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別誤解了甲醇燃料

2020-01-20 09:48:02來 源:人民網      評論:0點擊:
原標題:別誤解了甲醇燃料

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%。國家經濟發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,發展甲醇經濟,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、科技和產業界所接受?!吨袊噲蟆?ldquo;專家講堂”專欄兩次邀請上海焦化有限公司技術經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,引用現行的標準數據和科學語言,厘清業界對甲醇燃料的誤區。此外,我們還邀請了全球甲醇行業協會(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略做出貢獻。

甲醇產品含一個碳原子(汽油7~13個碳,柴油14~22個碳),生產原料十分豐富,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,是完全可以實現碳中性循環的低碳燃料,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國和消費國,產能和產量占全球一半以上。中國的煤炭資源豐富,但有相當一部分劣質煤炭,既不能發電,也不能作為燃料直接燃燒,但卻能用來生產甲醇,還可以獲得硫磺、硫酸等副產品。生產甲醇過程中的高濃度二氧化碳可以收集再生甲醇,實現資源綜合利用。

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,節省大量購買石油的經費;二是實現煤炭產業資源綜合利用,激活煤化工產業技術進步,實現煤炭產業鏈發展和就業;三是創建一個新興的甲醇燃料制備、儲備、輸配送、應用新興的萬億產業。

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,已經走在世界前沿。這要感謝政府工業主管部門,感謝參與甲醇汽車產業發展的企業,感謝敢于自主創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,二者的毒性數據和中毒表現也很相似。

甲醇在自然界天然存在,在發酵生產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。

在毒理學數據中,甲醇與乙醇的LD50數值大小互相交叉,處于同一水平。在國家標準《職業性接觸毒物危害程度分級》(GBZ230-2010)中,根據分級和評價依據計算所得甲醇的毒物危害指數THI為20,而汽油的毒物危害指數為28,即:在職業性接觸標準下,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、維修工廠等環境空氣中甲醇含量112次,均未出現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)發生風險也小于汽油。在相同的情況下,汽油更容易揮發,它產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越性做了詳細介紹。

■甲醇燃料與環境友好

甲醇發動機工況在精細標定后,甲醇汽車實際尾氣的常規排放中,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,固體廢渣用于生產建材,原料煤中的硫化物成為硫磺、硫酸等副產品,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事故或其他方式進入環境,產生的危害相對而言也比較輕微。因為在自然界環境里,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以外,通過生物發酵工藝培養微生物生產蛋白質,也成為一個很熱門的下游產品。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還建成并投產年產10萬噸的工業化生產裝置,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,汽車發動機直接使用甲醇相比煤制油生產車用液體燃料等途徑,非但避免了生產工藝過程的資源、能量消耗,還能包含了甲醇直接進入發動機使用方式大幅度提高發動機熱效率的節能效果。

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

此外,甲醇生產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。國內現有工藝已經進一步將其精制成為食品級二氧化碳,以及用于消防、工業惰性氣體和下游化工生產原料等的實際產品。如果今后需要配合捕集埋地治理,或者配合地熱、光伏、風力、水力等綠色發電發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完成了捕集提純,更為方便、直接,相比捕集發電廠煙氣中二氧化碳的治理方案,節能節效和節省投資方面也十分突出。

編輯:孫偉川

本文來源于上饒新聞網[www.569774.live]
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