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高硫石油焦中硫含量較高,一般只能用作工業燃料,如水泥窯爐、循環流化床鍋爐等。但高硫石油焦燃燒過程中會產生大量的SOx、NOx等污染性氣體,進而大幅度增加企業的環保成本。將高硫石油焦用作燒制水泥的燃料時,當石油焦中硫的含量超過一定值時,生產出水泥的強度會受到影響,縮短水泥的使用壽命。且此種方法只能用于立式窯,技術性能差,規模小。目前解決高硫石油焦出路的主要方案是將其應用于循環流化床(CFB)燃燒發電等,通過添加大量的石灰石來處理高硫石油焦在燃燒過程中產生的污染性氣體,產生了大量CaSO4廢渣,增大了占地面積,提高了投資成本。因此,尋找一種更為高效、清潔的高硫石油焦利用方式迫在眉睫。
2高硫石油焦氣化的研究和應用進展
由于高硫石油焦在利用過程中面臨著增加環保成本、影響產品質量等問題。同時高硫石油焦又具有碳含量高、熱值高和價格低等特點。鑒于此,世界各國專家、學者都在積極探索高硫石油焦更高價值的利用方式,研究表明:高硫石油焦作為氣化原料制取合成氣是解決高硫石油焦利用的一條有效途徑。高硫石油焦氣化是將其在氣化爐中以一定的溫度和壓力與氣化劑反應生產合成氣(主要成分CO和H2),通過高溫氣化可充分有效地利用其中的C、H元素,高硫石油焦中所含的硫元素可通過克勞斯工藝進行硫磺回收,得到高純度的硫磺,其中的重金屬則可以以渣的形式排出氣化爐,幾乎對環境無任何影響。因此,高硫石油焦氣化技術是一項清潔、高效的技術,具有很大的發展前景。隨著我國高硫石油焦產量的增多,一些科研機構、高校和石化企業開始重視高硫石油焦的應用。但是高硫石油焦氣化也存在著一定的問題,其主要原因是石油焦的氣化反應性較差。大量的研究表明石油焦的氣化反應活性遠遠低于一般煤或煤焦,甚至低于石墨。對于石油焦自身而言,影響其氣化反應活性的主要因素包括碳的微晶結構、比表面積、氣化劑、氣化溫度等,影響結果如表4所示。針對石油焦氣化反應活性較差的問題,為了有效地提高石油焦的反應活性,許多專家學者開展了在石油焦中添加一定量的催化劑來提高其反應性的研究,并取得了一定的成果。目前催化劑的研究主要集中于堿金屬鹽、堿(土)金屬鹽、過渡金屬鹽和可棄催化劑等對石油焦氣化反應性的影響,具體結果見表5。大量的研究表明:添加堿金屬鹽、堿(土)金屬鹽、過渡金屬鹽和可棄催化劑均可以不同程度的提高石油焦的氣化反應活性。但是考慮到經濟和環境因素,采用堿金屬鹽、堿(土)金屬鹽或過渡金屬鹽等作為石油焦氣化的催化劑是難以實施的,且催化劑很難回收利用。而可棄催化劑的利用則存在著催化活性不高且不同催化劑的催化活性差異較大等問題。因此,石油焦的催化氣化還處在研究階段。鑒于石油焦的催化氣化難以實施,大量研究轉向了高硫石油焦與生物質或煤的共氣化。研究結果如表6所示。研究表明生物質對石油焦氣化反應性起到了很大的改善作用,但目前我國生物質氣化還處于研究之中,尚未形成規模效應。而我國又是一個以煤為主要能源的國家,發展煤氣化技術是煤炭綜合利用的必然選擇,因此,隨著我國高硫石油焦產量的逐年增多,通過在煤中摻配高硫石油焦氣化制取合成氣將是實現其清潔、高效利用的較佳方案之一。
在實驗室研究成果的基礎上,一些企業開展了石油焦氣化的工業試驗與應用。其中主要有以濕法進料的GE、多噴嘴對置式水煤漿氣化技術以及干煤粉進料的Shell氣化技術。1996年,Texaco公司在其ElDoradoKan煉油廠建立了一個氣化單元,用來氣化石油焦和其他煉油廢料。2003年美國Wabash電廠和Tampa電力公司利用聯合循環發電(IGCC)設施將煤炭氣化更換成為石油焦氣化。我國在2005年建立了以石油焦為原料生產合成氣的裝置,其中中國石化金陵分公司煤化工運行部水煤漿氣化裝置采用GE公司水煤漿氣化技術,以煤和石油焦為原料,用于制取氫氣,其中石油焦的摻配量達到30%~50%,但由于GE水煤漿氣化技術的溫度相對較低,加上石油焦的反應活性差導致運行結果并不理想[40]。中國石化安慶分公司(簡稱安慶石化)、中國石化湖北化肥分公司以及貴州甕福集團天福化工有限責任公司的Shell粉煤氣化裝置分別于2011—2013年期間進行了氣化原料煤摻燒高硫石油焦的工業試驗,并取得了良好的效果。實踐證明,對于Shell粉煤氣化技術而言,原料煤中摻燒一定比例的高硫石油焦是可行的,能夠有效改善入爐煤的質量,降低入爐煤灰分。與摻燒高硫焦前氣化相比,摻燒高硫石油焦后比氧耗、比煤耗均有所降低,有效合成氣產量有一定增加。但仍然存在一定問題,如氣化爐渣中碳含量增大、濾餅的產量增加等。
3高硫石油焦配煤氣化與干粉煤氣化制取合成
氣的模擬計算與技術經濟比較大量的研究與實踐證明,將高硫焦配煤用于氣化制取合成氣技術不僅是可行的,而且能夠帶來一定的經濟效益。為了更加直觀的分析比較高硫石油焦配煤氣化與干煤粉氣化的技術經濟性,利用Aspenplus軟件對高硫焦配煤氣化與干煤粉氣化方案進行模擬計算,并與安慶石化Shell氣化裝置原料煤摻燒高硫焦氣化的實際運行結果作了比較。
3.1高硫石油焦配煤氣化與干粉煤氣化模擬計算以安慶石化Shell氣化裝置制取合成氣工藝為例,該單位采用的干煤粉氣化方案為:A(煤):B(煤)=1:1+4%石灰石(即兩種煤按照質量比為1:1并添加4%的石灰石助熔劑),記為方案1;高硫石油焦配煤氣化方案為A(煤):C(高硫石油焦)=3:1+6%石灰石,記為方案2。利用Aspenplus軟件對方案1和方案2分別進行模擬計算,并對比分析了高硫石油焦和煤價在一定范圍內波動時兩種方案的經濟性。樣品的基礎分析數據及氣化工藝條件分別如表7和表8所示。結合元素質量守恒和能量平衡兩個基本原理建立數學模型,兩種方案的氣化模擬結果如表9所示。由表9中氣化模擬結果可以看出,與方案1相比,方案2粗合成氣中CO、H2較高,比煤耗和比氧耗降低,有效氣流量增加了4.38%。總體來看,高硫石油焦配煤氣化方案要明顯優于干煤粉氣化方案。由于煤炭和高硫石油焦價格隨市場波動較大,而原料價格波動對生產的合成氣成本具有重要的影響,表10計算了煤炭和高硫石油焦價格變化對生產合成氣成本的影響。其中氧氣的成本按0.50元/m3進行計算。由表10的計算結果可以看出,當煤炭價格在600元/t、高硫石油焦價格不超過1000元/t時,當煤炭價格在700元/t、高硫石油焦價格低于1100元/t時,以及當煤炭價格大于或等于800元/t、高硫石油焦價格在700~1200元/t波動時,高硫石油焦配煤氣化方案的經濟性全都優于干煤粉氣化。且隨著高硫石油焦價格的降低,高硫石油焦配煤氣化方案的經濟性越明顯。
3.2Shell氣化裝置原料煤摻燒高硫石油焦氣化運行結果分析氣化模擬計算結果表明高硫石油焦配煤氣化的技術經濟性明顯優于干煤粉氣化。表11為安慶石化Shell氣化裝置原料煤摻燒高硫石油焦工業試驗前后主要氣化指標對比。與摻燒高硫石油焦前相比,摻燒高硫石油焦后,每生產1000m3的有效氣體的氧耗和煤耗均有不同程度的降低,有效氣流量增加2.66%。由于模擬計算是偏向于理想情況,與工業試驗的運行結果略有出入,但總體趨勢一致。即Shell氣化裝置摻燒高硫石油焦不僅技術上可行,且具有良好的效益,為高硫石油焦在氣化領域大規模的應用提供了理論和實踐基礎。
4結論與建議
一、搭建小組交流平臺
每期培訓開始之后,我們根據學員來源地分布情況事先進行策劃,在開展“破冰”活動的同時,按照組間同質、組內異質的原則,將來自不同地域、不同學校的教師分成一個個培訓學習小組。采用明確責任、任務驅動的策略,使每個小組成為教師培訓中的學習共同體。不僅使學員從培訓一開始就打破相互間的心理隔閡和陌生感,而且使小組成為培訓期間相互學習、互動交流、合作研討的精神樂園,并建立起了同行間今后教學研究的長期聯系。
二、打造團隊成長平臺
根據培訓內容的遞進和培訓活動的展開,我們努力將研修班打造成參訓教師的業務提升平臺、經驗交流平臺與互助成長平臺。業務提升主要體現在學科培訓內容的編排上,使參訓教師能夠在理念提升、經驗整理方面得到及時加強;經驗交流主要體現在研討活動的安排上,每次討論活動都做到“有主題、有針對、有效果”;互助成長主要體現在學習團隊的組建上,每個班都建有學科研修QQ群,使“難點問題集體解決,個人智慧集體共享”的學習原則得以實現。
三、營造師生對話氛圍
我們在課程設計中專門設立了“研究與生成”專題,通過聚焦相關學科教學中的難點問題,促使教師和學員通過互動交流進行深入思考。我們要求每一個培訓專題都給學員的參與互動提供足夠的時間和空間,授課專家每次專題講座都至少留出20分鐘的互動時間,教室里的桌椅也可以依據教學互動所需隨意組合搬動。我們還采取了學科班主任與每一個培訓者溝通的措施,有效改變了以往培訓中專家講、教師聽的被動學習局面。
1.集中培訓階段的培訓模式
1.1 學習-講座-研討。據當前教育教學理論研究和發展現狀、學員的實際需要,有的放矢地安排了講座。學員們結合講座內容,與主講者進行互動、研討,以促進學員對所學知識的理解和掌握。專家講座與研討交流、學員沙龍和案例分析、實踐教學與課外活動結合、普遍性與區域性生物多樣性特色教學、體驗反思與訓后提高等豐富多樣的形式,分享教學經驗與智慧,著眼于提供專家與培訓者互動的平臺。
1.2 優質基地中學跟崗研修。到有特色的優質中學進行跟崗指導為特征,以參與式培訓為主打形式,通過專家專題發言、學員參與式討論、觀摩課堂教學和以學科為載體的校本培訓等形式實施,力求在參與互動中建構骨干教師的專業素養。研修中既注重方法引領、理念內化,又注重實踐指導。
1.3 通過送教下鄉活動,展示成果。針對兵團農牧團場中學生物教師對各類培訓的需求,做到按需培訓、送教下鄉,努力解決農牧團場生物學科教師迫切需要解決的問題。通過學員獻課、學員教學反思、學員專題講座、學員組織參與式討論、專家組評課及評估考核等形式開展送教下鄉活動,以展示培訓研修的成果。
1.4 經驗共享。通過“結業考核與學員經驗交流有機融合”的形式,使學員之間交流分享經驗。從培訓內容的板塊設計來看,各學科的培訓形式基本上都包括以下三大板塊:(1)學員交流。學員先分組交流自己近5個月來的培訓成果、個人體會、教育故事和教學案例,再把小組交流中表現優秀的學員推薦到全班交流。(2)論文答辯。由高校學科教育專家和省、市、區教科所教研員以及中小學一線優秀教師組成的論文答辯小組主持論文答辯。(3)提交豐厚的結業成果。學員需提交農村骨干教師培訓期間的個人發展規劃、培訓總結、個人教育教學中的敘事小故事、優秀公開課教案、校本研修方案、公開發表的教育教學優秀論文、優秀課堂教學實錄(或視頻案例)等內容。每個學員都將自己提交的培訓成果裝訂成冊,相關電子文本刻錄成盤,并放在班上展覽,以達到經驗交流、智慧共享的目的。
2.分散培訓階段的培訓模式
分散培訓階段,對返回工作崗位的學習、研究,我們注重發揮這些骨干教師在當地的輻射、引領作用。為了保證分散培訓的針對性和實效性,我們采用的培訓模式為:
2.1 個人課表學習。通過培訓中心引導教師結合課程改革,設計教學生涯發展規劃,指導學習者自主制定學習與培訓的時間表,為學習者提供讀書、講授與實踐活動的“菜單”供他們自主選擇,設立開放的培訓和信息資料中心,創造豐富的信息環境。在校本教研的過程中養成專業自我發展的意識與能力。鼓勵兵團農牧團場中學生物教師與本師(市)城鎮內市級骨干教師結對子,進行相互聽評,個別指導和相互交流,并將結對子情況作為城鎮骨干教師考核的一項重要依據。促進校本課程資源開發與利用和生物教師專業發展策略、構建獨特的教學風格和教學特色等,建立良好的可持續跟蹤交流發展態勢。
2.2 遠程網絡學習。培訓中心利用E-mail、QQ、博客等網絡通信開展的教研活動。充分利用網絡資源建立起兵團農牧團場教師以自主學習為主、以教研活動為支撐、以信息資源為支持的交流網絡,利用現代化教育技術,關注教學熱點、難點問題,貼近中學教學實際,貼近教師專業需求,提高培訓的針對性與實效性,讓凝聚在基層教師身上的實戰經驗與各位專家教授的高度理論指導相碰撞、熔合。
2.3 課題研究形式。以課題研究為中心的培訓方式。指導教師選擇適當的教育科研課題,并擔任申報人,然后分設若干個子課題,組織學員分工承擔研究或實驗任務。其目的是使課題研究或實驗的全過程成為培訓學習的過程,從中培養學員的創新精神和實踐能力。針對兵團農牧團場骨干教師基礎較薄弱的情況,選擇了貼近學員實際的小課題(具有近、小、真、準、高、深的特點)。
2.4 教學實踐反思。這種做法是指學員運用所學理論于教育教學實踐中,并對自己的實踐行為進行梳理,重新審視,作出理性思考。要求學員分散培訓時采用“實踐―――反思―――再實踐―――再反思”的培訓模式。具體流程為:(1)實踐:組內備課、上課,完成課堂實錄;(2)反思:與所在學校教師一道對課堂教學細節共同進行研討,結合案例研討方式,賞析課堂的愉悅與困惑。借鑒他人創意,突顯自我風格,完成新的實施方案;(3)再實踐:組內教師對同年段不同班級學生,進行二度實踐,完成第二輪課堂實錄;(4)再反思,再調整,完成第二次修改方案。
2.5 特色式校本在研引領。通過與受訓學員及單位的“手拉手”長效性培訓機制,探索結對申報、資源共享、合作論壇、互訪交流、對口支援、“捆綁式”評價、彼此促進的均衡發展模式,為學員急需解決的實際問題提供方向性與策略性的引領。推出一批新時期優秀初中生物教師的典型及初中生物教師工作的示范區。
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主要欄目
中新網7月2日電 據福建僑網消息,6月30日,福建省僑務工作課題調研優秀論文暨僑務工作經驗交流座談會在福建省僑務辦公室新辦公大樓召開。福建省僑辦副主任葉康勇在會上發表了重要講話,他強調,課題調研是開展僑務工作的指南針,新時期的調研工作,要注重深入基層、突出重點,解決實際問題;注重提高調研的可操作性、對策應用性和前瞻性,擴大課題調研的影響力和公信力;注重提高全省僑務干部素質,鍛煉僑務干部隊伍,建設學習型機關。
會上,福建省僑辦紀檢組長閔惠君宣讀了獲得2009年優秀課題調研論文的名單,省僑辦領導為23篇獲獎論文的作者和3個組織獎單位的代表頒發了獎狀和獎牌。副巡視員鄭惠文主持會議,他總結了去年福建省課題調研的經驗成果并且布置了下一階段的僑務課題調研工作。
會議強調,全國僑務工作會議即將在北京召開,隨后福建省僑務工作會議也將召開,今年全省僑務干部要圍繞如何開好這個會議開展有針對性的調研活動,提高調研課題的可行性和影響力。福建省的僑務工作在全國具有重要影響,今后的課題調研工作,各級僑務干部要善于總結福建省在海外華文教育、華僑農場改革、散居歸難僑扶助、僑務引智引資等各項工作的亮點,在理論上積極思考,全面提升,為全省乃至全國僑務工作的科學決策提供有力支撐。會上還進行了僑法頒布20周年的紀念活動,省僑辦為各地市分發了新編的福建省《僑務法規匯編》。