我国建成全球最大二氧化碳矿化示范项目 中石化宁夏工程打造“以废治废”绿色转型新路径

(问题)“双碳”目标持续推进的背景下,煤化工行业绿色转型进入更难啃的阶段。与以油气为主要原料的石化行业相比,煤化工生产链条更长、碳排放强度更高,装置尾气中二氧化碳含量大,同时还伴生电石渣、粉煤灰等工业固体废物,处置压力长期存在。以电石渣为例,年排放量大,堆存占地及环境风险不容忽视。行业普遍面临“减碳成本高、固废出路窄、耦合路径少”等现实问题。 (原因)二氧化碳矿化利用被认为是实现永久固碳的有效方式之一,但在我国煤化工场景中,多数技术仍停留在实验室或小规模试验阶段,主要受三上因素制约:一是传统工艺对二氧化碳纯度要求高,往往需要额外的捕集、提纯与压缩环节,投资和能耗偏高;二是矿化反应速率、转化效率及产品品质稳定性不足,难以支撑连续化、规模化运行;三是单一处理路径难以同时覆盖“尾气二氧化碳”和“大宗固废”两类问题,导致整体经济性不突出、推广动力不足。市场更需要能与现有装置协同、投入可控、可规模化复制的工程方案。 (影响)此次开工的宁东10万吨/年二氧化碳化学链矿化利用工业示范项目,位于宁东能源化工基地煤化工集聚区,计划建设周期约700天。项目突出“就地取材、以废治废”的协同思路:以当地煤制甲醇装置尾气中的二氧化碳为碳源,以乙炔装置产生的电石渣为矿化原料,通过化学链矿化工艺转化为高纯度微米级碳酸钙产品。按披露的设计能力测算,项目建成投运后预计年捕集利用二氧化碳10万吨、消纳电石渣约26万吨、产出碳酸钙约23万吨,有望同步实现二氧化碳矿物化永久封存和固体废物减量化、资源化。 从产业层面看,这项目的示范意义主要体现三点:其一,推动二氧化碳从“减排负担”向“资源要素”转变,通过产品化路径提升利用价值;其二,促进煤化工园区内不同装置间的物料耦合,形成“尾气—固废—产品”的循环链条,降低综合处置成本;其三,为地方推进绿色园区建设、提升生态环境治理提供新的工程抓手,也为对应的行业探索“源头减排—过程控制—末端利用”一体化路径提供样本。 (对策)项目采用的二氧化碳化学链矿化利用技术,强调工业场景下的高效转化与流程集成。据介绍,该技术二氧化碳吸收率可达90%以上,反应产物为稳定碳酸盐,有助于降低二次释放风险;同时可直接利用工业尾气参与矿化反应,减少单独捕集、提纯等环节,从而降低投资与运行成本;此外,该工艺与煤化工“尾气多、固废量大”的资源特征匹配度较高,对现有装置大规模改造依赖较小,具备在类似园区推广的工程基础。作为国家首批绿色低碳先进技术示范项目之一,该工程也将为技术标准完善、运行数据积累、产品质量控制与应用拓展提供支撑。 (前景)未来二氧化碳矿化利用能否实现更大范围产业化,关键在三上合力推进:一是深入打通园区物料与能量系统,提高装置稳定运行能力,并完善全生命周期减排核算;二是拓展碳酸钙等矿化产品的应用场景,增强市场消纳与产品附加值,提高项目抗波动能力;三是加强示范项目经验沉淀,形成可复制方案,在资源条件相近的煤化工园区、化工基地探索规模化推广路径。随着绿色低碳转型进入系统攻坚阶段,以工程化示范带动技术迭代、以产业耦合提升综合效益,将成为煤化工高质量发展的重要方向之一。

煤化工绿色转型是一项系统工程,既要算清减排的“环境账”,也要算清产业升级的“经济账”;宁东二氧化碳矿化示范项目把工业尾气和固体废物转化为资源,通过工程化路径将减排目标落到可运行、可衡量、可复制的装置之中。随着项目建设推进与经验积累,更多面向园区协同的低碳技术有望加速落地,为高质量发展与绿色转型提供更有力的支撑。