煤化工工藝二氧化碳減排技術研究

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1煤化工技術的基本概述

煤炭焦化技術是我國煤炭工業發展的重要技術，煤炭焦化技術不僅能直接提升煤炭化工產品的附加值，還能促進煤化工及其相關行業的有序發展。在科學技術不斷進步的影響下，低成本，高環保已經成為該技術目前的主要發展趨勢。另外，煤炭液化技術，也是我國目前煤炭工業產業中的主要技術之一，雖然目前煤炭液化技術有待提升和完善，但是煤炭液化技術是我國煤化工處理技術的主要發展方向，具有廣闊的發展前景。

2在煤化工產業發展中對二氧化碳進行科學利用的重要作用

石油資源，天然氣資源以及煤炭資源是我國目前主要的能源類型，其中，在我國總能源中，煤炭資源占據了相當中的位置。同時，我國的實際煤炭資源總蘊藏量在世界排名中位居第三，而石油資源和天然氣資源的儲存量相對煤炭資源明顯較低，所以使得我國石油資源緊缺，現階段我國自產的石油已經無法滿足現代社會的發展需求。而對于煤炭資源，雖然我國總體蘊藏量較高，但是煤炭的實際消耗增長速度驚人，目前我國燃料煤的利用方式已經由傳統的粗暴焚燒方式轉變為化工式提取利用的方式，這也是我國未來煤炭資源利用的主要發展趨勢。眼下，全球石油資源短缺情況嚴重，而對于可替代石油資源的研究和開發獲得了全球的廣泛關注和大力支持，但是到目前為止尚未形成可替代能源的完善生產體系。為此，我國加大了對煤化工產業及附屬行業的研究，改變化工產品過分依賴石油生產的傳統模式，使石油資源集中于各類燃料油等產品的生產當中，暫時性的解決目前我國原油緊缺的現狀。但是，在煤化工企業在大力生產的同時，也造成了環境的嚴重污染。例如大量廢氣，廢水以及廢渣等隨意排放，不僅增大了廢氣物處理工作的強度，同時也給生態環境造成嚴重的威脅。另外，大量排放二氧化碳，也會對居民的日常生活帶來嚴重的影響，例如引發溫室效應，厄爾尼諾等現象，同時還會造成世界沙漠化進程的加速，世界糧食產量降低等。所以，對煤化工行業的二氧化碳進行科學的減排不僅僅是保護生態環境，實現煤化工產業預期發展目標的主要措施，更是實現世界發展經濟與生態環境平衡發展的重要舉措。

3現階段煤化工行業中關于二氧化的碳減排現狀分析

在經濟發展與城市化建設的影響下，使得大眾對煤化工行業的重視程度逐步提升，從而忽略了煤化工產業中二氧化碳帶來的影響。為了有效避免此類情況的不斷擴大，保護自然環境，所以要利用先進的技術和設備，提高對化石能源的有效利用率，降低二氧化碳的排放量。目前對于二氧化碳的減排技術研究，主要集中在兩個方面。一方面是利用科學的措施提高化石能源的有效利用率，降低能耗耗損，該方式不僅可以充分節約資源，還能對溫室氣體的實際排放進行有效的降低和控制，從而實現節能減排的目的。另一方面是根據二氧化碳排放源對實際排放的二氧化碳進行科學的收集，并將其正確埋存入地下的方式，使二氧化碳在空氣中的濃度得到及時的降低。

4煤化工工藝中二氧化碳的主要來源分析

4.1煤制甲醇工藝流程方面。煤制甲醇的工藝流程中包含了煤氣化環節，以及合成甲醇等環節，都會排放不同含量的二氧化碳。其中煤氣化環節，實際排放出的二氧化碳濃度明顯高于其他環節。主要是因為煤在氧氣與水的作用下會發生一系列的化學反應，例如C+O2=CO2，CO+H2O=CO2+H2。甲醇的成功合成，離不開H2，所以CO與H2O經過充分的反應便會生成H2O與H2，這便會再次形成CO2。由于此過程所生成的二氧化碳無法完成甲醇的預期生成目標，這些二氧化碳便直接進行了排放處理。4.2直接液化工藝方面。在煤制油的直接液化過程中會產生大量的二氧化碳，主要是因為在煤制油的液化工藝中，煤與H2的相互作用從而獲得實際所需的液體油。在煤制油的液化環節中，煤炭的主要作用是提供氧氣，在加入氫化劑后便會和氧氣發生反應而形成二氧化碳，在氧氣順水流出的過程中，二氧化碳也隨之排出。4.3間接液化方面。在間接液化方面排放的二氧化碳，主要體現在以下三個環節，第一個環節是煤氣化工藝，第二個環節是煤化氣合成工藝，第三個環節則是精煉工藝。根據直接液化工藝可知，氧氣與水蒸氣為主要氣化劑，在經過間接液化而形成二氧化碳。例如CO+H2O=CO2+H2，2CO+H2=CO2+CH2以及2CO+2H2=CH4+CO2和2CO=C+CO2。同時，在同一類產品的生產中拍排放的二氧化碳的量明顯高于直接液化的方式。

5現階段對于煤化工工藝中二氧化碳的主要減排技術

5.1收集保存技術分析。利用收集保存的方式實現二氧化碳減排目的，是目前二氧化碳減排技術中使用頻率相對較高的技術類型。該技術的基本原理是將收集后的二氧化碳進行分離與壓縮處理，再將壓縮后的二氧化碳進行專業的裝置和運輸，將其存儲在地下深層之中，實現大氣與二氧化碳的有效分離，避免二氧化碳對大氣造成污染。目前對二氧化碳存儲區域選擇通常是廢氣的地質結構之中，例如開采完畢的天然氣地質層，或者不具有開展機制的煤層等等。受科學技術不斷進步的影響，目前能實現對二氧化碳的長期隔離儲存。同時，此方法還能有助于有油氣田開采率的提升。根據實際調查統計發現，將二氧化碳施加高壓，并將其存入到廢氣油田之中，能明顯提高油田的開采率。5.2分離與輸送技術分析。利用二氧化碳分離技術與二氧化碳輸送技術實現二氧化碳減排目標，都能取得相應的效果。主要是因為在煤化工生產過程中產生的二氧化碳濃度較高，通過應用二氧化碳的分離與輸送技術，能為二氧化碳的收集工作提供便利，同時還有直接降低資金投入。另外，在二氧化碳的分離和輸送環節，二氧化碳中都會有雜質氣體的存在，這便給運輸環節的運輸管材提出了更加嚴格的要求，只有利用特殊的專業管材進行運輸，才能保證運輸的效率與質量。利用分離技術與輸送技術實現對二氧化碳的減排目標，不會影響煤化工的有序運轉，同時資金投入相對較低，具有廣闊的發展空間，是未來二氧化碳減排技術的主要發展趨勢之一。5.3再生利用技術分析。在煤化工技術以及加工工藝不斷完善的基礎上，使得我國對二氧化碳的化學性質的研發與應用取得了顯著的成績。根據目前煤化工產業的發展趨勢可知，對于多次使用二氧化碳的再生利用技術類型較多，例如舞臺效果方面，食品添加劑方面等等。另外，在粉煤運輸環節，技術人員常用的處理方式是將N2進行科學轉換，從而得到CO2，而在實際生產過程中，則將水生產技術進行科學轉化，形成CO2。不管采取什么方式，其根本目標是降低煤化工工藝中二氧化碳的實際排放量，實現對生態環境的有效保護。針對二氧化碳再利用而言，超臨界萃取技術是目前的熱門方向，主要是因為該述不僅使用簡便，而且使用效果顯著，同時不會造成自然環境的污染，從而降低環境保護的資金投入力度。5.4化學轉化技術分析。二氧化碳化學轉化技術，主要是專業的技術人充分結合二氧化碳的特殊性質，利用科學的技術將二氧化碳轉化成其他物質后再投入到相應的使用當中，從而獲得一定的經濟效應，這個過程被稱為二氧化碳的轉化。隨著科學技術的不斷進步，使得我國二氧化碳化學轉化技術日益成熟，例如，使用二氧化碳生產碳酸鹽等一系列相關的化工產品。對于二氧化碳化學轉化技術，部分發達國家對于該技術的研究力度和應用效果明顯高于我國，雖然我國相關政府對二氧化碳化學轉化技術增加了研發力度，但是到目前為止仍然處于初級階段。針對眼前的發展現狀而言，二氧化碳化學轉化技術能獲得理想的減排目的，具有良好的市場發展前景。5.5埋存技術分析。利用上述方式都能實現對二氧化碳的減排目標，但是由于我國地域遼闊，自然環境復雜多樣，且各個區域的經濟差異性明顯，所以，在制定二氧化碳減排措施時都要充分結合當地區域的自然條件與經濟發展現狀，從而保證二氧化碳減排效果。二氧化碳埋存技術，也是現階段實現二氧化碳減排目標的重要技術之一。二氧化碳埋存技術主要體現在以下方面：第一：通過利用沉積盆地的深部咸水層進行二氧化碳的埋存。第二：利用廢舊油氣田的結構層進行埋存。第三：利用二氧化碳強化煤層結構進行埋存。通過以上三種方式都能獲得二氧化碳減排效果，但是埋存技術不是將二氧化碳進行永遠的保存，埋存后的二氧化碳也會同地下的地質結構與環境發生各類化學反應，雖然實際反應速度慢，但是如果長時間得不到科學的處理，必定會產生嚴重的安全隱患。

6結語

社會經濟健康穩定的發展目標的實現，是建立在同生態環境平衡發展的基礎之上。為此，要獲得理想的社會發展目標，則要利用科學的措施促使經濟建設與生態環境的平衡發展。煤化工產業是我國化工產業中的重要組成部分，也是我國國民經濟收入的主要來源之一，在社會發展多樣化的時代，要保證煤化工產業的可持續發展，強化二氧化碳減排效果是重中之重。相關部門不僅需要對二氧化碳減排工作高度重視，還有充分結合區域經濟的發展現狀，制定科學可行的二氧化碳減排措施，從而保證二氧化碳減排工作的效率與質量，推動我國社會主義可持續發展目標的實現。

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作者:張建峰 單位:山西晉豐煤化工有限責任公司聞喜分公司