試論煤化工工藝中的二氧化碳減排技術(shù)

王楠

摘要：近年來，隨著經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，我國的煤需求量，尤其是煤化工產(chǎn)品的需求量也與日俱增。煤炭的大量使用也給環(huán)境帶來了負(fù)擔(dān)，而且火力發(fā)電的直接燃燒不僅使煤炭的使用效率降低，還產(chǎn)生了相當(dāng)嚴(yán)重的污染，給我國煤炭產(chǎn)業(yè)的發(fā)展帶來了瓶頸。因此，在保證煤化產(chǎn)品質(zhì)量的前提下，降低二氧化碳的排放量就成了亟待解決的問題。

關(guān)鍵詞：煤化工工藝;排放;減排技術(shù)

1煤化工過程中二氧化碳的來源分析

煤化工工藝中涉及到二氧化碳排放的工藝主要有三種：煤制甲醇、煤炭液化、煤制烯烴。其中，煤制甲醇工藝包括煤氣化、合成氣凈化以及甲醇的合成等步驟，煤氣化是排放二氧化碳最多的步驟，因?yàn)闀l(fā)生C+O2一CO2CO+H2O一CO2+H2，兩個反應(yīng)。其中，產(chǎn)生的絕大部分二氧化碳并沒有參與到后續(xù)的生成甲醇的反應(yīng)中，而是被排放到大氣中。有研究表明，生產(chǎn)一噸的甲醇會排放約兩噸的二氧化碳;煤炭液化就是在高溫高壓下將煤和氫氣反應(yīng)生成液體油品。煤炭液化有直接液化和間接液化兩種，但無論哪種都會排出液化油品重量一倍左右的二氧化碳;煤制烯烴是煤制甲醇的深化版，這一工藝除了制甲醇過程中產(chǎn)生的二氧化碳以外，甲醇轉(zhuǎn)化烯烴也會產(chǎn)生二氧化碳。據(jù)統(tǒng)計(jì)，每生成一噸烯烴需要排放6噸二氧化碳。

2二氧化碳減排技術(shù)

2.1收集保存技術(shù)

二氧化碳的收集保存技術(shù)是目前使用最為廣泛的技術(shù)。經(jīng)過收集的二氧化碳先凈化，去除雜質(zhì)，然后壓縮，最后將壓縮完成后的二氧化碳運(yùn)輸?shù)缴顚拥叵拢ㄒ呀?jīng)開采完成的石油層和天然氣層）進(jìn)行妥善保存。有研究資料表明，這種技術(shù)可提升油田回采率（提高約10%），同時還能降低油田坍塌或者其它油田地質(zhì)災(zāi)害的發(fā)生率;另外，如果將回收凈化壓縮的二氧化碳保存在海底深咸水層，還可以在海底高壓條件下，同周圍金屬離子反應(yīng)生成碳酸鹽。雖然這種技術(shù)在我國已經(jīng)得到了大范圍的應(yīng)用，但是地質(zhì)運(yùn)動也會影響二氧化碳儲存的安全性，一旦發(fā)生泄露不僅會污染地下水，而且還會帶來溫窒效應(yīng)等一系列環(huán)境問題。

2.2二氧化碳的循環(huán)利用

二氧化碳的循環(huán)使用也是現(xiàn)在較為常見的一種二氧化碳減排技術(shù)。將收集起來的二氧化碳凈化，濾除其中的同體物質(zhì)和雜質(zhì)氣體，然后使用物理手段將其壓縮用于制造滅火器，或者進(jìn)一步凈化達(dá)到可食用級別添加進(jìn)食品中充作惰性保護(hù)氣等。近年來，也有文獻(xiàn)報(bào)道二氧化碳在超臨界萃取技術(shù)中的應(yīng)用。以二氧化碳作為超臨界萃取劑可以大大提升超臨界技術(shù)的安全性，而且也更容易達(dá)到臨界條件，降低技術(shù)難度。這一報(bào)道引起了科學(xué)研究者的注意，也為二氧化碳的循環(huán)利用提供了新思路。

2.3二氧化碳的轉(zhuǎn)化固化

除了收集二氧化碳之外，如果能進(jìn)行固化，使其作用于生產(chǎn)或者生活才能真正實(shí)現(xiàn)二氧化碳的良性循環(huán)。眾所周知，植物可以吸收二氧化碳，然后經(jīng)過轉(zhuǎn)化形成自己的有機(jī)質(zhì)，供給自己生長，這是大自然天然的良性二氧化碳循環(huán)。生物固碳技術(shù)較為穩(wěn)定，不會產(chǎn)生任何有害物質(zhì)，甚至生物固碳還會產(chǎn)生柴油供人們使用。目前生物同碳技術(shù)還在探索中，要實(shí)現(xiàn)人工模仿生物同碳還需要不斷研究。

2.4二氧化碳的化學(xué)轉(zhuǎn)化

二氧化碳的轉(zhuǎn)化就是是用化學(xué)方法將二氧化碳轉(zhuǎn)化為其他物質(zhì)以實(shí)現(xiàn)碳?xì)湓拥脑倮谩，F(xiàn)今較為成熟的二氧化碳轉(zhuǎn)化技術(shù)是將其轉(zhuǎn)化為碳酸鹽、水楊酸和對羥基苯甲酸等。我國作為塑料制品使用最多的國家之一，大多數(shù)塑料制品的原材料依舊依靠進(jìn)口，近些年相關(guān)研究者又發(fā)現(xiàn)可以使用二氧化碳制作可降解塑料，這樣就可以在降低溫室效應(yīng)的同時，減少塑料污染。同時，由于能夠減少塑料原料進(jìn)口率、降低生產(chǎn)成本，二氧化碳制作可降解塑料還廣泛被廠家接受，對規(guī)?；a(chǎn)有極大的幫助。其實(shí)這種技術(shù)在美國以及歐洲的一些國家已經(jīng)形成批量化生產(chǎn)線，我國由于產(chǎn)品合格率的限制，年產(chǎn)率較低，尚且沒有普及。為了提高二氧化碳制作可降解塑料的生產(chǎn)效率，已經(jīng)有許多高校將其作為重要的研究課題。除了以上所提到的轉(zhuǎn)化技術(shù)之外，二氧化碳合成甲醇、烴類化合物等化工產(chǎn)品也是二氧化碳的轉(zhuǎn)化技術(shù)之一。另外，因?yàn)槎趸贾评湫Ч^好，且價格低廉易得，人們也經(jīng)常用來儲存水果、蔬菜等;同時，二氧化碳在飲料行業(yè)和煙草行業(yè)也有較大用處，這也為二氧化碳的轉(zhuǎn)化技術(shù)發(fā)展提供了思路。

在上文所提到的所有二氧化碳減排技術(shù)中，二氧化碳的儲存方法是最占優(yōu)勢的，且儲存技術(shù)也相對成熟，可滿足生產(chǎn)或科研使用，但此方法不能從根本上減少二氧化碳總量。二氧化碳的轉(zhuǎn)化技術(shù)相對而言，有足夠的優(yōu)勢（可得到附加價值極高的產(chǎn)品），是二氧化碳減排最有效方法，但尚且無法實(shí)現(xiàn)大規(guī)模使用，還需專家學(xué)者繼續(xù)研究。

3結(jié)束語

我國因?yàn)檎幱诎l(fā)展中國家并且人口龐大，碳排放量居于世界前列。雖然為了提高環(huán)境質(zhì)量，保證人們的生存居住條件，我國已經(jīng)為二氧化碳的治理做出大量工作，但是國民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展離不開煤化行業(yè)的發(fā)展，因此如何實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)發(fā)展和二氧化碳排放之間的平衡就成了亟待解決的問題。要解決煤炭行業(yè)的二氧化碳排放就要充分使用現(xiàn)有技術(shù)，對二氧化碳進(jìn)行收集、轉(zhuǎn)化和儲存，同時生產(chǎn)具有附加價值的副產(chǎn)品。在我國現(xiàn)階段可以實(shí)現(xiàn)的二氧化碳減排技術(shù)中，儲存技術(shù)是最成熟的;轉(zhuǎn)化技術(shù)是最有效果的，但是并沒有實(shí)現(xiàn)大規(guī)模的實(shí)施和突破。今后，我國應(yīng)該深入研究對二氧化碳的轉(zhuǎn)化技術(shù)，為二氧化碳減排技術(shù)的發(fā)展而努力。

參考文獻(xiàn)：

[1]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.