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          別誤解了甲醇燃料

          2020-01-19 11:05:45 人民網(wǎng)

          導語:2018年,中國石油對外依存度超過70%,天然氣對外依存度達到46%。國家經(jīng)濟發(fā)展和人民生活消耗的大量石油和天然氣長期依靠進口,直接導致我國能源安全難以得到保障。堅持底線思維,發(fā)展甲醇經(jīng)濟,將甲醇燃料廣泛應用在動力燃燒和熱力燃燒領域,已逐漸被我國政府、科技和產(chǎn)業(yè)界所接受?!吨袊噲蟆贰皩<抑v堂”專欄兩次邀請上海焦化有限公司技術經(jīng)濟委員會原秘書長謝振華,撰文介紹甲醇作為車用燃料的基礎知識,推薦給汽車和內燃機業(yè)界的工程技術人員和管理者一讀。但在甲醇汽車和甲醇燃料推廣應用的今天,一些錯誤認識和誤解仍然存在,甚至還有繼續(xù)擴散的趨勢。

          為此,我們再次邀請謝振華,采用通俗易懂的邏輯,引用現(xiàn)行的標準數(shù)據(jù)和科學語言,厘清業(yè)界對甲醇燃料的誤區(qū)。此外,我們還邀請了全球甲醇行業(yè)協(xié)會(MI)駐中國首席代表趙凱,請他從甲醇易燃易爆和對水體動物影響危害度,進行相關介紹。

          希望此文能改變大眾對甲醇的錯誤認識和誤解,讓甲醇汽車和甲醇燃料推廣應用開展得更加廣泛,為國家替代石油的能源安全戰(zhàn)略做出貢獻。

          甲醇產(chǎn)品含一個碳原子(汽油7~13個碳,柴油14~22個碳),生產(chǎn)原料十分豐富,煤炭、焦爐氣、煤層氣、天然氣、生物質以及二氧化碳均可制備甲醇,是完全可以實現(xiàn)碳中性循環(huán)的低碳燃料,所以又稱其為“可再生合成能源”。

          我國是全球最大的甲醇生產(chǎn)國和消費國,產(chǎn)能和產(chǎn)量占全球一半以上。中國的煤炭資源豐富,但有相當一部分劣質煤炭,既不能發(fā)電,也不能作為燃料直接燃燒,但卻能用來生產(chǎn)甲醇,還可以獲得硫磺、硫酸等副產(chǎn)品。生產(chǎn)甲醇過程中的高濃度二氧化碳可以收集再生甲醇,實現(xiàn)資源綜合利用。

          我們可以得出這樣一個結論,使用甲醇做燃料,一是可以大幅減少石油和天然氣的對外依存度,節(jié)省大量購買石油的經(jīng)費;二是實現(xiàn)煤炭產(chǎn)業(yè)資源綜合利用,激活煤化工產(chǎn)業(yè)技術進步,實現(xiàn)煤炭產(chǎn)業(yè)鏈發(fā)展和就業(yè);三是創(chuàng)建一個新興的甲醇燃料制備、儲備、輸配送、應用新興的萬億產(chǎn)業(yè)。

          中國甲醇汽車的技術和應用,已被全球汽車和能源領域所認可,其技術和推廣應用保障體系,已經(jīng)走在世界前沿。這要感謝政府工業(yè)主管部門,感謝參與甲醇汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展的企業(yè),感謝敢于自主創(chuàng)新的甲醇汽車工程技術人員,感謝實施推廣應用的各界人士。

          ■甲醇燃料與人體健康

          甲醇(CH3OH),與乙醇同屬醇類物質,分子結構中都有一個羥基(OH),化學性質很接近,在產(chǎn)生人體中毒效應的生物化學反應中,反應活性和作用機制相對一致,二者的毒性數(shù)據(jù)和中毒表現(xiàn)也很相似。

          甲醇在自然界天然存在,在發(fā)酵生產(chǎn)酒類過程中會同時生成微量甲醇,國家標準也對酒類中的甲醇含量做出限定。因此,人類生存活動中一直都與甲醇有實際接觸。并且,國際癌癥研究機構IARC認定乙醇屬于1級確定致癌物,而甲醇并不致癌。

          在毒理學數(shù)據(jù)中,甲醇與乙醇的LD50數(shù)值大小互相交叉,處于同一水平。在國家標準《職業(yè)性接觸毒物危害程度分級》(GBZ230-2010)中,根據(jù)分級和評價依據(jù)計算所得甲醇的毒物危害指數(shù)THI為20,而汽油的毒物危害指數(shù)為28,即:在職業(yè)性接觸標準下,甲醇的毒性低于汽油。

          甲醇汽車及甲醇燃料供應系統(tǒng)的使用運行安全方面,已具有成熟可靠的裝備和工藝措施。工信部組織甲醇汽車試點工作五年以來,組織相關人員2500人次體檢,檢測相關加注站點、維修工廠等環(huán)境空氣中甲醇含量112次,均未出現(xiàn)影響涉醇人員人體健康的病例,涉醇場所空氣中甲醇濃度也都低于我國職業(yè)接觸標準限值。

          ■甲醇燃料與安全應用

          甲醇的火災(包括爆炸)發(fā)生風險也小于汽油。在相同的情況下,汽油更容易揮發(fā),它產(chǎn)生的蒸汽壓是甲醇的2~3倍;汽油蒸汽比空氣重2~4倍,更容易貼近地表運動接觸到周邊火源,而甲醇蒸汽僅比空氣略重,更容易擴散、稀釋到起燃濃度以下;甲醇的熱值低于汽油熱值的一半,甲醇閃點12℃,汽油閃點-50℃,因而甲醇更難被點燃。即使被點燃后,造成的危害也比汽油小。

          安全性好,是甲醇被美國印地賽車選作為燃料的主要原因。美國政府在推廣甲醇汽車期間,也對甲醇燃料在安全方面的優(yōu)越性做了詳細介紹。

          ■甲醇燃料與環(huán)境友好

          甲醇發(fā)動機工況在精細標定后,甲醇汽車實際尾氣的常規(guī)排放中,一氧化碳、碳氫污染物大幅下降,氮氧化物也有所降低,整體排放得到有效、平衡的控制,對改善大氣污染有明顯的貢獻。

          甲醇生產(chǎn)過程高溫高壓,裝置全密閉,三廢排放控制達標,固體廢渣用于生產(chǎn)建材,原料煤中的硫化物成為硫磺、硫酸等副產(chǎn)品,得到綜合利用,是我國煤炭資源清潔化利用的有效途徑。

          如果在甲醇使用過程中出現(xiàn)事故或其他方式進入環(huán)境,產(chǎn)生的危害相對而言也比較輕微。因為在自然界環(huán)境里,甲醇會依靠微生物等進行降解。同時,由于甲醇在水中的高溶解性,很快就被地表水、地下水稀釋。因此在環(huán)境中,甲醇的生成與降解,有著非常廣泛的分布,也很自然地達到平衡。

          此外,甲醇作為船舶燃料目前進展迅速,如若發(fā)生事故導致大量甲醇泄露到水體中,甲醇對水體動物的影響也有專門研究。以魚類為例,甲醇的半數(shù)致死量為15400mg/L,廣泛作為船舶燃料的重油、柴油分別為79mg/L和65mg/L,大概是甲醇的194倍和237倍。而汽油的半數(shù)致死量達到8.2mg/L,達到甲醇的1878倍。也就是說,甲醇對水體動物(魚類、甲殼類、軟體動物等)的毒性遠遠小于汽柴油等其他船舶燃料。

          甲醇除了大量用于化學生產(chǎn)以外,通過生物發(fā)酵工藝培養(yǎng)微生物生產(chǎn)蛋白質,也成為一個很熱門的下游產(chǎn)品。英國ICI、德國赫斯特-伍德、法國IFP、日本三菱瓦斯化學、美國菲利浦石油等都有研究和中試,英國ICI還建成并投產(chǎn)年產(chǎn)10萬噸的工業(yè)化生產(chǎn)裝置,歷時8年的毒理學試驗結果表明甲醇蛋白無毒,可用于動物飼料,甚至還能成為供人類食用的高級蛋白質。

          ■甲醇燃料與碳排放

          從等熱值能量轉換效率角度看,汽車發(fā)動機直接使用甲醇相比煤制油生產(chǎn)車用液體燃料等途徑,非但避免了生產(chǎn)工藝過程的資源、能量消耗,還能包含了甲醇直接進入發(fā)動機使用方式大幅度提高發(fā)動機熱效率的節(jié)能效果。

          比照煤炭制油工藝生產(chǎn)車用液體燃料,甲醇生產(chǎn)相對煤耗大幅度降低,從本質上減少了生產(chǎn)過程無法利用的能耗,同時也和發(fā)動機端一樣,實現(xiàn)大幅度降低環(huán)境污染物與二氧化碳的排放。

          此外,甲醇生產(chǎn)中采用空分脫氮后的純氧進入氣化爐,合成氣的脫硫脫碳凈化工藝是集中排放二氧化碳的出口,并且排放的濃度可高達90%以上。國內現(xiàn)有工藝已經(jīng)進一步將其精制成為食品級二氧化碳,以及用于消防、工業(yè)惰性氣體和下游化工生產(chǎn)原料等的實際產(chǎn)品。如果今后需要配合捕集埋地治理,或者配合地熱、光伏、風力、水力等綠色發(fā)電發(fā)展二氧化碳加氫制甲醇時,這樣高濃度的二氧化碳相當于已經(jīng)完成了捕集提純,更為方便、直接,相比捕集發(fā)電廠煙氣中二氧化碳的治理方案,節(jié)能節(jié)效和節(jié)省投資方面也十分突出。

          (責任編輯: 李素 )
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