煤化工工藝中二氧化碳減排技術

鞏 旭（北京眾聯盛化工工程有限公司太原分公司，山西太原 030006）

煤化工工藝中二氧化碳減排技術

鞏 旭
（北京眾聯盛化工工程有限公司太原分公司，山西太原 030006）

煤化工產業在我國工業經濟中占據重要地位。近年來，伴隨社會經濟不斷發展，對煤化工產品需求也在持續增長，而這也對煤化工工藝有了更高要求。不僅要保證煤化工產品質量，還需重視生產的環保，尤其是二氧化碳（CO2）的減排。從煤化工生產中CO2的排放情況出發，對煤化工工藝中CO2減排技術進行系統分析。

煤化工藝；二氧化碳；減排技術

我國是當前世界第二大經濟體，在市場經濟深入發展的形勢下，對煤炭等能源及相關產品的需求不斷提高。伴隨現代科學技術的發展，我國煤化工工藝取得了很大進步，在產量、質量上均得到大幅提升，這也大大促進了煤化工行業的發展。但生產中CO2排放在較大程度上制約了煤化工行業的可持續發展，所以，有必要探討煤化工工藝中CO2減排技術。

1　煤化工生產中CO2的排放

當前，主要在這幾個煤化工工藝中會排放CO2：（1）煤制甲醇，在該生產工藝中，一般要經過煤氣化、合成氣的有效凈化及甲醇的合成等過程，其中以煤氣化中的CO2產生最多，原因在于煤炭在H2O、O2一同存在狀態下出現燃燒反應而產生CO2和H2，而H2乃甲醇合成不可或缺的一個原料，除極少部分CO2應用到甲醇合成中，絕大部分在合成凈化中被排放。有數據顯示，生產1t甲醇會排放2～2.5t的CO2［1］。（2）煤炭液化，現階段在高壓、既定溫度狀態下可將固態煤和H2反應轉變成液體油品，這就是煤炭液化工藝。相對而言，該工藝中的CO2排放量較少，據估計產出1t液化油品會排放1～1.5t的CO2。

2　煤化工工藝中CO2減排技術

2.1收集保存技術

收集保存是當前煤化工藝中應用相對較多的CO2減排技術，就是將CO2統一收集后，再進行分離、壓縮，然后把壓縮后的CO2通過專用管道輸送到地下深層，最終實現CO2和大氣的長期性隔離，妥善保存在地下深層。

近年來，包括我國在內的煤化工生產企業把CO2儲存到無法長遠使用或廢棄的地質結構中，譬如：已全部開采完的天然氣、石油井中或無開采價值的煤層。采取此種技術將CO2長期隔離。從研究情況看，向廢棄油氣田存入高壓CO2能夠提升油氣的回采率，實踐數據顯示，可提升大約20%的產量。另外，因海底深咸水層中有豐富的金屬離子，在此存入CO2能夠和各種金屬離子在高壓下形成碳酸鹽，進而更好地隔離和存儲CO2。當前，美國、加拿大等西方國家開始探索在深海域注入CO2合成固態的水合物［2］。

2.2再利用技術

隨著現代煤化工技術和工藝的發展，煤化工生產企業可基于CO2的化學性質對其再開發利用。現階段，CO2最為常見的再利用技術有滅火器物質、食品添加劑等方面。此外，在干粉煤的運輸中會應用CO2替代以往的N2，液態煤漿生產中會用CO2代替水生產技術也有廣泛的應用，這在較大程度上可減少煤化工工藝中的CO2排放。

在CO2再利用方面，超臨界萃取技術是當前國內外最為熱的一個研究課題。這些技術在應用操作上相對簡單，分離、回收的過程也較為簡單、運作時間較短、萃取效率高。CO2屬于一種超臨界萃取劑，化學性質穩定、易達到臨界要求，且安全、經濟、獲取較便捷等特點。有很廣的應用空間。

2.3化學轉化技術

在煤化工工藝中可充分考慮到CO2特殊化學性質，通過化學技術將它轉變成其他物質，再投入利用，進而實現對碳氫原子經濟效益的應用，這一過程就是CO2化學轉化［3］。植物光合作用本質上就是化學轉化。現階段，相對成熟的化學轉化技術就是用CO2生產碳酸鹽、硼砂、雙氰胺、對烴基等化工產品。

近年來，在國內外CO2化學轉化技術中，應用CO2制造降解塑料是一個熱點。該項技術僅僅在發達國家，譬如：日本、韓國、英國、美國等才實現了規模化生產，因受合成效率低、成本高等因素的影響，當前國內對該項技術的研究還處在小量生產層面。當前，國內高校、研究機構正對此項技術進行積極研究。該項技術的應用有著重要社會和環保效益，應加大高效率合成催化劑的研究力度，如此才能真正實現CO2可降解塑料的規模生產，進而最大限度減少煤化工工藝中的CO2排放。

除了以上轉化技術之外，還可應用CO2催化生產最為基本的化工原料。現階段，最為常見的催化合成技術主要有應用CO2生產甲醇、烴類、酯類等，此類產品有很高的附加值，所以在此方面還需深入研究。

3　結束語

均衡經濟、社會及環境效益，重視環境生態保護，是新時期經濟發展的根本要求。在經濟全球化日益推進的今天，為充分滿足社會經濟建設和國家戰略需要，煤化工工藝的發展已是一個必然趨勢，而CO2減排問題是當前煤化工行業面臨的新挑戰，在改進煤化工工藝，推進煤化工發展同時，必須進一步加大CO2減排技術研究，尤其是在CO2采集保存、再利用、化學轉化生產等方面，確保煤化工行業既可滿足國家能源資源需求，還可達到節能減排、綠色生產目的。

［1］ 門凱姝.煤化工工藝過程中CO2的減排措施探討［J］.中國化工貿易，2013（4）：361.

［2］ 丁雨.煤化工產業中工藝過程的二氧化碳排放與節能減排技術［J］.科技與生活，2012（7）：112.

［3］ 王秀國，馬磊，楊麗霞.煤化工產業節能減排技術的創新及應用［J］.中國環保產業，2014（3）：13-17.

Coal Chemical Technology of Carbon Dioxide Emission Reduction Technology

Gong Xu

In China's industrial economy，Coal Industry take an important position.In recent years，with the continuous development of social economy，The need of Coal chemical products keep increasing continuously，so that，the requirement of coal chemical technology was higher and higher.Not only to ensure the quality of coal chemical products，but also pay attention to Environmental protection，especially the reduce of CO2.This article take point on the Discharge conditions of CO2，System analysis to the technology of Discharge conditions of CO2in thecoal chemical technology.

coal technology；CO2；emission reduction technology

O643.32

B

1003-6490（2016）05-0008-01

2016-04-28

鞏旭（1984—），男，山東淄博人，助理工程師，主要研究方向為煤化工工藝管道設計。