煤化工工艺中二氧化碳减排技术

巩 旭（北京众联盛化工工程有限公司太原分公司，山西太原 030006）

煤化工工艺中二氧化碳减排技术

巩 旭
（北京众联盛化工工程有限公司太原分公司，山西太原 030006）

煤化工产业在我国工业经济中占据重要地位。近年来，伴随社会经济不断发展，对煤化工产品需求也在持续增长，而这也对煤化工工艺有了更高要求。不仅要保证煤化工产品质量，还需重视生产的环保，尤其是二氧化碳（CO2）的减排。从煤化工生产中CO2的排放情况出发，对煤化工工艺中CO2减排技术进行系统分析。

煤化工艺；二氧化碳；减排技术

我国是当前世界第二大经济体，在市场经济深入发展的形势下，对煤炭等能源及相关产品的需求不断提高。伴随现代科学技术的发展，我国煤化工工艺取得了很大进步，在产量、质量上均得到大幅提升，这也大大促进了煤化工行业的发展。但生产中CO2排放在较大程度上制约了煤化工行业的可持续发展，所以，有必要探讨煤化工工艺中CO2减排技术。

1　煤化工生产中CO2的排放

当前，主要在这几个煤化工工艺中会排放CO2：（1）煤制甲醇，在该生产工艺中，一般要经过煤气化、合成气的有效净化及甲醇的合成等过程，其中以煤气化中的CO2产生最多，原因在于煤炭在H2O、O2一同存在状态下出现燃烧反应而产生CO2和H2，而H2乃甲醇合成不可或缺的一个原料，除极少部分CO2应用到甲醇合成中，绝大部分在合成净化中被排放。有数据显示，生产1t甲醇会排放2～2.5t的CO2［1］。（2）煤炭液化，现阶段在高压、既定温度状态下可将固态煤和H2反应转变成液体油品，这就是煤炭液化工艺。相对而言，该工艺中的CO2排放量较少，据估计产出1t液化油品会排放1～1.5t的CO2。

2　煤化工工艺中CO2减排技术

2.1收集保存技术

收集保存是当前煤化工艺中应用相对较多的CO2减排技术，就是将CO2统一收集后，再进行分离、压缩，然后把压缩后的CO2通过专用管道输送到地下深层，最终实现CO2和大气的长期性隔离，妥善保存在地下深层。

近年来，包括我国在内的煤化工生产企业把CO2储存到无法长远使用或废弃的地质结构中，譬如：已全部开采完的天然气、石油井中或无开采价值的煤层。采取此种技术将CO2长期隔离。从研究情况看，向废弃油气田存入高压CO2能够提升油气的回采率，实践数据显示，可提升大约20%的产量。另外，因海底深咸水层中有丰富的金属离子，在此存入CO2能够和各种金属离子在高压下形成碳酸盐，进而更好地隔离和存储CO2。当前，美国、加拿大等西方国家开始探索在深海域注入CO2合成固态的水合物［2］。

2.2再利用技术

随着现代煤化工技术和工艺的发展，煤化工生产企业可基于CO2的化学性质对其再开发利用。现阶段，CO2最为常见的再利用技术有灭火器物质、食品添加剂等方面。此外，在干粉煤的运输中会应用CO2替代以往的N2，液态煤浆生产中会用CO2代替水生产技术也有广泛的应用，这在较大程度上可减少煤化工工艺中的CO2排放。

在CO2再利用方面，超临界萃取技术是当前国内外最为热的一个研究课题。这些技术在应用操作上相对简单，分离、回收的过程也较为简单、运作时间较短、萃取效率高。CO2属于一种超临界萃取剂，化学性质稳定、易达到临界要求，且安全、经济、获取较便捷等特点。有很广的应用空间。

2.3化学转化技术

在煤化工工艺中可充分考虑到CO2特殊化学性质，通过化学技术将它转变成其他物质，再投入利用，进而实现对碳氢原子经济效益的应用，这一过程就是CO2化学转化［3］。植物光合作用本质上就是化学转化。现阶段，相对成熟的化学转化技术就是用CO2生产碳酸盐、硼砂、双氰胺、对烃基等化工产品。

近年来，在国内外CO2化学转化技术中，应用CO2制造降解塑料是一个热点。该项技术仅仅在发达国家，譬如：日本、韩国、英国、美国等才实现了规模化生产，因受合成效率低、成本高等因素的影响，当前国内对该项技术的研究还处在小量生产层面。当前，国内高校、研究机构正对此项技术进行积极研究。该项技术的应用有着重要社会和环保效益，应加大高效率合成催化剂的研究力度，如此才能真正实现CO2可降解塑料的规模生产，进而最大限度减少煤化工工艺中的CO2排放。

除了以上转化技术之外，还可应用CO2催化生产最为基本的化工原料。现阶段，最为常见的催化合成技术主要有应用CO2生产甲醇、烃类、酯类等，此类产品有很高的附加值，所以在此方面还需深入研究。

3　结束语

均衡经济、社会及环境效益，重视环境生态保护，是新时期经济发展的根本要求。在经济全球化日益推进的今天，为充分满足社会经济建设和国家战略需要，煤化工工艺的发展已是一个必然趋势，而CO2减排问题是当前煤化工行业面临的新挑战，在改进煤化工工艺，推进煤化工发展同时，必须进一步加大CO2减排技术研究，尤其是在CO2采集保存、再利用、化学转化生产等方面，确保煤化工行业既可满足国家能源资源需求，还可达到节能减排、绿色生产目的。

［1］ 门凯姝.煤化工工艺过程中CO2的减排措施探讨［J］.中国化工贸易，2013（4）：361.

［2］ 丁雨.煤化工产业中工艺过程的二氧化碳排放与节能减排技术［J］.科技与生活，2012（7）：112.

［3］ 王秀国，马磊，杨丽霞.煤化工产业节能减排技术的创新及应用［J］.中国环保产业，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

巩旭（1984—），男，山东淄博人，助理工程师，主要研究方向为煤化工工艺管道设计。