煤化工工艺二氧化碳减排技术研究

煤化工工艺二氧化碳减排技术研究

张星剑

摘要：在国内经济体制逐渐成熟和完善的今天，煤化工行业在推动我国产业体制转型和改革中发挥着重要作用。近年来，随着工业体系的快速发展，对煤基产品的需求越来越大，相应的工艺要求也越来越高。煤化工产品的生产不仅要保证产品质量，还要做好环境保护工作。特别是生产过程中的二氧化碳排放问题，应予以密切关注。本文主要分析了煤化工企业的二氧化碳减排问题。

关键词 ：煤化工；二氧化碳减排；技术

面对市场对煤化工产品和煤炭资源日益增长的需求，社会对煤化工技术的需求也越来越大。煤炭作为一种不可再生能源，如果不能完全燃烧，则会释放出大量的碳和硫污染物，破坏生态系统的平衡，给自然环境造成极大的污染。根据相关数据显示，中国虽然是世界上煤炭储量最丰富的国家，但总体利用率较低，不完全燃烧已成为常态。要体现和符合可持续发展的理念，就必须做好煤化工技术的开发和研究，处理好二氧化碳的减排技术，发挥减排技术的实际应用价值。

1 煤化工生产中的二氧化碳来源

1.1 煤制甲醇

在用煤炭生产甲醇的过程中，需要用到气化与合成气净化等步骤。在这个过程中会产生很多二氧化碳。在同时存在水与氧气的环境下，煤炭能够充分燃烧。在燃烧中总共有两种化学反应。第一种煤炭和氧气在化学作用下生成二氧化碳。第二种一氧化碳和空气中的水分反应生成氢气与二氧化碳。甲醇合成中，氢气是必不可少的介质。要让水跟一氧化碳进行充分反应，生成二氧化碳与氢气。以上两个主体反应最后就会产生二氧化碳，当然也会有一些甲醇生成。剩下的就会排放到室外，形成严重污染。有资料显示，1t 甲醇的合成往往需要2t 二氧化碳的排放。

1.2 液化

在煤化工中，煤制油二氧化碳主要发生在液化过程中，液化中氢气与煤炭高温反应，变成液体油，此时煤炭能够提供相应的氧气，在和人工加入的氢化剂作用中发生变化，导致氧气浓度在水蒸气蒸发的同时不断降低，此时二氧化碳的

产率也会一起下降。有资料显示，液化环节1t 液化油的生产排放的二氧化碳达到了2.1t。

1.3 间接液化

该步骤说的是精炼提纯、煤化气合成、煤化气。其中煤化气合成与煤化气是最主要的二氧化碳来源。按照液化的条件可以了解到，水蒸气与氧气都是煤液化主要反应气化剂，在下述四个流程中发生变化。第一个流程水媒体变化。该过

程中，水和一氧化碳反应生成氢气与二氧化碳。第二个流程铁基催化剂 F-T 反应，该过程中，催化剂会让氢气与一氧化碳会生成乙炔和二氧化碳。第三个流程甲烷反应，氢气与一氧化碳生成二氧化碳和甲烷。第四个流程歧化反应。在反应中，一氧化碳变成了二氧化碳与单质碳。有资料显示，间接液化过程中，液化流程二氧化碳释放量能够达到1t。

1.4 煤制烯烃

该反应是煤制甲醇深化反应，需要用到净化合成气、煤气化、甲醇合成与甲醇制烯烃总共四个步骤。这一反应实际上是对各种各样的气化剂互相干预得到的反应，有着比较复杂的流程。有资料显示，用这个工艺每生产1t 的甲醇，最起码要排放二氧化碳2t。如果以烃的生成条件来看，1吨烃要排放二氧化碳6t。

2 焦化工艺

焦化是煤炭行业的一项常用技术，可以生产出高附加值的产品。该技术不仅对煤炭行业，而且对其他相关行业的发展都具有重要意义。近年来，该技术在中国进行了可持续发展的追求，向高环保、低成本的方向发展。煤炭液化是一种常用的应用技术，但在我国还没有完善的技术条件予以实施。但是从它的发展趋势来看，它在未来有很大的发展潜力，是未来的关键发展方向。

3 碳交易应对策略

在碳交易中有两点需要考虑。首先是如何处理交易前的生产分配问题。一方面，国家的实际发展要与定额生产相结合。另一方面，我国没有完善的煤化工项目技术，配置也不够成熟。许多工艺甚至达不到国家标准，国家需要对该行业的情况给予相应的支持和政策帮助。结合企业定额条件的实际情况。企业在转型时期要做好技术创新和发展，提高生产效率。控制生产中的二氧化碳排放。过渡时期结束后，要确保生产能源效率和二氧化碳排放标准和能力达到国家要求，逐步控制二氧化碳排放。

4 煤化工生产流程及减排措施

4.1 选择合适的煤气化工艺

煤气化时，二氧化碳可作为生产传输介质，废气可二次使用，可以很好地控制二氧化碳的排放。富氢气与煤共气化可以有效提高合成气中烃类的比例，解决二氧化碳的过量排放和能量损失问题。合成气技术的应用可以保证氢气的最大利用率，有效控制二氧化碳的排放。

4.2 煤化流程与工艺的改造

与其他行业的生产过程相比，煤化工行业的二氧化碳多发生在直接排放和间接排放的过程中。例如生产、供电、加热、设备泄漏和化石燃料转换产生的二氧化碳。为了减少二氧化碳的排放，我们必须做好煤化工艺操作流程和工艺改造，解决二氧化碳过量排放的问题，达到化废为宝的发展目标。例如在甲醇的制备过程中，会在反应器中积累大量的氮气，影响反应效率。所以必须要放掉一部分气体，保持一个动态平衡。放气进行直接燃烧会损失大量的氢气能量。在这种情况下，需要采用膜分离技术对氢气进行回收、再利用和再循环，以减少损失，避免能源浪费，实现效益最大化。

5 煤化工二氧化碳减排技术

5.1 收集保存二氧化碳

这项技术可以捕获煤燃烧过程中产生的足够多的二氧化碳，然后利用相应的技术对二氧化碳进行压缩和处理，然后将其送到海底。这将把二氧化碳从大气中隔离开来。目前国内大部分煤化工生产将煤化工二氧化碳储存在长期未使用的规划地质中，如开采后的油田、深海地带和开采成本较高的地区。有资料表明，开发后向油田注入二氧化碳，不仅可以解决目前二氧化碳对环境的污染问题，而且可以提高油田生产的稳定性，对油田的采收率有很大的帮助。这种方法是一种比较恰当的应用手段，但应该注意的是，这种方法也是极具危险性的，操作的过程中需要特别注意。

5.2 循环利用二氧化碳

在对二氧化碳进行处理的过程中，除了可以将二氧化碳放置在深部地质、深海中，还可以发挥其物理性质的优势，进行二次循环利用。如目前常用的回收技术如食品添加剂、灭火器等。此外，二氧化碳还可以起到充气的作用，广泛用于各种工业生产系统中。超临界萃取是目前二氧化碳回收中最受关注的一种萃取方法，其操作简单、萃取时间短、萃取效果好。二氧化碳作为萃取剂，不仅稳定性好，而且操作相对安全，可以大大提高超临界萃取的成功率，可大力推广。

5.3 二氧化碳转化

二氧化碳具有非常独特的化学特性，应用化学手段将二氧化碳转化为其他物质，可以使经济效益最大化，完成碳氢原子的充分利用。这个过程被称为二氧化碳的化学转化。目前比较成熟的转化技术是将二氧化碳转化为烃基苯甲酸、双氰胺、硼砂、水杨酸、碳酸盐。在二氧化碳转化的研究中，可降解塑料受到了国内外的广泛关注。当然，目前只有少数几个国家的年生产能力在一万吨以上。国内每年只能达到1000吨。该技术的研究表明，在环境保护方面具有重要的应用价值。为了更好地保护环境，提高人们的生活水平和质量，我国有必要加强这方面的研究投入，不断扩大生产规模和生产能力。此外，使用二氧化碳作为催化剂是很常见的，具有很高的附加值。然而，为了更好的利用，还需要进一步的研究来充分发挥催化剂的价值。

6 结语

从本文的分析中可以看出，为了帮助社会稳定和经济发展，协调好社会发展与进步的关系，必须做好生态环境保护工作。它所对应的是对社会和经济发展的追求。在我国的工业体系中，工业生产过程，煤炭工业是非常重要的组成部分。为了适应社会多元化的发展趋势，有必要对煤化工技术进行深入的分析和研究。在发展中特别重要的是要做好二氧化碳减排工作，减少二氧化碳的排放可以使环境保护工作更加顺利和有效的开展，为中国社会的稳定发展和建设做出贡献。

参考文献：

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