郭銳(山東能源棗礦集團(tuán)物流中心,山東 棗莊 277000)
所謂低碳,指的是對于以二氧化碳為主的溫室氣體的比較低的排放。伴隨著經(jīng)濟(jì)的快速增長、人口的迅速增多,世界氣候的問題也越來越嚴(yán)重,因二氧化碳的高排放量導(dǎo)致的臭氧層破壞、全球變暖等問題嚴(yán)重影響到了自然環(huán)境,并且也給人類的身體健康產(chǎn)生了不利影響。因此,從低碳的角度出發(fā)來給煤化工產(chǎn)業(yè)的發(fā)展來提供指導(dǎo)具有十分重要的意義。
我國的煤炭產(chǎn)量大約是世界煤炭總產(chǎn)量的百分之四十,儲量是世界煤炭儲量的百分之十左右。目前,我國的褐煤主要分布于云南、內(nèi)蒙古東部、黑龍江東部等地區(qū),約占煤炭總儲量的百分之六;低變質(zhì)煙煤主要分布于陜西、新疆等地區(qū),約占煤炭總儲量的百分之五十;中變質(zhì)煙煤主要分布于華北,約占煤炭總儲量的百分之三十;高變質(zhì)煤主要分布于貴州、四川等地區(qū),約占煤炭總儲量的百分之十五。
作為我國的生產(chǎn)生活當(dāng)中的重要能源之一,煤炭也是我國很多化工產(chǎn)業(yè)的主要原料。煤化工產(chǎn)業(yè)是利用相關(guān)化學(xué)技術(shù)將煤炭轉(zhuǎn)變成相應(yīng)的化工產(chǎn)品、石油燃料,對固體、液體、氣體這三個不同的轉(zhuǎn)化形態(tài)分別采用煤焦化、煤液化、煤氣化的技術(shù)來進(jìn)行。在對煤通過殼牌、德士古等工藝進(jìn)行氣化時,煤當(dāng)中的可燃物由于高溫以及氣化劑的作用轉(zhuǎn)化成可以被用于工業(yè)燃?xì)狻⒒ぴ蠚庖恍┬》肿踊衔?。在進(jìn)行煤焦化技術(shù)時,在生產(chǎn)焦炭的同時還有焦?fàn)t氣、粗苯、煤焦油等產(chǎn)物,其中輕組分可作為化工原料,重組分可作為針狀焦等的原料或重液體燃料。
當(dāng)下,隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展,我國對于煤炭的需求量也越來越大。在少油、多煤、缺氣這樣一種情況下,如何更好地保證煤炭資源的合理、經(jīng)濟(jì)、高效地利用,是我國目前高度關(guān)注的問題。作為含碳量最豐富的化石能源,煤炭在進(jìn)行發(fā)電或者是用于化工原料時,必然會產(chǎn)生大量二氧化碳,怎樣減少煤化工產(chǎn)業(yè)中的碳排放,使其做到低碳化生產(chǎn),是一個迫切需要解決的課題。
在煤電行業(yè)當(dāng)中,提升發(fā)電時的能量轉(zhuǎn)化的效率以及對二氧化碳的捕捉收集能力,是達(dá)成煤的低碳化運用的最主要方式。超超臨界發(fā)電技術(shù)的發(fā)展有效地提高了原料煤的利用效率,在我國也受到了越來越廣泛的推廣,目前很多超超臨界機(jī)組已經(jīng)取代了傳統(tǒng)的小電廠,使得每千瓦時的煤耗量大大減少。
根據(jù)我國目前的實際情況,要想保證煤炭的分級以及高效利用,必須要走高能效多聯(lián)產(chǎn)、煤化工與冶金等產(chǎn)業(yè)共生的線路。
2.2.1 高能效多聯(lián)產(chǎn)。多聯(lián)產(chǎn),是指將各個煤化工工藝路線、其他工業(yè)過程實行聯(lián)合生產(chǎn),從而提升其效率以及效益。煤包含了碳、氫等多種元素,具有復(fù)雜的化學(xué)結(jié)構(gòu),如果將其全部作為燃料使用就會導(dǎo)致對價值較高的資源的浪費,并且還會使碳的排放量增多。因此,煤最佳的使用方式是進(jìn)行分級利用。對于其中價值高的組分可以用來進(jìn)行高附加值的煤化工產(chǎn)品的生產(chǎn),焦炭等部分可以用來進(jìn)行冶煉和作為燃料。
2.2.2 多產(chǎn)業(yè)共生。一方面,要實現(xiàn)煤化工與石化產(chǎn)業(yè)的有效結(jié)合,原油的重質(zhì)化、劣質(zhì)化是石油化工當(dāng)中的主要問題之一,對于這些油品可以通過加氫的方式對其質(zhì)量進(jìn)行改進(jìn)。在煤制氫的技術(shù)當(dāng)中主要運用到的是用煤氣化來制氫。除此之外,延遲焦化技術(shù)也受到了廣泛的運用。另一方面,要實現(xiàn)煤化工與冶金、建材、能源產(chǎn)業(yè)的有機(jī)結(jié)合。煤炭可以使礦石里的氧化鐵還原成生鐵,并且可生成一氧化碳來作為煤化工或發(fā)電企業(yè)的原料,進(jìn)行甲醇、氫氣等的生產(chǎn)。
2.2.3 控制二氧化碳的排放
目前我們可以通過產(chǎn)業(yè)鏈來控制二氧化碳的排放,主要包括:1、選擇低碳產(chǎn)品。單位產(chǎn)品生產(chǎn)當(dāng)中,碳的排放量是不盡相同的,我們在對使用功能、附加值具有相似性的產(chǎn)品進(jìn)行生產(chǎn)時,可以選擇碳排放量比較低的產(chǎn)品。2、三烯、三苯的生產(chǎn)。通過三烯、三苯可以合成橡膠、藥品、塑料等各種具有高附加值的產(chǎn)品。目前我國的三烯和三苯的需求還有很大缺口,大力發(fā)展煤制甲醇并在此基礎(chǔ)上制造三烯、三苯不但能減少石油的消耗,同時也能彌補(bǔ)我國的能源缺口。3、煤氣化生產(chǎn)甲烷。煤制天然氣的水耗每噸僅為6噸水左右,且制天然氣的過程著排放的二氧化碳也比較少,通過管道運輸?shù)姆绞絹磉M(jìn)行輸送也在很大程度上緩解了交通的壓力。4、煤制乙炔。采用氫等離子體爐可以由煤粉直接合成乙炔,并且在這個過程當(dāng)中能減少電耗以及廢氣廢渣等的產(chǎn)生,因此煤制乙炔的技術(shù)也受到了很大的關(guān)注。
從2012年下半年起,由于煤炭價格的下跌,使得原油和煤炭的價格比擴(kuò)大,煤炭和原油價格上的差異導(dǎo)致煤炭作為原材料的成本優(yōu)勢進(jìn)一步提升,煤化工的經(jīng)濟(jì)性也慢慢顯現(xiàn),得到了迅猛的發(fā)展。只有切實貫徹低碳理念,保證煤化工產(chǎn)業(yè)的低碳化,才能適應(yīng)當(dāng)下的環(huán)保要求,真正實現(xiàn)煤化工產(chǎn)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。
[1]金涌,周禹成,胡山鷹.低碳理念指導(dǎo)的煤化工產(chǎn)業(yè)發(fā)展探討[J].化工學(xué)報,2012,01:3-8.
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