孔德會

（天保中天科技（天津）股份有限公司，天津 300308）

從整體上來看，當(dāng)前我國很多產(chǎn)業(yè)的經(jīng)營發(fā)展過程中都與煤化工產(chǎn)業(yè)有著千絲萬縷的聯(lián)系，煤化工在很長一段時間內(nèi)都將成為我國化工行業(yè)的發(fā)展重點和熱點。因此，著重發(fā)展煤化工，針對煤基液體燃料等相關(guān)物質(zhì)進(jìn)行不斷的研發(fā)和應(yīng)用，從而有效推進(jìn)煤炭液化示范工程建設(shè)得到持續(xù)穩(wěn)定的發(fā)展，促進(jìn)我國煤炭深度加工產(chǎn)業(yè)不斷創(chuàng)新并實現(xiàn)轉(zhuǎn)型升級，這也成為我國國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展的主流方向。而從實踐中來看，在煤化工產(chǎn)業(yè)的發(fā)展過程中也面臨著比較嚴(yán)重的CO2排放問題，對此，需要著重針對該類問題進(jìn)行深入探究，并提出行之有效的減排技術(shù)，這有著十分深遠(yuǎn)的現(xiàn)實意義。

1 煤化工工藝過程CO2排放分析

當(dāng)前，從實踐情況來看，在我國的煤炭產(chǎn)業(yè)發(fā)展過程中，所呈現(xiàn)出的發(fā)展重點就是現(xiàn)代煤化工，在實際的運行過程中，主要是通過煤氣化制合成氣，然后再結(jié)合實際情況對其進(jìn)行深加工，而有效生成與之相對應(yīng)的各類型的煤基能源化工品。煤化工工藝在這些產(chǎn)業(yè)中都可以作為特別關(guān)鍵的技術(shù)，對于煤化工產(chǎn)業(yè)發(fā)展而言，是基礎(chǔ)所在。針對各項煤化工工藝過程CO2排放情況而言，主要體現(xiàn)在以下幾個方面。

1.1 煤制甲醇工藝流程中CO2的排放

煤制甲醇工藝流程主要體現(xiàn)在：煤氣化、合成氣的凈化、合成甲醇。在具體的操作環(huán)節(jié)，煤氣化會使得CO2排放量有很大的增長。煤氣化主要指的是在煤的氣化爐高溫作用以及氧氣和水蒸氣等相關(guān)氣化劑的氣化反應(yīng)中所呈現(xiàn)出的反應(yīng)過程，其反應(yīng)機(jī)理特別復(fù)雜，CO2生成的反應(yīng)公式主要體現(xiàn)為：①C+O2=CO2；②CO+H2O=CO2+H2。除此之外，由于整體的氣化過程會獲取到H2/CO，其摩爾比要比用來合成甲醇的原料氣中H2/CO 摩爾比相對來說更小一些，因此針對這樣的情況，就需要確保一部分的CO 與水煤氣進(jìn)行變換反應(yīng)而產(chǎn)生相對應(yīng)的H2和CO2，在這樣的情況下就可以再一次生成CO2。

1.2 煤直接液化工藝過程中CO2的排放

煤直接液化工藝的整個過程中所涉及的基本原理主要體現(xiàn)在把原本固體狀態(tài)的煤放到高溫高壓的環(huán)境之下，并且和氫氣產(chǎn)生相對應(yīng)的直接反應(yīng)，在這樣的情況下，就可以有效轉(zhuǎn)化成為液體的油品。從相應(yīng)的反應(yīng)過程中可以充分看出，氧氣是源于煤炭本身的，如果氫氣的含量相對比較高，氧氣就會在反應(yīng)之后通過水的形式進(jìn)行釋放，并且產(chǎn)生很少的CO2。

1.3 煤制油間接液化法工藝流程中CO2的排放

把煤間接液化成為石油，所涉及的步驟主要包括三個方面，分別是：煤氣化、煤化氣合成、精煉。在整個過程中，是煤氣化和煤化氣有效合成CO2，在煤氣化過程產(chǎn)生CO2，這個步驟和煤制甲醇的過程基本上保持一致。與此同時，在煤化氣的合成過程中，也會產(chǎn)生與之相對應(yīng)的CO2生成反應(yīng)，使其得到充分的釋放。例如，經(jīng)過相對應(yīng)的反應(yīng)，有效采取間接液化法生產(chǎn)1t 的液化產(chǎn)品，可以排放CO2約為3.3t。

2 煤化工工藝過程CO2減排技術(shù)分析

2.1 有針對性的收集和保存CO2

該減排技術(shù)主要是把CO2進(jìn)行有針對性的收集和分離，并對其進(jìn)行切實有效的壓縮，然后利用加壓動力的形式把壓縮之后的CO2通過管道的形式輸送到地下的深層或者海底，以此充分確保CO2和大氣環(huán)境能夠保持長期的隔離狀態(tài)，使其在深層次地質(zhì)結(jié)構(gòu)中有效保存?，F(xiàn)階段，很多煤化工企業(yè)往往會把CO2在廢棄的地質(zhì)結(jié)構(gòu)中進(jìn)行儲存，從污染的層面進(jìn)行分析，該類地質(zhì)結(jié)構(gòu)對于CO2都有特別理想的隔離性，長期儲存的效果更為理想。通過研究和實踐可以進(jìn)一步看出，向廢棄油氣田注入高壓CO2可以使油產(chǎn)量進(jìn)一步提升，大約在20%。除此之外，因為海底深部的鹽水層有特別豐富的金屬離子，向內(nèi)部注入CO2能夠確保金屬離子與CO2在高壓的作用下生成碳酸鹽，這樣能夠進(jìn)一步隔離和固定好CO2。

2.2 用好CO2循環(huán)利用技術(shù)

CO2可以在社會、經(jīng)濟(jì)等一系列相關(guān)方面體現(xiàn)出至關(guān)重要的作用和價值，例如，可以有效通過液態(tài)CO2氣化的過程中與植物能夠立刻分離的特征，使其作為效率更高的溶劑進(jìn)行應(yīng)用。同時，液態(tài)CO2釋放出大量的熱氣，會在固化作用下成為干冰，干冰在多個領(lǐng)域都有著十分顯著的應(yīng)用效益。在煤炭產(chǎn)業(yè)發(fā)展過程中，進(jìn)一步有效研發(fā)和不斷應(yīng)用CO2新興技術(shù)，所涉及的應(yīng)用范圍主要體現(xiàn)在：用CO2替代N2進(jìn)行粉煤的密相輸送介質(zhì)技術(shù)。粉煤加壓氣化所涉及的核心技術(shù)就是的密相輸送技術(shù)。密相輸送是氣力輸送中一種特別關(guān)鍵的形式，主要指的是在密閉的管道內(nèi)輸送粉煤，與此同時，在實際的輸送環(huán)節(jié)有效進(jìn)行加熱、干燥、冷卻等相應(yīng)的物理或化學(xué)操作。用來粉煤密相輸送的氣體有N2或CO2，CO2可以替代N2作為粉煤輸送的介質(zhì)，CO2也可以作為氣化劑，在具體的輸送環(huán)節(jié)和焦炭進(jìn)行相對應(yīng)的化學(xué)反應(yīng)，從而有效生成CO，這樣能夠在更大程度上有效降低合成氣中H2含量，為合成氣的后續(xù)煤化工加工提供便利的條件。

2.3 切實有效的應(yīng)用CO2轉(zhuǎn)化技術(shù)

CO2轉(zhuǎn)化技術(shù)主要是基于CO2本身的化學(xué)性質(zhì)，通過相對應(yīng)的化學(xué)反應(yīng)使其轉(zhuǎn)化成為其他物質(zhì)，然后，再資源化的利用該物質(zhì)，其中最為典型的例子就是綠色植物的光合作用。在植物充分吸收二氧化碳之后，能夠生成氧氣。在人工技術(shù)的范圍內(nèi)，可以通過CO2來有效制作水楊酸、雙氰胺、碳酸鹽等物質(zhì)，使其呈現(xiàn)出巨大的應(yīng)用優(yōu)勢。其中最為典型且十分先進(jìn)的CO2轉(zhuǎn)化技術(shù)主要體現(xiàn)在以下兩種：一是把CO2轉(zhuǎn)化為脂類，如碳酸二甲酯等，在轉(zhuǎn)化之后生成的產(chǎn)品，有著特別高的附加值，可以使企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益得到顯著提升。二是把CO2轉(zhuǎn)化成為可以降解的塑料，為人們提供更大的便利。

3 結(jié)語

總而言之，在煤化工企業(yè)的生產(chǎn)過程中，所涉及的二氧化碳減排技術(shù)主要包括：有針對性地收集、保存，并且循環(huán)利用CO2，同時對其進(jìn)行相對應(yīng)的化學(xué)轉(zhuǎn)化。每種方法都有自身的優(yōu)勢和劣勢，在具體的運用過程中，要結(jié)合實際情況，貫徹落實科學(xué)發(fā)展觀，充分利用CO2循環(huán)利用技術(shù)中超臨界萃取術(shù)等相關(guān)內(nèi)容，并對其進(jìn)行不斷的深入研究和應(yīng)用，由此充分確保CO2變廢為寶，在最大程度上實現(xiàn)節(jié)能減排，對其進(jìn)行大規(guī)模的利用，有效利用碳?xì)湓邮蛊滢D(zhuǎn)化為油化工產(chǎn)品，進(jìn)一步提升碳?xì)湓拥慕?jīng)濟(jì)效益和社會效益，使煤化工企業(yè)實現(xiàn)規(guī)?；a(chǎn)和產(chǎn)業(yè)化發(fā)展，以確保煤化工行業(yè)實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展。