论文部分内容阅读
摘要：煤炭是中国的主要能源，也是许多重要化工产品的主要原料。如今，面对世界经济向着清洁与绿色；目标迈进的新形势以及落实国家节能减排目标，煤化工基地的发展规划大都亟待调整。煤化工企业应该重视二氧化碳的减排和循环利用，以有效利用煤炭资源，提高能效。
关键词：二氧化碳；减排
在市场经济深入发展的形势下，国内对煤炭等能源及相关產品的需求不断提高。伴随现代科学技术的发展，我国煤化工工艺取得了很大进步，在产量、质量上均得到大幅提升，大大促进了煤化工行业的发展。
近年来，很多煤化工企业将发展重点放在现代煤化工产业上，尽管我国现有的环境保护法律与监管已十分严格，环境治理成本很高，但是大多数煤化工企业尤其是生态脆弱的中西部，仍存在资源不均衡、技术不成熟、设施不配套等问题，煤化工产业存在资源消耗大、耗水量大、二氧化碳排放量大的特点。
生产中二氧化碳排放在较大程度上制约了煤化工行业的可持续发展，所以，有必要探讨煤化工工艺中二氧化碳排减排技术。
一、煤化工生产中二氧化碳排的排放
早在2011年的首届中国洁净煤利用与低碳发展高层论坛上，《中国能源报》报道按照在建和正在规划的现代煤化工项目的能力，到2020年，将消耗原煤近6.28亿吨，排放二氧化碳7.38亿吨。这是一个很惊人的数字。
当前，煤化工工艺中排放二氧化碳主要是以下几方面：煤制甲醇。在该生产工艺中，一般要经过煤气化、合成气的有效净化及甲醇的合成等过程，其中以煤气化中的二氧化碳排产生最多，原因在于煤炭在H20、02一同存在状态下出现燃烧反应而产生二氧化碳和H2，而H2乃甲醇合成不可或缺的一个原料，除极少部分二氧化碳应用到甲醇合成中，绝大部分在合成净化中被排放。有数据显示，生产1t甲醇会排放2-2.5t的二氧化碳；煤炭液化。现阶段在高压、既定温度状态下可将固态煤和H2反应转变成液体油品，这就是煤炭液化工艺。相对而言，该工艺中的二氧化碳排放量较少，据估计产出1t液化油品会排放1-1.5t的二氧化碳。
二、煤化工工艺中二氧化碳减排技术
（一）收集保存技术
收集保存是当前煤化工艺中应用相对较多的二氧化碳减排技术，就是將二氧化碳统一收集后，再进行分离、压缩，然后把压缩后的二氧化碳通过专用管道输送到地下深层，最终实现二氧化碳和大气的长期性隔离，妥善保存在地下深层。
近年来，包括我国在内的煤化工生产企业把二氧化碳储存到无法长远使用或废弃的地质结构中，譬如：已全部开采完的天然气、石油井中或无开采价值的煤层。采取此种技术将二氧化碳长期隔离。从研究情况看，向废弃油气田存人高压二氧化碳能够提升油气的回采率，实践数据显示，可提升大约20%的产量。另外，因海底深咸水层中有丰富的金属离子，在此存人二氧化碳能够和各种金属离子在高压下形成碳酸盐，进而更好地隔离和存储二氧化碳。当前，美国、加拿大等西方国家开始探索在深海域注入二氧化碳合成固态的水合物。
（二）再利用技术
如何消化与利用二氧化碳将是未来发展的重点，我国化工项目的二氧化碳封存和利用将是一个非常重要的示范方向。神华集团已启动了全流程二氧化碳封存项目，以期未来通过技术手段，燃煤可以达到像天然气那样的排放标准。
随着现代煤化工技术和工艺的发展，煤化工生产企业可基于二氧化碳的化学性质对其再开发利用。现阶段，二氧化碳最为常见的再利用技术有灭火器物质、食品添加剂等方面。此外，在干粉煤的运输中会应用二氧化碳替代以往的氮气，液态煤浆生产中会用二氧化碳代替水生产技术也有广泛的应用，这在较大程度上可减少煤化工工艺中的二氧化碳排放。
在二氧化碳再利用方面，超临界萃取技术是当前国内外比较热的一个研究课题。二氧化碳属于一种超临界萃取剂，化学性质稳定、易达到临界要求。这些技术在应用操作上相对简单，分离、回收的过程也较为简单、运作时问较短、萃取效率高，有很广的应用空问。
（三）化学转化技术
在煤化工工艺中可充分考虑到二氧化碳特殊化学性质，通过化学技术将它转变成其他物质，再投入利用，进而实现对碳氢原子经济效益的应用。现阶段，相对成熟的化学转化技术就是用二氧化碳生产碳酸盐、硼砂、双氰胺、对烃基等化工产品。
近年来，在国内外二氧化碳化学转化技术中，应用二氧化碳制造降解塑料是一个热点。该项技术合成效率低、成本高，仅仅在日本、韩国、英国、美国等发达国家实现了规模化生产，国内国内高校、研究机构正对此项技术进行积极研究，生产量较小。该项技术的应用有着重要社会和环保效益，应加大高效率合成催化剂的研究力度，真正实现二氧化碳可降解塑料的规模生产。
除了以上转化技术之外，还可应用二氧化碳催化生产最为基本的化工原料。现阶段，最为常见的催化合成技术主要有应用二氧化碳生产甲醇、烃类、酯类等，此类产品有很高的附加值，所以在此方面还需深入研究。目前美国已开发由二氧化碳生产清洁替代燃料的技术，由二氧化碳转化为甲醇或二甲醚，进而研究传统运输燃料的两条潜在的清洁燃烧替代路线，可以减少二氧化碳温室气体的排放，并使之商业化。
三、结束语
目前，二氧化碳的减排在世界上还是一个难题，文中提到的方法或途径有的已经是成熟的工业化技术，有的还处于研发中。相信随着技术进步、市场发展和企业运行机制的变化，实现煤化工技术的集成和互补，煤化工基地产品的优化组合与工艺技术路线的选择在项目规划、设计中会日益得到重视，二氧化碳排放会得到很好的控制。已建和在建仍沿用陈旧、落后、高污染技术的项目要坚决摒弃和停建，以成熟单元技术为基础践行科学发展观，以提高能源和资源利用率与市场需求，优化产品结构，增强企业经济竞争力，减少温室气体和污染物排放为目标，必将成为国家和煤化工企业的共识。
关键词：二氧化碳；减排
在市场经济深入发展的形势下，国内对煤炭等能源及相关產品的需求不断提高。伴随现代科学技术的发展，我国煤化工工艺取得了很大进步，在产量、质量上均得到大幅提升，大大促进了煤化工行业的发展。
近年来，很多煤化工企业将发展重点放在现代煤化工产业上，尽管我国现有的环境保护法律与监管已十分严格，环境治理成本很高，但是大多数煤化工企业尤其是生态脆弱的中西部，仍存在资源不均衡、技术不成熟、设施不配套等问题，煤化工产业存在资源消耗大、耗水量大、二氧化碳排放量大的特点。
生产中二氧化碳排放在较大程度上制约了煤化工行业的可持续发展，所以，有必要探讨煤化工工艺中二氧化碳排减排技术。
一、煤化工生产中二氧化碳排的排放
早在2011年的首届中国洁净煤利用与低碳发展高层论坛上，《中国能源报》报道按照在建和正在规划的现代煤化工项目的能力，到2020年，将消耗原煤近6.28亿吨，排放二氧化碳7.38亿吨。这是一个很惊人的数字。
当前，煤化工工艺中排放二氧化碳主要是以下几方面：煤制甲醇。在该生产工艺中，一般要经过煤气化、合成气的有效净化及甲醇的合成等过程，其中以煤气化中的二氧化碳排产生最多，原因在于煤炭在H20、02一同存在状态下出现燃烧反应而产生二氧化碳和H2，而H2乃甲醇合成不可或缺的一个原料，除极少部分二氧化碳应用到甲醇合成中，绝大部分在合成净化中被排放。有数据显示，生产1t甲醇会排放2-2.5t的二氧化碳；煤炭液化。现阶段在高压、既定温度状态下可将固态煤和H2反应转变成液体油品，这就是煤炭液化工艺。相对而言，该工艺中的二氧化碳排放量较少，据估计产出1t液化油品会排放1-1.5t的二氧化碳。
二、煤化工工艺中二氧化碳减排技术
（一）收集保存技术
收集保存是当前煤化工艺中应用相对较多的二氧化碳减排技术，就是將二氧化碳统一收集后，再进行分离、压缩，然后把压缩后的二氧化碳通过专用管道输送到地下深层，最终实现二氧化碳和大气的长期性隔离，妥善保存在地下深层。
近年来，包括我国在内的煤化工生产企业把二氧化碳储存到无法长远使用或废弃的地质结构中，譬如：已全部开采完的天然气、石油井中或无开采价值的煤层。采取此种技术将二氧化碳长期隔离。从研究情况看，向废弃油气田存人高压二氧化碳能够提升油气的回采率，实践数据显示，可提升大约20%的产量。另外，因海底深咸水层中有丰富的金属离子，在此存人二氧化碳能够和各种金属离子在高压下形成碳酸盐，进而更好地隔离和存储二氧化碳。当前，美国、加拿大等西方国家开始探索在深海域注入二氧化碳合成固态的水合物。
（二）再利用技术
如何消化与利用二氧化碳将是未来发展的重点，我国化工项目的二氧化碳封存和利用将是一个非常重要的示范方向。神华集团已启动了全流程二氧化碳封存项目，以期未来通过技术手段，燃煤可以达到像天然气那样的排放标准。
随着现代煤化工技术和工艺的发展，煤化工生产企业可基于二氧化碳的化学性质对其再开发利用。现阶段，二氧化碳最为常见的再利用技术有灭火器物质、食品添加剂等方面。此外，在干粉煤的运输中会应用二氧化碳替代以往的氮气，液态煤浆生产中会用二氧化碳代替水生产技术也有广泛的应用，这在较大程度上可减少煤化工工艺中的二氧化碳排放。
在二氧化碳再利用方面，超临界萃取技术是当前国内外比较热的一个研究课题。二氧化碳属于一种超临界萃取剂，化学性质稳定、易达到临界要求。这些技术在应用操作上相对简单，分离、回收的过程也较为简单、运作时问较短、萃取效率高，有很广的应用空问。
（三）化学转化技术
在煤化工工艺中可充分考虑到二氧化碳特殊化学性质，通过化学技术将它转变成其他物质，再投入利用，进而实现对碳氢原子经济效益的应用。现阶段，相对成熟的化学转化技术就是用二氧化碳生产碳酸盐、硼砂、双氰胺、对烃基等化工产品。
近年来，在国内外二氧化碳化学转化技术中，应用二氧化碳制造降解塑料是一个热点。该项技术合成效率低、成本高，仅仅在日本、韩国、英国、美国等发达国家实现了规模化生产，国内国内高校、研究机构正对此项技术进行积极研究，生产量较小。该项技术的应用有着重要社会和环保效益，应加大高效率合成催化剂的研究力度，真正实现二氧化碳可降解塑料的规模生产。
除了以上转化技术之外，还可应用二氧化碳催化生产最为基本的化工原料。现阶段，最为常见的催化合成技术主要有应用二氧化碳生产甲醇、烃类、酯类等，此类产品有很高的附加值，所以在此方面还需深入研究。目前美国已开发由二氧化碳生产清洁替代燃料的技术，由二氧化碳转化为甲醇或二甲醚，进而研究传统运输燃料的两条潜在的清洁燃烧替代路线，可以减少二氧化碳温室气体的排放，并使之商业化。
三、结束语
目前，二氧化碳的减排在世界上还是一个难题，文中提到的方法或途径有的已经是成熟的工业化技术，有的还处于研发中。相信随着技术进步、市场发展和企业运行机制的变化，实现煤化工技术的集成和互补，煤化工基地产品的优化组合与工艺技术路线的选择在项目规划、设计中会日益得到重视，二氧化碳排放会得到很好的控制。已建和在建仍沿用陈旧、落后、高污染技术的项目要坚决摒弃和停建，以成熟单元技术为基础践行科学发展观，以提高能源和资源利用率与市场需求，优化产品结构，增强企业经济竞争力，减少温室气体和污染物排放为目标，必将成为国家和煤化工企业的共识。