煤化工生产过程 CO2排放及减排研究

煤化工生产过程 CO2排放及减排研究

高建

奎屯锦疆化工有限公司，新疆 奎屯 833200

摘要：在我国煤气净化工艺运用的过程中，技术人员为了有效地减少煤气净化过程中有害气体对周边环境的污染，以及对后期生产运行的影响，就需要积极地引用各种节能净化技术，以此来提升煤气净化效果，有效地减少其中有害物质对环境和空气的污染，为企业带来更多的综合效益，有效地实现节能减排，为我国可持续发展理念的顺利落实提供重要的保障。在煤化工生产过程中会出现大量的CO₂排放问题，而CO₂的排放量不断增加是导致全球气候变化的重要因素之一，并且还会对生态环境产生不利影响。为了推动我国生态文明建设工作的进一步发展，提高煤化工生产过程的生态环保效益，必须采取有效措施降低CO₂的排放量，达到保护生态环境的目的，才能促进煤化工生产行业的可持续发展。

关键词：煤化工生产；CO₂排放；减排措施

在煤化工生产过程中排放的CO₂会对气候变化产生极大影响，随着全球气候变暖问题不断加重，必须重视采取有效措施提高煤化工生产过程中的CO₂减排水平，降低的CO₂排放量。这就需要对煤化工生产过程中的CO₂排放问题进行分析，同时采取有效措施提高煤化工生产过程中的CO₂利用效率。既可以达到减少CO₂排放量的目的，同时能够提升煤化工企业的经济效益，有利于推动煤化工行业的长远可持续发展。

1煤化工生产概述

现阶段，并不能从根本上解决煤化工生产过程中的CO₂排放问题，因为从煤炭以及石油元素的构成上进行分析，煤炭的H/C原子比为0.2~1.0，而石油的H/C原子比为1.6~₂.0。因此，利用煤化工生产替代石油化工生产的化工产品，需要对H/C原子比进行调整，但是在调整过程中有近一半以上的碳会以CO₂的形式产生，并出现CO₂排放问题。在煤制烯烃、煤炭液化以及煤制天然等生产过程中，都会导致存在的大量碳元素成为CO₂排放到大气中。

2煤化工CO₂排放特点

1. 在工业生产过程中的CO₂排放浓度比较高，煤化工生产中的CO₂排放主要是能源使用过程中燃烧排放以及生产过程中的工艺排放两种。而燃烧排放主要在加热炉、自备电厂等燃料气、煤燃烧排放，排放的浓度相对较低。在煤化工生产过程中的工艺排放主要来自气净化环节，排放浓度比较高，CO₂的体积能够达到65%~95%。

2. CO₂的排放量分布比较集中，并且单个排放源的排放量比较大。在不同煤矿生产过程中的CO₂排放量存在一定差异，但是大型煤化工装置的CO₂排放量比较大，会达到百万吨以上。其中工业排放的CO₂量在整个装置的CO₂排放量中所占的比例在55%以上，并且排放源比较集中。这就导致在工业生产过程中排放的CO₂能够得到富集。因此，对CO₂进行提纯的投入相对较少，操作相对简单。

3. 煤化工生产过程中的工业CO₂排放浓度比较高，在捕集成本上具有明显的优势。特别是以纯氧作为氧化剂、现代煤气化技术为基础的煤化工生产过程中，其生产合成气过程中的工艺CO₂分离成本比较低。

3煤化工生产过程中的CO₂减排措施

3.1CO₂减排技术

（1）在煤化工生产过程中，可以将CO₂气体作为煤粉输送气源均衡利用CO₂气体。在煤制甲醇以及煤质氢装置中都是废气，为了减少CO₂的排放，可以提高CO₂的综合利用效率。在应用过程中可以将低温甲醇洗装置脱除产生的高浓度CO₂，压缩后将其送入煤气化装置之内，作为煤粉加压下料、煤粉输送以及输煤线吹扫气进行利用。这样不仅能够使进入气化炉的CO₂气体在炉内与煤炭中的碳进行充分反应，转化为一氧化碳有效气体。同时能够有效降低空分装置中N₂的供应负荷，减少在合成剂中的N₂含量。同时能够降低合成气的释放量，降低氢回收负荷。这对提高煤化工生产的经济效益有重要帮助。

（2）将煤炭、天然气作为原料对化工产品进行生产时，合成氢碳比存在差异，会存在原料耦合可行性。而天然气制甲醇过程中产生的气氢碳比比较高，一般要引入外界CO₂完成补碳作业。而煤制甲醇在生产过程中的合成气会排出大量的CO₂，这就可以发展低碳型煤化工加工工艺，从源头上减少CO₂的排放量。利用煤与天然气原料进行合理配比，可以将在甲醇生产过程中产生的CO₂应用在天然气制甲醇过程中，降低煤化工生产过程中的CO₂排放量。以天然气化转化与煤气化相耦合开发应用的天然气-煤共气化工艺技术在实际生产过程中已经得到了成功应用。制备的H₂/CO在1~1.5之间，并且可以对氢弹比进行任意调节。除此之外，对共气化技术进行利用可以在煤层气以及炼厂气的富氢气体中进行直接利用，能够防止氢源浪费，并且能够降低CO₂的排放量。

（3）对CO₂+O₂氧气气化技术进行充分利用，将CO₂+O₂作为气化剂可以利用汽化焦炭制备出高纯一氧化碳。这一种技术是比较新型的，这些技术在应用过程中主要是将无烟煤或者石油焦作为原料，氧气以及CO₂作为气化剂，以常压固定床连续气化的方式可以制备出高纯度的一氧化碳气体。这是降低煤化工生产过程中CO

₂排放量、提高煤炭综合利用率的重要技术类型。

3.2CO₂利用技术

为了降低煤化工生产过程中的CO₂排放量，还要重视对CO₂化学利用技术进行充分研究。在当前对CO₂的化学利用主要体现在以下方面：

1. 可以生产食品级或者工业级的CO₂。CO₂本身是现代工业的重要原料，将其用在冶金、钢铁、石油化工以及食品等领域具有重要的意义。在我国经济发展过程中，我国各种食品基CO₂的需求量在不断增加。对新型煤化工来说，可以在生产过程中增设CO₂净化提纯装置对低温甲醇洗单位排放的CO₂尾气进行提纯后，能够获取工业级或者食品级的CO₂。这样能够将CO₂作为副产品进行销售，不仅能够降低煤化工生产过程中的CO₂排放量，同时能够提高煤化工企业的生产效益。

2. 利用CO₂补给封存以及驱油技术。CO₂补给与地质封存是降低全球CO₂排放量的重要措施，是我国在对气候变化过程中的重要手段之一。在该技术应用过程中，可以对排放源中的CO₂进行补给，同时将补给的CO₂注入合适的封存地层中，保证CO₂与大气隔离。现阶段，封存CO₂的地质层主要包括枯竭油田、枯竭气田、不能开采的煤层以及深部咸水层等。

3. 利用CO₂生产化工产品。近年，对CO₂进行有效利用生产高附加值的化工产品，已经是煤化工行业在发展过程中研究的重点内容。目前，将CO₂作为化工产品的生产原料，可以生产出甲醇、汽油、可降解塑料以及烯烃等。CO₂生产甲醇主要是将CO₂与氢气进行综合利用，制备甲醇。CO₂制备可降解塑料主要体现是二氧化碳基塑料关键技术，现阶段我国已经对二氧化碳基塑料关键技术进行了产业化应用。利用CO₂生产化工产品，不仅能够有效减少CO₂的排放量，同时能够提高CO₂的经济利用价值，对提升煤化工企业的生产效益有重要帮助。

4结语

综上所述，随着经济水平的不断提升，带来了巨大的环境污染问题以及生态破坏问题，而CO₂排放量的不断上升是环境污染的重要问题之一，为了解决CO₂排放问题，必须对现有的CO₂储存、转化、循环利用技术进行有效地改造和升级。而对CO₂进行转化的相关技术并没有得到有效突破，并不能大规模应用在实际转化过程中。CO₂的储存技术相对成熟和完善，可以将其投入实际应用过程中。在煤化工生产过程中，因为工业源CO₂的排放量比较大，排放相对集中，可以在很大程度上降低CO₂提纯的投入力度，需要注意的是必须协调好工煤化工产业与减少CO₂排放量之间的关系，才能够提高煤化工生产过程中CO₂处理水平，促进煤化工生产企业的安全健康发展。

参考文献

1. 田涛，王之茵，刘兆鑫.煤化工生产过程CO₂排放及减排研究[J].石油石化节能与减排，₂019（3）：6-10.

[2]韩培．焦炉荒煤气显热的余热利用［Ｊ］．我国高新技术企业，２０１７（１９）：１０３－１０５．

[3]柯忠男．焦炉煤气二次净化工艺改进探讨［Ｊ］．冶金动力，２０１７（１０）：１５－１７．