置2对服务器，形成2套DCS系统。操作一、三、四区配置了1对服务器构成1套DCS系统；操作二区配置了1对服务器构成1套DCS系统，2套DCS系统之间的通讯，采用HONEYWELL的DSA技术。配置的2台工程师站分别对2套DCS系统进行组态。

4.4 交换机的配置：FTE节点和非FTE节点大约有40个，FTE网络采用1对48口的Cisco Catalyst 2960交换机，将控制层（Level 1）和监视层（Level 2）合并为一层，交换机提供100Mb传输速率。

4.5 现场设备管理站的配置：需要1台Hart设备管理站对现场设备进行管理，Hart设备管理站由霍尼韦尔现场设备管理站FDM以及Hart数据信息接口等构成，提供用于管理Hart设备的数据库、组态和管理模式、人机界面等。

4.6 PHD Buffer服务器的配置：与PMCC通讯需要1台PHD Buffer服务器（PMCC系统已在直接液化项目中建成）。

煤间接液化装置PKS系统的硬件配置如图5所示。

本系统的硬件型号选择：

控制器—Experion PKS系统的C300控制器作为DCS主控制器。

操作站—选用Dell工作站T5400计算机，配置霍尼韦尔专用的操作员键盘。

工程师站—选用Dell工作站T5400计算机。

系统服务器—选用Dell PE2950服务器。

FTE网络交换机—选用Cisco WS-C2960-48TC-L交换机。

PHD Buffer服务器-选用Dell PE 1430计算机（用于与PMCC通讯）。

Hart设备管理站—选用Dell工作站T5400计算机。

串口服务器（Terminal Server）—选用8通道的Nport 5630-8串口网络连接服务器（Terminal Server）

5.结束语

PKS控制系统强大的功能模块和其优越性能保证了装置按照设计方案在预定时间内顺利开车。该PKS系统自2009年投用，系统运行稳定，没有因DCS系统本身的问题对生产造成过影响，而且由于该系统的开放性、灵活性、易操作性等优越性能，能够根据生产需要自主的进行一些过程点的组态操作，如一些控制方案的增改、联锁逻辑关系的变动，都能够在不影响正常生产的前提下在线修改。

煤间接液化项目于2008年4月10日开工建设，2009年9月30日机械竣工。煤间接液化装置在2009年12月至2010年5月期间进行了两次试生产，第一次试生产于2009年12月9日9时开工，12月18日零时计划停工，共连续运行210小时。经历1个月的改造之后，装置第二次试生产于2010年3月15日开工，2010年5月1日计划停工，共稳定运行1113小时。在试生产期间，装置运行平稳，各项工艺参数满足指标要求，总共产出轻重质醇422吨、液化气322吨、石脑油3817吨、柴油5223吨、重质蜡300吨、重柴油400吨。PKS系统运行可靠是煤间接液化装置连续、稳定生产的根本保障。

参考文献

[1]Experion PKS系统培训手册

[2]OperTune_User's Guide_Experion_R300