煤化工工艺过程CO2排放分析及其减排技术

孔德会

（天保中天科技（天津）股份有限公司，天津 300308）

从整体上来看，当前我国很多产业的经营发展过程中都与煤化工产业有着千丝万缕的联系，煤化工在很长一段时间内都将成为我国化工行业的发展重点和热点。因此，着重发展煤化工，针对煤基液体燃料等相关物质进行不断的研发和应用，从而有效推进煤炭液化示范工程建设得到持续稳定的发展，促进我国煤炭深度加工产业不断创新并实现转型升级，这也成为我国国民经济发展的主流方向。而从实践中来看，在煤化工产业的发展过程中也面临着比较严重的CO2排放问题，对此，需要着重针对该类问题进行深入探究，并提出行之有效的减排技术，这有着十分深远的现实意义。

1 煤化工工艺过程CO2排放分析

当前，从实践情况来看，在我国的煤炭产业发展过程中，所呈现出的发展重点就是现代煤化工，在实际的运行过程中，主要是通过煤气化制合成气，然后再结合实际情况对其进行深加工，而有效生成与之相对应的各类型的煤基能源化工品。煤化工工艺在这些产业中都可以作为特别关键的技术，对于煤化工产业发展而言，是基础所在。针对各项煤化工工艺过程CO2排放情况而言，主要体现在以下几个方面。

1.1 煤制甲醇工艺流程中CO2的排放

煤制甲醇工艺流程主要体现在：煤气化、合成气的净化、合成甲醇。在具体的操作环节，煤气化会使得CO2排放量有很大的增长。煤气化主要指的是在煤的气化炉高温作用以及氧气和水蒸气等相关气化剂的气化反应中所呈现出的反应过程，其反应机理特别复杂，CO2生成的反应公式主要体现为：①C+O2=CO2；②CO+H2O=CO2+H2。除此之外，由于整体的气化过程会获取到H2/CO，其摩尔比要比用来合成甲醇的原料气中H2/CO 摩尔比相对来说更小一些，因此针对这样的情况，就需要确保一部分的CO 与水煤气进行变换反应而产生相对应的H2和CO2，在这样的情况下就可以再一次生成CO2。

1.2 煤直接液化工艺过程中CO2的排放

煤直接液化工艺的整个过程中所涉及的基本原理主要体现在把原本固体状态的煤放到高温高压的环境之下，并且和氢气产生相对应的直接反应，在这样的情况下，就可以有效转化成为液体的油品。从相应的反应过程中可以充分看出，氧气是源于煤炭本身的，如果氢气的含量相对比较高，氧气就会在反应之后通过水的形式进行释放，并且产生很少的CO2。

1.3 煤制油间接液化法工艺流程中CO2的排放

把煤间接液化成为石油，所涉及的步骤主要包括三个方面，分别是：煤气化、煤化气合成、精炼。在整个过程中，是煤气化和煤化气有效合成CO2，在煤气化过程产生CO2，这个步骤和煤制甲醇的过程基本上保持一致。与此同时，在煤化气的合成过程中，也会产生与之相对应的CO2生成反应，使其得到充分的释放。例如，经过相对应的反应，有效采取间接液化法生产1t 的液化产品，可以排放CO2约为3.3t。

2 煤化工工艺过程CO2减排技术分析

2.1 有针对性的收集和保存CO2

该减排技术主要是把CO2进行有针对性的收集和分离，并对其进行切实有效的压缩，然后利用加压动力的形式把压缩之后的CO2通过管道的形式输送到地下的深层或者海底，以此充分确保CO2和大气环境能够保持长期的隔离状态，使其在深层次地质结构中有效保存。现阶段，很多煤化工企业往往会把CO2在废弃的地质结构中进行储存，从污染的层面进行分析，该类地质结构对于CO2都有特别理想的隔离性，长期储存的效果更为理想。通过研究和实践可以进一步看出，向废弃油气田注入高压CO2可以使油产量进一步提升，大约在20%。除此之外，因为海底深部的盐水层有特别丰富的金属离子，向内部注入CO2能够确保金属离子与CO2在高压的作用下生成碳酸盐，这样能够进一步隔离和固定好CO2。

2.2 用好CO2循环利用技术

CO2可以在社会、经济等一系列相关方面体现出至关重要的作用和价值，例如，可以有效通过液态CO2气化的过程中与植物能够立刻分离的特征，使其作为效率更高的溶剂进行应用。同时，液态CO2释放出大量的热气，会在固化作用下成为干冰，干冰在多个领域都有着十分显著的应用效益。在煤炭产业发展过程中，进一步有效研发和不断应用CO2新兴技术，所涉及的应用范围主要体现在：用CO2替代N2进行粉煤的密相输送介质技术。粉煤加压气化所涉及的核心技术就是的密相输送技术。密相输送是气力输送中一种特别关键的形式，主要指的是在密闭的管道内输送粉煤，与此同时，在实际的输送环节有效进行加热、干燥、冷却等相应的物理或化学操作。用来粉煤密相输送的气体有N2或CO2，CO2可以替代N2作为粉煤输送的介质，CO2也可以作为气化剂，在具体的输送环节和焦炭进行相对应的化学反应，从而有效生成CO，这样能够在更大程度上有效降低合成气中H2含量，为合成气的后续煤化工加工提供便利的条件。

2.3 切实有效的应用CO2转化技术

CO2转化技术主要是基于CO2本身的化学性质，通过相对应的化学反应使其转化成为其他物质，然后，再资源化的利用该物质，其中最为典型的例子就是绿色植物的光合作用。在植物充分吸收二氧化碳之后，能够生成氧气。在人工技术的范围内，可以通过CO2来有效制作水杨酸、双氰胺、碳酸盐等物质，使其呈现出巨大的应用优势。其中最为典型且十分先进的CO2转化技术主要体现在以下两种：一是把CO2转化为脂类，如碳酸二甲酯等，在转化之后生成的产品，有着特别高的附加值，可以使企业的经济效益得到显著提升。二是把CO2转化成为可以降解的塑料，为人们提供更大的便利。

3 结语

总而言之，在煤化工企业的生产过程中，所涉及的二氧化碳减排技术主要包括：有针对性地收集、保存，并且循环利用CO2，同时对其进行相对应的化学转化。每种方法都有自身的优势和劣势，在具体的运用过程中，要结合实际情况，贯彻落实科学发展观，充分利用CO2循环利用技术中超临界萃取术等相关内容，并对其进行不断的深入研究和应用，由此充分确保CO2变废为宝，在最大程度上实现节能减排，对其进行大规模的利用，有效利用碳氢原子使其转化为油化工产品，进一步提升碳氢原子的经济效益和社会效益，使煤化工企业实现规模化生产和产业化发展，以确保煤化工行业实现可持续发展。