煤化工行業節能減排問題的研究

張國榮(紅河州節能監察支隊，云南　蒙自　661100)

煤化工行業節能減排問題的研究

張國榮(紅河州節能監察支隊，云南蒙自661100)

煤炭是我國最主要的能源資源，它不僅是重要的工業燃料還是重要的化工原料，并有“化工之母”之美稱，可以生成電石、合成氨、甲醇、二甲醚等煤化工產品。當然，煤化工行業在生產過程中會排放二氧化硫、氮氧化物等氣體，對自然環境造成污染。因此，本文針對煤化工行業節能減排問題展開了研究，采取促進煤化工行業節能減排的有效措施，從而降低能源的消耗，降低排放，減少環境污染。

煤化工行業；節能減排；問題；研究

在我國煤化工行業飛速發展期間，節能減排問題已經成為社會關注的熱點話題。煤化工是以煤為原料，經過化學加工使煤轉化為氣體、液體、固體燃料以及化學品的過程，主要包括焦化、氣化、液化和合成化學品。煤化工與石油化工、天然氣化工相比、具有工藝流程長、技術復雜、產品單一、產業鏈較短、環保問題突出、裝置投資高、經濟效益低等弱點。近期我國煤化工仍將以甲醇、二甲醚為主，但產業技術升級加速，新型煤化工產品發展迅速、尤其是煤制甲醇及下游產品。煤化工行業面臨著耗能高、污染重的局面，所以為了促進煤化工行業的可持續發展，必須有效解決節能減排問題。

1　節能減排的重要性

在煤化工行業發展過程中，是通過采用化學方法將煤炭轉化成氣體、固體和液體等產品，然后再對產品加工處理，使其成為煤化工行業的主要化工及能源產品。比如，在生產粗苯過程中，需要在多個工藝和流程的作用下，才能生產出相應的煤化工產品。煤炭通過一系列的化學反應時會產生二氧化硫、二氧化碳、氮氧化物等氣體，在工藝流程中，存在污染環節，消耗了大量的能源，排放廢氣和廢渣等［1］。因此，實現節能減排即可以減少能源消耗，又能降低對環境的污染。圖1是煤化工行業主要工藝流程圖。

圖1　煤化工行業主要工藝流程圖

2　煤化工行業節能減排現狀

2.1煤化工行業工藝技術現狀

煤化學加工包括煤的焦化、氣化和液化。主要用于冶金行業的煤炭焦化和用于制取合成氨的煤炭氣化是傳統的煤化工產業，隨著社會經濟的不斷發展，以獲得潔凈能源為主要目的的煤炭液化、煤基代用液體燃料、煤化工能源技術等成為煤化工產業化發展的主要方向。煤炭焦化工業是發展最成熟，最具代表性的煤化工產業。但焦化工業主要問題是焦爐爐型小、以中小型焦爐為主，受礦區產煤品種限制、焦炭質量調整提高難度較大，資源綜合利用率低，采用新技術少等。煤氣化技術是煤化工產業化發展最重要的單元技術，主要用于合成氨及合成液體燃料（間接液化）。多聯產技術系統，多聯產是近年來提出的能源轉化與化工產品合成相結合的技術體系，目的是實現污染物低排放或無排放，實現資源綜合利用和能源有效利用。多聯產技術核心是將煤氣化技術與化學品加工技術等多產業密切聯系，供應跨行業的多種產品，除化學品之外，還可以供應油品、電、熱、蒸汽、燃氣、建材等能源產品及其它行業產品。當前，國內的新型煤化工技術是一種潔凈煤技術，其將凈化工藝和大型煤氣化合成氣加以轉化，對硫氮化物和灰渣等進行處理，降低二氧化碳和二氧化硫等氣體的排放對環境的污染。煤化工行業工藝技術主要包含煤氣化、煤液化和整體煤氣化聯合循環（ⅠGCC）技術，其作為新一代煤氣化技術，將壓力提高到8.5MPa，溫度高達1500～1600℃，而且氣化原料具有多樣化性，有利于固態排渣向液態排渣發展，該技術被廣泛應用于煤化工行業中。

2.2煤化工行業的能耗現狀

傳統的煤化工產品經長期的生產運行積累了較多的能源消耗數據，并形成了一整套的能源消耗核定方法和定額指標。新型煤化工由于對產品能耗考量缺乏完善的核算規范和長期數據積累考證，而很多煤化工往往與煤炭、煉油、石化、熱電等行業聯產，生產輔助共享，能耗分擔差異和原料煤優劣差異以及企業的統計和核算不規范，使煤化工產品能耗與實際運行能耗有較大的差別。表2列出了部分不同技術路線煤轉化制品的能耗情況。以下數據來自工業和信息化部編制的《全國工業能效指南（2014版））》，部分產品能耗沒進行行業平均值和能效標桿值的統計。

表2　部分煤制品能耗情況

5　電石褐煤為原料煙煤為原料電爐法kgce/t kgce/t kgce/t 2400 2200 1200 2315 1722 1539 1425 0.823

2.3煤化工行業的排放現狀

煤化工行業作為高能耗、高污染、高耗水的行業，煤化工行業的污染防治是我國污染防治較為重要的一部分。煤的主要成分包括有機物和無機物，因此，在生產過程中會排放大量的廢水、廢氣、廢渣，污染環境。煤化工的污染物主要來自于焦化工業和煤氣化工業，焦化工業的廢氣污染物包括苯并芘等苯系有機物和酚、氰、硫氧化物、氮氧化物和碳氧化物等，每生產1噸焦炭有400立方米左右的廢氣產生；煤化工企業的廢水主要來自制焦、濕法熄焦、產品回收等過程，主要含有機污染物包括酚類、多環芳香族化合物、硫化物、氰化物、氨鹽及雜環化合物等。煤氣化工業廢氣中主要含碳氧化物、硫氧化物、氨氣、苯并芘、CO、CH4等；煤氣化工業廢水中主要含氨、酚、揮發酚、石油類、硫化物、氰化物、SS等。近年來，雖然節能減排技術水平不斷提升，但煤化工行業氣體的排放仍然是亟需解決的問題。

3　煤化工行業節能減排存在的問題

3.1企業整體思想認識和重視不夠

主要表現在節能減排意識不強，浪費資源現象普遍；宣傳力度不夠，許多人對節能減排認識模糊；人員配備少，專業技術力量薄弱等方面。我國為了對能源的合理開發和利用，并保護人類賴以生存的環境，相繼出臺了節能減排的政策，大力提倡煤化工行業認真貫徹落實政策，一些煤化工企業對節能減排的認知不足。

3.2設備、技術落后，資金投入不足

煤化工企業在落實節能減排過程中，企業受到資金的限制，節能降耗技改投資不夠，技術攻關力度不強，采用新技術、新工藝、新設備不足，監測設備儀器陳舊，計量器具安裝和檢測不規范，相關計量和統計資料不全等。同時，企業還缺少專業的節能減排人才［2］。部分企業生產裝置老化，使用的設備陳舊，生產工藝落后，能耗和排放標準不達標。

3.3制度不健全，管理松散

規章制度、管理機制不健全、不合理，監督力度不強，有制度無監督，執行力度差；管理水平低下，責任分工不明確，人員積極性不高。煤化工企業在節能減排期間，需要投入一定的管理成本，可是一些新設備、新工藝、新材料的更換費用比較高，一些煤化工企業不能支付高昂的管理費用。同時，為了確保節能減排取得良好的成效，需要引進先進的技術和工藝，所以也增加了管理成本。

4　促進煤化工行業節能減排的有效措施

4.1完善煤化工產業節能減排管理機制

煤化工企業要貫徹落實節能減排方針和政策，完善煤化工產業節能減排管理機制，為節能減排的開展提供有利依據［3］。強化單位產品能源消耗限額和污染物排放標準，規范企業能源計量和統計方法。煤化工企業領導要對節能減排予以高度重視，結合企業自身具體情況，制定科學的節能減排指標并監督實施。各級政府應加大對企業節能減排資金的扶持力度，緩解企業的資金壓力。

4.2加大對節能減排人才的培養

企業應加強對節能減排人才的培養，從而使得節能減排取得良好的效果。企業應該定期培訓節能減排專職人員，掌握節能減排的技術和理論知識，熟練企業的節能減排關鍵控制點，通過技術提升和加強管理降低企業能耗和污染物排放。

4.3嚴格執行產業政策，依法淘汰落后產能

嚴格執行《產業結構調整指導目錄（2011版）》和行業相關準入條件，對在淘汰目錄內的產品、產能和生產工藝嚴格按淘汰期限淘汰，新建項目必須符合產業結構調整指導目錄和行業準入條件。排放標準不符合環保要求的要限期停產整改，對整改后達不到標準的要求要依法關停。煤化工是投資密集、技術密集的資源消耗性產業，能源資源的節約和有效利用應成為該行業主要評價指標，國家應建立和規范煤化工行業能耗評價體系及資源綜合利用價值評價規范，提高準入門檻以確保煤炭資源高效利用。

4.4采取先進的設備和技術

企業根據自身的設備和工藝狀況，加強設備改進、優化工藝流程，開發以煤氣化為為基礎的多聯產技術，提高煤炭利用率，降低使用過程的污染排放。實施污染物排放控制與綜合利用技術，盡可能將“三廢”或利用價值不高的其它煤化工代謝產物轉化為各種形式的資源加以利用。如可將廢渣用于筑路、建材等基礎材料使用；提高焦化產品的綜合回收率，并聯產焦爐煤氣、甲醇等潔凈二次能源等。加強能量系統優化，能量平衡及能源品質的梯級利用。積極開拓利用高效余熱回收技術和低品位熱能轉換高品位熱能或電能技術。摸索煤基多聯產高效節能之路，煤基多聯產多對實現能源的梯級利用，減少污染物排放，提高整個系統的綜合經濟效率有獨特的意義。選擇高效節能電器設備，然后對大型節能減排設備電控系統加以改造，對可變負荷電機拖動設備盡量采用變頻控制系統。

5　結語

化工行業飛速發展為國家現代化建設做出巨大的貢獻，煤炭資源是化工行業的主要能源，化工對其的需求量較大。在節能環保政策的作用下，新型的煤化工潔凈能源將取代了石油化工產品，在大力發展煤化工產業過程中，應該將節能環保作為重點。發展煤化工精細化產品是提高能源利用價值的重要途徑，也是煤化工進一步發展的最難突破口，國家應支持和鼓勵企業研發攻關，使煤化工產業持續健康發展。

［1］杜金鵬.煤化工行業節能減排初探［J］.科學與財富，2014 （5）：335～335.

［2］張有國.沒化工產品能耗分析與思考.石油和化工節能，2011（2）.

［3］.工業和信息化部.全國工業能效指南（2014版）.

（1975-），男，云南富源人，學士，工程師，研究方向：工業企業節能降耗。