煤化工行业的CO2排放及其减排措施.pdf

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1、煤化工行业的C02排放及其减排措施袁悦婷(阳煤集团化工研究院,山西太原030006)摘要:煤炭资源是我国使用最为广泛的化石资源,也被用来合成大量的化工产品。煤4匕-Y--作为基础工业生产方式,是我国工业的基石=但是,当前阶段我国煤的使用效率较低且污染严重,由此若无法有效控制煤资源利用过程中的问题,我国的煤化工就无法取得跨越式发展。因此降低生产过程及使用过程中CO,的排放已经摆在了台面上。关键词:煤化工;减排;CO,排放;能源政策当前阶段,我国是世界上的煤炭消费大国也是世界上的煤炭生产大国,煤炭作为我国目前应用最为广泛的矿产资源,大量化工产品都由其合成。但近几年来,煤炭价格一路走跌,大量煤炭企业

2、也被淘汰,根据《中国煤炭消费总量控制规划研究报告》建议,“十三五”末中国应该通过兼并重组,淘汰落后产能,将煤矿企业数量由2015年的6390家压缩到3000家以内。如何利用煤炭资源,如何发展煤化工企业,如何确保我国的能源安全,保证国民经济的平稳运行。是我们目前的重点研究方向。山西省作为我国的煤炭大省,面II缶着煤炭转型的关键时期。煤炭转型并不是一朝一夕可以完成的,但必须把握好转型的方向。要始终朝着集约、高效、绿色的方向努力前进。把握好能源转型的“清洁化和低碳化”更是重中之重。1煤化工与CO,排放煤化工技术大都以CO:为副产物,CO:的产生贯穿工业生产的全过程,这与节约资源保护环境的基本国策相悖

3、。这也是煤化工扩大发展反对者最主要的依据。其实,煤化工并不是CO:最大的生产者,生产热电的才是导致大量CO:产生的根本原因。当前阶段,我国的电力工业以热电作为核心,超过一半的煤都被用来进行发电。在建设过程中,煤化工的项目盘子都较大,整个工厂的产能都以百万吨来计算。其生产出大量的二甲醚、甲醇、烯烃、煤制油等等,这就使得煤化工吸引了极大注意力,继而整个煤化工所受压力较之于热电产业更大。2015年,我国的钢产量猛增至15亿吨、水泥产量达到20亿吨,在生产钢与水泥的过程中,消耗了大量的煤,但最后,CO!过量排放的责任全都被推给了煤化工。2煤化工中CO,来源2.1煤直接液化过程中产生的CO:直接液化就是

4、将固态煤在高温高压下和氢气反应,是煤转变为流体。其流程如图1,分析反应的全过程,反应中的氧主要由煤提供,且反应是在极高浓度的氢气环境(大于80%)中反应,反应产生的氧则经由水流排出,其产生CO:效率很低。图12.2煤间接液化过程中的CO,排放煤间接液化工艺包含下述三个部分:其一是煤的气化;其二是合成;第三是精炼。气化和合成是产生CO:最主要来源。煤在气化过程中都以氧气和水蒸气作为气化剂,由此煤间接液化,产生C02的反应过程为:先把煤炭在高温下与氧气和水蒸气反应,使煤炭全部气化,将粗煤气净化成为硫化氢和二氧化碳,转化成为合成气(H2+CO),然后再在催化剂的作用下合成为液体燃料。3综合整治煤化工

5、中co:3.1升级当前煤气化技术煤化工对煤的使用达到了淋漓尽致的程度。可采用一定手段将煤制成合成气体,其中的有效成分(CO+H:)的含量受设备的影响。这就需要用更先进的设备与技术投入煤化工产业,这样就能提高能源利用效率,降低CO,CH等的排放。3.2CO,回收利用回收利用生产过程中排放的CO:,对整体的CO:控制有良好的助益。3.3利用CO:+0:气化技术CO:+0:气化焦炭制备高纯CO技术是新技术,其中0:与CO:为气化剂,在常压下制备CO再回收CO:综合处理:(1)甲醇和CO:的羰基化反应。在碱催化剂作用下,甲醇和CO,可发生羰基化反应生成碳酸二甲酯:2CH30H+CO:一(C14,o):

6、CO,这一反应将作为CO:原料并且产物单一高效。(2)二甲醚和CO!反应。二甲醚在碱催化剂作用下和CO:反应,生成碳酸二甲酯:CH,OCH,+CO:一(CH,0):CO。(3)以CO:为原料生产无机化工产品。CO。与金属或非金属氧化物为反应,生产的无机化工产品主要有轻质Mgco,、Na:CO,、NaHCO,、CaCO,、K2CO,、BaCO3、Li2C03广泛用于各行各业。(4)CO:加氢这一技术着眼未来。CO:加氢技术制备甲醇、二甲醚、乙醇、甲烷、低碳烯烃等,目前大都处在研究阶段,尚不能大规模投入生产。最主要解决的就是催化与制氢这两大难题。(5)制备高纯度CO:注入油田。在油田中注入CO:可

7、以提高油田的出油率。(6)回收燃烧废气中的CO:。回收燃烧产生的废气,分离其中的CO:,再将其与煤气混合,得到CO。和CH。比例基本相同的混合气,再和炭进行反应,可生产优质合成气,既充分利用了资源,又解决了污染问题,且有望实现焦化工业CO:的零排放。4结语跨越式发展的经济,带来了大量问题,CO:排放量的飞速上升就是其中一种,我国急需解决这一问题。解决CO:排放问题,需要对现有的CO:储存、转化、循

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