衛(wèi)立功，孫東峰

（1.江蘇索普工程科技有限公司，江蘇鎮(zhèn)江 212000；2.鎮(zhèn)江迪賽爾工程設(shè)計(jì)有限公司，江蘇鎮(zhèn)江 212000)

面對市場對于煤化產(chǎn)品、煤炭資源需求量的不斷增加，社會對煤化工工藝的要求在不斷增加。作為不可再生能源的煤炭，如果不完全燃燒，就會釋放非常多的碳硫污染物，破壞生態(tài)系統(tǒng)的平衡。有數(shù)據(jù)顯示，國內(nèi)雖然有著世界上儲備最豐富的煤炭資源，不過整體利用率相對較低，無法完全燃燒成了常態(tài)。為了體現(xiàn)與順應(yīng)可持續(xù)發(fā)展理念，就必須做好煤化工工藝的開發(fā)和研究，處理好二氧化碳減排技術(shù)，發(fā)揮減排技術(shù)價值。

1 煤化工生產(chǎn)中的二氧化碳來源

1.1 煤制甲醇

在用煤炭生產(chǎn)甲醇的過程中，需要用到氣化與合成氣凈化等步驟。在這個過程中會產(chǎn)生很多二氧化碳。在同時存在水與氧氣的環(huán)境下，煤炭能夠充分燃燒[1]。在燃燒中總共有兩種化學(xué)反應(yīng)。第一種煤炭和氧氣在化學(xué)作用下生成二氧化碳。第二種一氧化碳和空氣中的水分反應(yīng)生成氫氣與二氧化碳。甲醇合成中，氫氣是必不可少的介質(zhì)。要讓水跟一氧化碳進(jìn)行充分反應(yīng)，生成二氧化碳與氫氣。以上兩個主體反應(yīng)最后就會產(chǎn)生二氧化碳，當(dāng)然也會有一些甲醇生成。剩下的就會排放到室外，形成嚴(yán)重污染。有資料顯示，1t甲醇的合成往往需要2t二氧化碳的排放。

1.2 液化

在煤化工中，煤制油二氧化碳主要發(fā)生在液化過程中，液化中氫氣與煤炭高溫反應(yīng)，變成液體油，此時煤炭能夠提供相應(yīng)的氧氣，在和人工加入的氫化劑作用中發(fā)生變化，導(dǎo)致氧氣濃度在水蒸氣蒸發(fā)的同時不斷降低，此時二氧化碳的產(chǎn)率也會一起下降。有資料顯示，液化環(huán)節(jié)1t液化油的生產(chǎn)排放的二氧化碳達(dá)到了2.1t。

1.3 間接液化

該步驟說的是精煉提純、煤化氣合成、煤化氣。其中煤化氣合成與煤化氣是最主要的二氧化碳來源。按照液化的條件可以了解到，水蒸氣與氧氣都是煤液化主要反應(yīng)氣化劑，在下述四個流程中發(fā)生變化。第一個流程水媒體變化。該過程中，水和一氧化碳反應(yīng)生成氫氣與二氧化碳。第二個流程鐵基催化劑F-T反應(yīng)，該過程中，催化劑會讓氫氣與一氧化碳會生成乙炔和二氧化碳。第三個流程甲烷反應(yīng)，氫氣與一氧化碳生成二氧化碳和甲烷。第四個流程歧化反應(yīng)。在反應(yīng)中，一氧化碳變成了二氧化碳與單質(zhì)碳。有資料顯示，間接液化過程中，液化流程二氧化碳釋放量能夠達(dá)到1t。

1.4 煤制烯烴

該反應(yīng)是煤制甲醇深化反應(yīng)，需要用到凈化合成氣、煤氣化、甲醇合成與甲醇制烯烴總共四個步驟。這一反應(yīng)實(shí)際上是對各種各樣的氣化劑互相干預(yù)得到的反應(yīng)，有著比較復(fù)雜的流程。有資料顯示，用這個工藝每生產(chǎn)1t的甲醇，最起碼要排放二氧化碳2t。如果以烴的生成條件來看，1噸烴要排放二氧化碳6t。

2 焦化工藝

煤炭工業(yè)中的焦化是常見技術(shù)手段，能夠生產(chǎn)出高附加值產(chǎn)品。這種技術(shù)不僅對于煤炭行業(yè)意義重大，同時對于其他附屬行業(yè)發(fā)展同樣也有很大意義和作用。該技術(shù)近些年貫徹我國可持續(xù)發(fā)展追求，朝高環(huán)保性、低成本方向發(fā)展[2]。煤炭液化是比較常見的技術(shù)，雖然當(dāng)前國內(nèi)還沒有完善的技術(shù)條件。不過從其趨勢可以看到，其未來有巨大發(fā)展?jié)摿Γ俏磥淼闹攸c(diǎn)發(fā)展方向。

3 碳交易應(yīng)對策略

碳交易中有這樣兩個點(diǎn)需要充分考慮。首選是交易前如何應(yīng)對生產(chǎn)分配。一方面要結(jié)合國家實(shí)際發(fā)展?fàn)顩r，做好配額生產(chǎn)。另一方面則是當(dāng)前國內(nèi)并沒有完善的煤化工項(xiàng)目工藝，配置不夠成熟。許多內(nèi)容甚至無法達(dá)到國家標(biāo)準(zhǔn)。對此國家需要對行業(yè)情況給予相應(yīng)支持和政策幫助。要結(jié)合企業(yè)實(shí)際狀況制定配額條件。企業(yè)過渡期間需要做好技術(shù)創(chuàng)造和發(fā)展，提高生產(chǎn)效能。生產(chǎn)中控制二氧化碳排放量。結(jié)束過渡期以后，要確保生產(chǎn)環(huán)節(jié)能效與二氧化碳排放標(biāo)準(zhǔn)、能力契合國家要求，逐漸控制二氧化碳排放。

4 煤化工生產(chǎn)流程

4.1 選擇合適的煤氣化工藝

煤氣化的時候，應(yīng)用二氧化碳作為生產(chǎn)傳輸介質(zhì)，二次利用廢氣，能夠很好地控制二氧化碳的排放量。富氫氣體與煤的共同氣化能夠有效提高合成氣碳?xì)浔壤鉀Q二氧化碳過多的排放量和能量損耗。合氣技術(shù)的應(yīng)用，能夠保障氫氣的利用率得到最大化，有效控制二氧化碳的排放。

4.2 煤化流程與工藝的改造

相較于其他工業(yè)的生產(chǎn)流程，煤化工二氧化碳多發(fā)生在直接排放與間接排放過程。比如生產(chǎn)、供電、供熱、設(shè)備泄漏、化石能源轉(zhuǎn)換中出現(xiàn)的二氧化碳。為了減少二氧化碳排放，就必須做好煤化工流程與工藝改造工作，發(fā)揮冗余氫氣價值，解決二氧化碳的過多排放問題，實(shí)現(xiàn)變廢為寶目標(biāo)。比如甲醇的制取，制備中，反應(yīng)器中會積存大量氮?dú)?，而這種現(xiàn)象會干擾到反應(yīng)效率。所以合成中需要適當(dāng)?shù)胤诺粢恍怏w，讓其中反應(yīng)實(shí)現(xiàn)動態(tài)性的平衡。放氣直接燃燒會損耗大量氫氣能源，此時需要用膜分離技術(shù)進(jìn)行氫氣回收，重復(fù)利用、循環(huán)利用氫氣，減少損失，避免能耗浪費(fèi)，最大化效益。

5 煤化工二氧化碳減排技術(shù)

5.1 收集保存二氧化碳

該技術(shù)能夠充分收集煤化過程中產(chǎn)生的二氧化碳，隨后用相應(yīng)的技術(shù)壓縮與處理二氧化碳，將其送入海底。這樣就能夠把二氧化碳和大氣環(huán)境隔離。當(dāng)前國內(nèi)煤化工生產(chǎn)中，大多都會將煤化工二氧化碳存儲到長期沒有使用的計(jì)劃地質(zhì)，比如開采后的油田、深海地帶和開采成本高的區(qū)域。有資料顯示，向開采后油田注入二氧化碳，不僅能夠解決當(dāng)前二氧化碳對環(huán)境的污染問題，同時還能夠提高油田產(chǎn)量穩(wěn)定性，對油田回采有很大的幫助。當(dāng)然這種方法雖然是比較妥當(dāng)?shù)氖侄?，但仍要注意該方法存在很大的危險，要妥善處理作業(yè)過程。

5.2 循環(huán)利用二氧化碳

處理二氧化碳的過程中，除了可以把二氧化碳放到深層地質(zhì)、深海當(dāng)中，還要發(fā)揮其物理性質(zhì)優(yōu)勢，循環(huán)利用。比如目前常見的循環(huán)技術(shù)如食品添加劑、滅火器制作等。另外還可以發(fā)揮二氧化碳的填充氣體作用，使用在各種工業(yè)生產(chǎn)體系。循環(huán)使用二氧化碳最受關(guān)注的莫過于超臨界萃取，該技術(shù)操作簡單，時間少并且萃取效果好。作為萃取劑的二氧化碳，不僅有著良好的穩(wěn)定性，并且操作比較安全，能夠極大地提高超臨界萃取成功率，可以大力推廣。

5.3 二氧化碳轉(zhuǎn)化

二氧化碳有著十分獨(dú)特的化學(xué)特性，應(yīng)用化學(xué)手段將二氧化碳變成其他物質(zhì)，能夠使經(jīng)濟(jì)效益最大化，完成對碳?xì)湓拥某浞掷?。這一過程就是二氧化碳化學(xué)轉(zhuǎn)化。當(dāng)前比較成熟的轉(zhuǎn)化技術(shù)就是把二氧化碳制作成對烴基苯甲酸、雙氰胺、硼砂、水楊酸、碳酸鹽。

轉(zhuǎn)化二氧化碳的研究方面，國內(nèi)外一直比較關(guān)注的是可降解塑料，當(dāng)然目前來看，只有少數(shù)國家具備年產(chǎn)萬噸以上的能力。國內(nèi)只能達(dá)到每年千噸。該技術(shù)的研究在環(huán)境保護(hù)中體現(xiàn)出了巨大的價值。我國有必要加強(qiáng)這方面的研究投入，不斷擴(kuò)大生產(chǎn)規(guī)模與能力，以更好地保護(hù)環(huán)境，提高人們生活水平與質(zhì)量。除此之外將二氧化碳當(dāng)作催化劑也是比較常見的，其附加價值很高，但為了更好地使用需要進(jìn)一步研究，從而發(fā)揮催化劑價值。

6 結(jié)語

從本文的分析可以看到，為了助力社會穩(wěn)定發(fā)展經(jīng)濟(jì)，協(xié)調(diào)社會發(fā)展與進(jìn)步關(guān)系，就必須做好生態(tài)環(huán)境保護(hù)工作。其所應(yīng)對的是社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展追求。在我國工業(yè)體系、工業(yè)生產(chǎn)中，煤炭行業(yè)是很重要的部分。為了適應(yīng)社會多樣化趨勢，就必須做好煤化工工藝研究。發(fā)展中尤為重要的就是做好二氧化碳減排。二氧化碳減排能夠讓環(huán)境保護(hù)工作變得更加順利，助力我國社會穩(wěn)定發(fā)展和建設(shè)。