煤化工工藝中二氧化碳減排技術(shù)

鞏 旭（北京眾聯(lián)盛化工工程有限公司太原分公司，山西太原 030006）

煤化工工藝中二氧化碳減排技術(shù)

鞏 旭
（北京眾聯(lián)盛化工工程有限公司太原分公司，山西太原 030006）

煤化工產(chǎn)業(yè)在我國工業(yè)經(jīng)濟(jì)中占據(jù)重要地位。近年來，伴隨社會經(jīng)濟(jì)不斷發(fā)展，對煤化工產(chǎn)品需求也在持續(xù)增長，而這也對煤化工工藝有了更高要求。不僅要保證煤化工產(chǎn)品質(zhì)量，還需重視生產(chǎn)的環(huán)保，尤其是二氧化碳（CO2）的減排。從煤化工生產(chǎn)中CO2的排放情況出發(fā)，對煤化工工藝中CO2減排技術(shù)進(jìn)行系統(tǒng)分析。

煤化工藝；二氧化碳；減排技術(shù)

我國是當(dāng)前世界第二大經(jīng)濟(jì)體，在市場經(jīng)濟(jì)深入發(fā)展的形勢下，對煤炭等能源及相關(guān)產(chǎn)品的需求不斷提高。伴隨現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，我國煤化工工藝取得了很大進(jìn)步，在產(chǎn)量、質(zhì)量上均得到大幅提升，這也大大促進(jìn)了煤化工行業(yè)的發(fā)展。但生產(chǎn)中CO2排放在較大程度上制約了煤化工行業(yè)的可持續(xù)發(fā)展，所以，有必要探討煤化工工藝中CO2減排技術(shù)。

1　煤化工生產(chǎn)中CO2的排放

當(dāng)前，主要在這幾個煤化工工藝中會排放CO2：（1）煤制甲醇，在該生產(chǎn)工藝中，一般要經(jīng)過煤氣化、合成氣的有效凈化及甲醇的合成等過程，其中以煤氣化中的CO2產(chǎn)生最多，原因在于煤炭在H2O、O2一同存在狀態(tài)下出現(xiàn)燃燒反應(yīng)而產(chǎn)生CO2和H2，而H2乃甲醇合成不可或缺的一個原料，除極少部分CO2應(yīng)用到甲醇合成中，絕大部分在合成凈化中被排放。有數(shù)據(jù)顯示，生產(chǎn)1t甲醇會排放2～2.5t的CO2［1］。（2）煤炭液化，現(xiàn)階段在高壓、既定溫度狀態(tài)下可將固態(tài)煤和H2反應(yīng)轉(zhuǎn)變成液體油品，這就是煤炭液化工藝。相對而言，該工藝中的CO2排放量較少，據(jù)估計產(chǎn)出1t液化油品會排放1～1.5t的CO2。

2　煤化工工藝中CO2減排技術(shù)

2.1收集保存技術(shù)

收集保存是當(dāng)前煤化工藝中應(yīng)用相對較多的CO2減排技術(shù)，就是將CO2統(tǒng)一收集后，再進(jìn)行分離、壓縮，然后把壓縮后的CO2通過專用管道輸送到地下深層，最終實(shí)現(xiàn)CO2和大氣的長期性隔離，妥善保存在地下深層。

近年來，包括我國在內(nèi)的煤化工生產(chǎn)企業(yè)把CO2儲存到無法長遠(yuǎn)使用或廢棄的地質(zhì)結(jié)構(gòu)中，譬如：已全部開采完的天然氣、石油井中或無開采價值的煤層。采取此種技術(shù)將CO2長期隔離。從研究情況看，向廢棄油氣田存入高壓CO2能夠提升油氣的回采率，實(shí)踐數(shù)據(jù)顯示，可提升大約20%的產(chǎn)量。另外，因海底深咸水層中有豐富的金屬離子，在此存入CO2能夠和各種金屬離子在高壓下形成碳酸鹽，進(jìn)而更好地隔離和存儲CO2。當(dāng)前，美國、加拿大等西方國家開始探索在深海域注入CO2合成固態(tài)的水合物［2］。

2.2再利用技術(shù)

隨著現(xiàn)代煤化工技術(shù)和工藝的發(fā)展，煤化工生產(chǎn)企業(yè)可基于CO2的化學(xué)性質(zhì)對其再開發(fā)利用?，F(xiàn)階段，CO2最為常見的再利用技術(shù)有滅火器物質(zhì)、食品添加劑等方面。此外，在干粉煤的運(yùn)輸中會應(yīng)用CO2替代以往的N2，液態(tài)煤漿生產(chǎn)中會用CO2代替水生產(chǎn)技術(shù)也有廣泛的應(yīng)用，這在較大程度上可減少煤化工工藝中的CO2排放。

在CO2再利用方面，超臨界萃取技術(shù)是當(dāng)前國內(nèi)外最為熱的一個研究課題。這些技術(shù)在應(yīng)用操作上相對簡單，分離、回收的過程也較為簡單、運(yùn)作時間較短、萃取效率高。CO2屬于一種超臨界萃取劑，化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定、易達(dá)到臨界要求，且安全、經(jīng)濟(jì)、獲取較便捷等特點(diǎn)。有很廣的應(yīng)用空間。

2.3化學(xué)轉(zhuǎn)化技術(shù)

在煤化工工藝中可充分考慮到CO2特殊化學(xué)性質(zhì)，通過化學(xué)技術(shù)將它轉(zhuǎn)變成其他物質(zhì)，再投入利用，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)對碳?xì)湓咏?jīng)濟(jì)效益的應(yīng)用，這一過程就是CO2化學(xué)轉(zhuǎn)化［3］。植物光合作用本質(zhì)上就是化學(xué)轉(zhuǎn)化。現(xiàn)階段，相對成熟的化學(xué)轉(zhuǎn)化技術(shù)就是用CO2生產(chǎn)碳酸鹽、硼砂、雙氰胺、對烴基等化工產(chǎn)品。

近年來，在國內(nèi)外CO2化學(xué)轉(zhuǎn)化技術(shù)中，應(yīng)用CO2制造降解塑料是一個熱點(diǎn)。該項(xiàng)技術(shù)僅僅在發(fā)達(dá)國家，譬如：日本、韓國、英國、美國等才實(shí)現(xiàn)了規(guī)模化生產(chǎn)，因受合成效率低、成本高等因素的影響，當(dāng)前國內(nèi)對該項(xiàng)技術(shù)的研究還處在小量生產(chǎn)層面。當(dāng)前，國內(nèi)高校、研究機(jī)構(gòu)正對此項(xiàng)技術(shù)進(jìn)行積極研究。該項(xiàng)技術(shù)的應(yīng)用有著重要社會和環(huán)保效益，應(yīng)加大高效率合成催化劑的研究力度，如此才能真正實(shí)現(xiàn)CO2可降解塑料的規(guī)模生產(chǎn)，進(jìn)而最大限度減少煤化工工藝中的CO2排放。

除了以上轉(zhuǎn)化技術(shù)之外，還可應(yīng)用CO2催化生產(chǎn)最為基本的化工原料?，F(xiàn)階段，最為常見的催化合成技術(shù)主要有應(yīng)用CO2生產(chǎn)甲醇、烴類、酯類等，此類產(chǎn)品有很高的附加值，所以在此方面還需深入研究。

3　結(jié)束語

均衡經(jīng)濟(jì)、社會及環(huán)境效益，重視環(huán)境生態(tài)保護(hù)，是新時期經(jīng)濟(jì)發(fā)展的根本要求。在經(jīng)濟(jì)全球化日益推進(jìn)的今天，為充分滿足社會經(jīng)濟(jì)建設(shè)和國家戰(zhàn)略需要，煤化工工藝的發(fā)展已是一個必然趨勢，而CO2減排問題是當(dāng)前煤化工行業(yè)面臨的新挑戰(zhàn)，在改進(jìn)煤化工工藝，推進(jìn)煤化工發(fā)展同時，必須進(jìn)一步加大CO2減排技術(shù)研究，尤其是在CO2采集保存、再利用、化學(xué)轉(zhuǎn)化生產(chǎn)等方面，確保煤化工行業(yè)既可滿足國家能源資源需求，還可達(dá)到節(jié)能減排、綠色生產(chǎn)目的。

［1］ 門凱姝.煤化工工藝過程中CO2的減排措施探討［J］.中國化工貿(mào)易，2013（4）：361.

［2］ 丁雨.煤化工產(chǎn)業(yè)中工藝過程的二氧化碳排放與節(jié)能減排技術(shù)［J］.科技與生活，2012（7）：112.

［3］ 王秀國，馬磊，楊麗霞.煤化工產(chǎn)業(yè)節(jié)能減排技術(shù)的創(chuàng)新及應(yīng)用［J］.中國環(huán)保產(chǎn)業(yè)，2014（3）：13-17.

Coal Chemical Technology of Carbon Dioxide Emission Reduction Technology

Gong Xu

In China's industrial economy，Coal Industry take an important position.In recent years，with the continuous development of social economy，The need of Coal chemical products keep increasing continuously，so that，the requirement of coal chemical technology was higher and higher.Not only to ensure the quality of coal chemical products，but also pay attention to Environmental protection，especially the reduce of CO2.This article take point on the Discharge conditions of CO2，System analysis to the technology of Discharge conditions of CO2in thecoal chemical technology.

coal technology；CO2；emission reduction technology

O643.32

B

1003-6490（2016）05-0008-01

2016-04-28

鞏旭（1984—），男，山東淄博人，助理工程師，主要研究方向?yàn)槊夯すに嚬艿涝O(shè)計。