化學(xué)技術(shù)在煤炭領(lǐng)域的應(yīng)用

陳晶晶

【摘要】化學(xué)技術(shù)在煤炭領(lǐng)域的應(yīng)用主要體現(xiàn)在煤氣化、煤液化等方面。通過合理利用這些技術(shù)，不僅能有效提高煤炭資源利用效率，還能更好滿足整個(gè)社會(huì)對(duì)資源能源的需要，促進(jìn)經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展。今后應(yīng)該注重技術(shù)創(chuàng)新，推動(dòng)產(chǎn)業(yè)集群化發(fā)展，并改善經(jīng)營模式，提高煤炭資源利用效率，促進(jìn)化學(xué)技術(shù)在煤炭領(lǐng)域得到更好應(yīng)用。實(shí)現(xiàn)資源有效利用，降低環(huán)境污染的目的，推動(dòng)經(jīng)濟(jì)社會(huì)穩(wěn)定、持續(xù)、和諧發(fā)展。

【關(guān)鍵詞】化學(xué)技術(shù)；煤炭；煤氣化；煤液化

1.引言

煤炭是當(dāng)今社會(huì)使用的最為重要的能源，盡管在滿足人們能源利用方面發(fā)揮著重要的作用。但是其污染比較嚴(yán)重，帶來的環(huán)境問題日益讓人擔(dān)憂。隨著經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展和人們思想觀念更新，可持續(xù)發(fā)展理念出現(xiàn)并逐漸深入到人們?nèi)粘Ｉ罡鱾€(gè)方面。在這樣的背景下，采取有效的技術(shù)措施，實(shí)現(xiàn)煤炭資源有效利用是人們不斷追求的目標(biāo)。而在這些技術(shù)措施當(dāng)中，化學(xué)技術(shù)是其中之一。煤炭加工、生產(chǎn)領(lǐng)域，通過化學(xué)技術(shù)的有效利用，實(shí)現(xiàn)對(duì)煤炭的有效加工，促進(jìn)煤炭高效潔凈燃燒，實(shí)現(xiàn)煤炭資源的轉(zhuǎn)化和有效利用。從而有利于降低環(huán)境污染，實(shí)現(xiàn)對(duì)周圍環(huán)境的有效保護(hù)，促進(jìn)煤炭資源得到更為有效的利用。

2.化學(xué)技術(shù)在煤炭領(lǐng)域的應(yīng)用

2.1煤氣化技術(shù)。

第一、煤炭氣化。將煤置于特定設(shè)備，利用溫度和壓力作用，使煤炭的有機(jī)物和氣化劑發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，將煤轉(zhuǎn)化為一氧化碳、氫氣等可燃?xì)怏w，滿足實(shí)際工作需要。

第二、煤制天然氣。將煤進(jìn)行氣化，產(chǎn)生合成氣，對(duì)其進(jìn)行凈化和加工處理，使得甲烷化合成熱值大于33.49MJ/m3的代用天然氣。2012年赤峰建成40億立方米煤制天然氣項(xiàng)目，應(yīng)用碎煤加壓氣化技術(shù)、低溫甲醇洗技術(shù)等，采用煤炭資源為原料，加工煤炭之后形成天然氣，并向外地輸送天然氣。

第三、煤炭地下氣化。通過采取有效措施，對(duì)地下埋藏的煤層燃燒，注意必須將燃燒控制在合理的范圍之內(nèi)，然后產(chǎn)生煤氣，并輸出地面，供人們使用，滿足對(duì)煤炭資源的需要。該技術(shù)在我國出現(xiàn)的時(shí)間較早，但技術(shù)攻關(guān)力度不夠，創(chuàng)新性不足。經(jīng)過近些年的技術(shù)攻關(guān)和發(fā)展，2009年內(nèi)蒙古建成煤炭地下氣化項(xiàng)目，實(shí)現(xiàn)煤炭地下氣化燃燒發(fā)電，每天生產(chǎn)煤氣約15萬立方米。不僅能實(shí)現(xiàn)對(duì)煤炭資源的有效利用，也為相關(guān)研究工作提供平臺(tái)，必將推動(dòng)該項(xiàng)技術(shù)取得更好的發(fā)展與進(jìn)步。

2.2煤液化技術(shù)。

第一、直接液化。主要工藝包括煤炭破碎與干燥、制備煤漿、加氫液化、固液分離、凈化、蒸餾、精制等。北京煤炭化學(xué)研究所建成煤炭直接液化、油品改質(zhì)加工實(shí)驗(yàn)室。經(jīng)過多年的研究與努力，進(jìn)行大量試驗(yàn)之后，篩選出15種適合液化的煤，液化油收率為50%。2008年神華集團(tuán)煤直接液化工程開始運(yùn)行，消耗煤炭量3.6萬噸，運(yùn)行303小時(shí)，生產(chǎn)油品2.66萬噸，煤轉(zhuǎn)化率90.94%，實(shí)際吸收率30.14%。2009年第二次運(yùn)行，連續(xù)運(yùn)行352小時(shí)，油收率超過52%，最高負(fù)荷85%。這些成果的出現(xiàn)，標(biāo)志著我國在煤直接液化技術(shù)方面取得重大進(jìn)展，也取得良好效果。

第二、間接液化。間接液化工藝多種多樣，包括Sasol工藝、SMDS工藝、Syntroleum技術(shù)等。長期以來，山西煤炭化學(xué)研究所從事間接液化技術(shù)的研究和開發(fā)工作，完成了2000噸每年的煤基合成油工業(yè)實(shí)驗(yàn)。并且隨著技術(shù)發(fā)展和經(jīng)驗(yàn)總結(jié)，之后在山西、內(nèi)蒙古建設(shè)16萬噸/年間接液化煉制油項(xiàng)目，例如，神華集團(tuán)項(xiàng)目為18萬噸/年，兗礦集團(tuán)項(xiàng)目100萬噸/年。這對(duì)煤炭資源開發(fā)和利用產(chǎn)生重要影響。另外經(jīng)過研究，利用煤炭變?yōu)閮?yōu)質(zhì)清潔柴油技術(shù)出現(xiàn)，并逐漸得到應(yīng)用。

第三、甲醇和二甲醚技術(shù)。甲醇是良好的替代燃料，常溫為液態(tài)，運(yùn)輸方便，使用簡單，得到各國的重視。世界最大甲醇生產(chǎn)企業(yè)為加拿大的Methanex和日本的三菱瓦斯，2005年兩家企業(yè)甲醇產(chǎn)量分別為785萬噸和373萬噸，分別占世界甲醇總產(chǎn)量的16.15%和7.67%。另外俄羅斯、伊朗、巴西等國也十分重視甲醇的加工利用。我國近些年來甲醇產(chǎn)量增長迅速，2006年甲醇產(chǎn)量1610萬噸，之后產(chǎn)量呈現(xiàn)迅速增長趨勢(shì)，每年甲醇產(chǎn)量增長速度超過10%。2010年甲醇產(chǎn)量超過4600萬噸，2013年超過5400萬噸，主要生產(chǎn)地分布在山東、山西、河南等地。我國對(duì)甲醇的研究也取得不斷發(fā)展，例如，在汽油中摻入5%、15%、25%、85%、100%甲醇用作汽車燃料，相關(guān)的研究成果不斷出現(xiàn)，并得到推廣和應(yīng)用。研究表明，摻入低比例甲醇，其含量在5%—11%之間，不需要對(duì)汽車進(jìn)行改動(dòng)，能直接摻入汽油使用，并且環(huán)保、節(jié)能效果顯著，受到各方的關(guān)注和普遍贊揚(yáng)。另外還可以利用甲醇制取二甲醚、甲醛、醋酸等，二甲醚是柴油發(fā)動(dòng)機(jī)理想代替燃料，其十六烷值在50—55之間，燃燒效果良好，污染小。甲醇還可以制取甲基叔丁基醚，2006年我國甲基叔丁基醚消費(fèi)甲醇30萬噸，2010年達(dá)145萬噸，2013年超過180萬噸。另外，還可以利用甲醇生產(chǎn)甲醛，2009年生產(chǎn)甲醛需求甲醇140萬噸，在工程材料、塑料、涂料等得到廣泛應(yīng)用。

3.化學(xué)技術(shù)在煤炭領(lǐng)域的應(yīng)用意義

隨著技術(shù)的發(fā)展和進(jìn)步，化學(xué)技術(shù)在煤炭領(lǐng)域得到應(yīng)用。煤炭開發(fā)過程中，可以采用不同技術(shù)對(duì)煤層進(jìn)行處理，針對(duì)不同質(zhì)量的煤層，可以采用不同技術(shù)處理，促進(jìn)開展工作順利進(jìn)行。同時(shí)對(duì)副產(chǎn)煤氣、燃燒灰渣等廢物，也要做好全面收集和利用工作，實(shí)現(xiàn)對(duì)煤炭資源的有效利用。另外還可以緩解石油供應(yīng)緊張局面，促進(jìn)煤炭資源優(yōu)化配置，推動(dòng)企業(yè)發(fā)展和進(jìn)步。同時(shí)煤炭資源開發(fā)中通過有效利用化學(xué)技術(shù)，可以帶動(dòng)資源加工業(yè)、設(shè)備生產(chǎn)業(yè)、煤炭開采業(yè)、裝備制造業(yè)、煤炭運(yùn)輸業(yè)的發(fā)展，為當(dāng)?shù)厝藗儎?chuàng)造更多的就業(yè)機(jī)會(huì)，充分發(fā)揮人力資源優(yōu)勢(shì)，促進(jìn)社會(huì)的和諧與穩(wěn)定。

4.化學(xué)技術(shù)在煤炭領(lǐng)域的應(yīng)用展望

在煤炭領(lǐng)域應(yīng)用化學(xué)技術(shù)具有重要意義，今后為促進(jìn)化學(xué)技術(shù)得到更為有效的利用，更好滿足整個(gè)社會(huì)對(duì)煤炭資源的需要，還應(yīng)該結(jié)合具體情況采取相應(yīng)的創(chuàng)新和完善對(duì)策。例如，重視新技術(shù)、新工藝的應(yīng)用，優(yōu)化煤炭生產(chǎn)和加工工藝，推動(dòng)煤炭企業(yè)生產(chǎn)效率提高，取得更好的效益。加強(qiáng)煤化工企業(yè)間的交流，建立現(xiàn)代信息技術(shù)交流平臺(tái)，推動(dòng)煤炭現(xiàn)代化生產(chǎn)順利進(jìn)行，實(shí)現(xiàn)煤炭企業(yè)的高效化生產(chǎn)。同時(shí)要搭建集約型平臺(tái)，加強(qiáng)煤炭企業(yè)之間的配合，節(jié)約生產(chǎn)成本，推動(dòng)煤炭生產(chǎn)、加工企業(yè)集群化發(fā)展，實(shí)現(xiàn)企業(yè)的有效協(xié)調(diào)和密切配合，降低煤炭加工成本，促進(jìn)煤炭企業(yè)快速、高質(zhì)量發(fā)展。此外，還應(yīng)該改善煤炭企業(yè)經(jīng)營模式，提高企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益，降低環(huán)境污染問題，實(shí)現(xiàn)對(duì)污染物的有效防治和控制，落實(shí)可持續(xù)發(fā)展理念。

5.結(jié)束語

綜上所述，化學(xué)技術(shù)在煤炭領(lǐng)域的應(yīng)用具有重要作用。能降低環(huán)境污染，實(shí)現(xiàn)對(duì)周圍環(huán)境的有效保護(hù)，促進(jìn)資源能源利用效率提高。對(duì)實(shí)現(xiàn)清潔生產(chǎn)，減少二氧化碳排放量也具有重要作用。因此，今后在煤炭生產(chǎn)和加工領(lǐng)域，應(yīng)該重視化學(xué)技術(shù)應(yīng)用，并注重技術(shù)創(chuàng)新，實(shí)現(xiàn)高效化生產(chǎn)，推動(dòng)企業(yè)集群化發(fā)展。從而促進(jìn)化學(xué)技術(shù)在煤炭領(lǐng)域得到更為有效的利用，更好滿足整個(gè)社會(huì)和人們?nèi)粘Ｉ顚?duì)煤炭資源的需求，推動(dòng)經(jīng)濟(jì)社會(huì)可持續(xù)發(fā)展。

參考文獻(xiàn)

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