环保理念下的新型煤化工技术分析

＊赵 玮

（哈密职业技术学院 新疆 839000）

前言

尽管我国在世界范围内是煤炭大国，但是煤炭资源归根结底是有限的，并且目前国内社会发展正在采取积极的措施和制度，减少对外的依赖。然而，在发展煤化工产业的同时，环境污染问题不仅没有得到解决反而有着进一步的加深。这就需要相关从业人士在发展新型煤化工技术的同时要将环保理念贯穿其中，加深对环保问题的重视，有针对性地对这方面的矛盾展开进一步研究。

1.新型煤化工发展的意义

煤炭能源化工产业将在中国能源的可持续利用中扮演重要的角色，首先煤炭能源化工的应用会对我国的能源安全的发展起到保障作用，目前我国经济发展的主要方向是资源型，而这样必然会消耗大量的自然资源，尤其是对不可再生资源造成严重的浪费，而新型煤化工技术的崛起显然在一定程度上能够规避和改善这些问题。除此之外，新型煤化技术的研究符合我国的环保政策及需求，加工是我国经济发展过程中最常见的发展途径，而这样的发展模式是以消耗大量社会资源为代价实现的，且随着发展的深化，将会造成严重的自然环境的破坏以及资源的过度消耗，给我国的生态环境造成较大的伤害。除此之外，新型煤化工技术相较于传统煤化工技术最大的优点就是非常环保，新型煤化工技术的应用能够从根本上改变煤炭的转化率以及其结构和质量，从而使产品的附加值得到明显的提高，这样的优化和完善能够从根本上降低煤炭类污染物的排放频率，并使得我国煤炭行业实现可持续发展。

2.新型煤化工技术的特点

新型的煤化工技术是运用化学加工的方式把煤炭转化为其他的化学产品，这一过程主要包括了干馏和气化以及液化等环节，这些环节可以制造出多种化学产品，能够充分满足工业领域对化学产品的需求。运用新型煤化工技术，还可以通过直接液化将煤炭转化为人造石油，以弥补石油资源的 短缺[1]。

新型煤化工生产主要有以下几方面的特点：第一，在生产过程中，需要高温露天作业，这就使得生产过程容易产生大量烟气与粉尘；第二，生产过程中涉及到的易燃易爆以及有毒化学产品比较多，这就对生产过程的安全性有着很高的要求；第三，整个生产规模较大，在目前已经展开了自动化生产；第四，对于生产条件的要求较为苛刻，一般还需要高温高压的反应条件。

在目前，我国的煤化工技术主要应用于合成氨和煤焦油以及甲醇这三个方面，在应用过程中还存在以下几点不足之处：第一，在气化技术研究和创新方面仍然比较缓慢；第二，生产过程的能耗较高，生产效率也比较低，并且会产生大量的污染物会带来许多的环境污染问题；第三，有很多区域的煤化工产业项目仍然出现着重复建设的问题，并且其项目中运用的科技水平也不高。

3.新型煤化工产业的发展现状

随着近年来我国科技水平的不断提升，新型煤化工产业技术和产业也得到了迅速发展，在当前我国的新型煤化工产业规模已经在世界上位列前茅。多项煤炭工业的成功转型升级为新型煤化工技术提供了经验，促进煤化工业的进一步延伸。

（1）煤制油的发展现状。随着近年来机动车数量的不断提升，加剧了对燃油的需求量。依据相关研究和调查来看，国内的燃油需求重大，并且这一趋势还在不断提升，其中煤制油技术的出现，使得国内的燃油需求得到了一定程度上的满足，并且已经建成了数个大型的煤制油项目[2]。

（2）煤制天然气的发展现状。近些年，我国的煤制天然气技术已达到成熟阶段。在煤制天然气技术中，高温甲烷化技术是关键技术。其中，高温甲烷化技术又包括Davy甲烷化与鲁奇甲烷化以及托普索甲烷化这三种技术。在我国的煤制天然气项目当中所使用的装备也基本实现国产化，只有少量设备需要进口，比如高压蒸汽过滤器与循环气压缩机等等。

4.新型煤化工产业贯穿环保理念的发展策略

第一，目前我国是世界上最大的煤炭消费国与生产国，原先传统的煤炭生产技术带来了严重的环境污染。针对这一问题，如何把煤炭资源转换成清洁能源加以利用，成为本领域的重点研究问题。而新型煤化工技术便是解决这一重大问题的重要技术，对此，就要将新型煤化工技术作为发展基础，提升煤炭资源的利用率。

第二，目前我国的煤制油技术和煤制天然气技术以及煤制烯烃技术在世界的煤化工领域当中已是名列前茅。但在煤气化这一领域中，仍然有所缺失。针对于此，就需加强煤气化领域的研究，打破国外垄断煤气化领域的局面。并且，新型煤化工技术也要积极投入到全球化的发展当中，将新型技术与装备输出到全世界[3]。

第三，我国的新型煤化工产业仍然处于发展前期，这时政府在加大支持力度的同时，也要加大把控力度。要以严谨的态度面对产业发展，避免暗煤化工产业的发展方向存在偏差。煤化工项目会涉及到多个专业领域，政府在制定政策时，要注意不同地区与不同煤化工项目间的协调工作，以此来助推煤化工联产技术的发展与应用，使煤炭资源能够得到最大化的利用，这样还有助于避免环境污染问题和资源浪费问题的发生。

第四，在煤化工生产的过程中，会产生许多有害气体和温室气体。因此，在发展新型煤化工产业的同时，也要做出环境保护措施。针对于此，政府也应出台相关政策来严格控制产业的温室气体排放量，通过政策约束来管控新型煤化工产业能够达到环保要求，保障煤化工产业的健康持续发展。

第五，政府要加大对示范性煤化工产业项目的支持力度，发挥出这些项目的示范作用，将这些项目中的环保水平展示出来，为各大工业区提供借鉴和经验学习，有助于推动煤化工产业项目的共同进步。

5.新型煤化工技术中的环保技术和应用对策

(1)硫近零排放技术的应用策略

在新煤化工项目的实施过程中，硫排放的最主要途径可以分为煤炭气化所产生的H2S，另外一个则是煤炭燃烧所产生的SO2，结合目前的实际情况来看，这两种来源的硫化物已经具有相应的脱硫技术来进行净化，气化产生的H2S可以通过低温甲醇洗以及克劳斯硫回收工艺才能使H2S变成硫磺进行回收，煤炭燃烧所产生的SO2则可以通过湿法、半干法以及干法等多种工艺完成脱除，目前大多数学者都已经将研究的重点转移至烟气等多种污染物的协同脱除工艺技术的开发中。

①活性焦烟气脱硫技术

煤化工产业在运行过程中会产生大量的烟气，而SO2气体是烟气的主要成分，结合目前的实际情况来看，一般的煤烟气的成分包括O2、水蒸气、CO2、N2以及其他污染组分SO2、NO4和烟尘等，若没有及时处理SO2气体，就很容易造成空气污染问题与酸雨现象。活性焦具有丰富的孔隙结构，能够有选择性地吸附所需要被剔除的污染物，这也就是利用活性焦脱硫的原理，SO2经过活性焦时会变成硫酸吸附在孔隙中，活性焦的另外一个特点就是具有丰富的官能团，从而使其本身具有很强的催化能力。在烟口温度达到一定高度时，活性胶就能将SO2吸附起来，吸附起来的SO2与O2接触会生成SO3，与水接触后会生成硫酸，留存于活性焦缝隙中[4]。除此之外，活性焦还具有脱硝、除尘等作用，且活性焦本身可以通过再生反应器实现加热再生，并在加热的过程中释放SO2，使活性焦能够重新被应用于脱硫中。

相较于其他净化技术来说，活性焦烟气净化技术不仅脱除效率较高，且对烟气中的污染物没有特殊的要求，能够脱出不同浓度的污染物，且符合国家或地方的排放标准，脱硫效率接近百分之百，除此之外，活性焦烟气净化技术还具有节约水资源的特点，能够从根本上减少企业的水资源消耗。除此之外，烟气排放气温也就是活性焦脱硫、脱硝的窗口温度属于低温，大大减少了人力和物力的消耗，且能够最大化的保障生产的安全。除此之外，活性焦净化技术还可以同时实现脱硫和脱硝，装置紧凑，且占地面积小，活性焦的可循环再生利用也使得整个净化工艺更加符合时代的要求。

②硫回收工艺

运用新型煤化工技术制造丰富的化学产品，将煤炭转化为混合气体便是重要的生产环节。为了提升产品品质，就需要通过净化技术去除混合气中的SO2。硫回收工艺的使用过程：在低温状态下，利用CH3OH吸收SO2，再将SO2生成H2S、SO2与H2S气体的接触生成单质硫，在冷却回收之后便可以生成S。反应的过程中需要催化剂，但从回收工艺出发，催化剂的应用对原料气的纯度提出了较高的要求，所以在实际生产的过程中，往往会选择采用合成气净化方式。硫回收工艺过程中难以避免的会产生尾气排放，这就需要采取其他的尾气无害化处理措施进行处理。低温甲醇洗工艺获得的H2S体积分数为15%～50%，在实际生产的过程中也默认选择使用克劳斯工艺进行硫回收，该工艺的具体步骤为将约1/3的尾气送入高温燃烧炉，然后通入足量的空气后进行燃烧，使得所有的H2S转化为SO2，然后将这部分气体的剩余部分通入催化转化反应器中使其发生氧化还原反应，通过串联的 2～3级反应器，就生成液态硫。液态硫经过冷凝器后生成副产品硫磺，硫磺可作为终产品进行产品销售。

③硫近零排放的技术优势

第一，在应用活性焦技术时，虽然前期需要较大的投资成本，但由于这一技术有着较广泛的适用范围，能够有效去除多种污染物，与单独脱除技术比起来，有着明显的应用优势。并且，在应用活性焦技术时不需投入大量的原料，并且对空间的要求也比较小，在应用过程中能够为企业节约大量的资金投入。

第二，有助于节能减排目标的实现。硫回收工艺与活性焦技术的应用能够起到烟气净化的作用，并且可以合理利用资源。在完成净化工作后的活性焦还可以继续成为水吸附剂，对其他杂质进行吸附清理。针对尾气排放问题，也可以通过净化装置来解决，不需要其他复杂的净化装置。这样就能做到废弃物与污染物的回收和再利用，促进能源发展与企业经济发展。

④存在问题及建议

活性焦在生产中应用时除了会产生大量的SO2外，还会产生CO2以及H2O等副产物，这些副产物是否会对SO2或者是H2S的反应产生影响将会成为接下来的研究方向。同时，在硫回收工艺应用过程中，原有的硫回收工艺设备能够满足新工艺的要求，以及为满足新工艺的要求应该如何对设备的参数进行调整。除此之外，目前高校或其他研究机构并没有将研究的重点放在多种精华工艺的联合上，且国家相关部门并没有加强对该方向的重视，该方向的资金投入以及科研的开发还有待加强。最后，收到科学技术的限制以及发展经验的缺乏，现阶段我国对于净化工艺以及联合工艺的研究并不深入，且可以参照的对象有限，缺乏有效的应用示范，从而使得煤化工企业接受此种工艺还需要一个适应的过程，只有在适用中不断地优化和完善，才能够切实实现我国煤化工行业的进步和发展。

(2)工业废水零排放技术的应用策略

①应用工业废水零排放技术的必要性

当前我国的经济发展已经进入了新的发展阶段，不仅要重视经济的发展，同时也要注重生态环境与资源的保护。因此，就需要采取有效措施来解决污染问题。由此可见，工业废水零排放技术的应用是非常重要的，能够提升环境保护水平，是保障生态环境平衡的有效途径。这一技术的应用可以为社会群众创设高质量的生活环境。

②工业废水零排放技术的改进思路

在当前，工业废水零排放技术仍然存在废水水质特点分析不明确和水源保障不足的问题，这些问题的存在严重制约了废水零排放技术的发展与实施应用。针对于此，就需要做出技术改进。

第一，要加大技术研究力度。政府和相关企业部门要加大科学技术的研究与创新。同时要加大技术研究的重视力度，认识到专业人才不足给工业废水零排放技术带来的制约影响。政府和相关企业部门要加强人员培养，根据实际工作情况，有针对性地展开专业培训，提升从业队伍的专业性，以此来推动新型煤化工产业的进步[5]。

第二，完善技术设施。在应用化工废水零排放技术时，配套设施的不完善也是导致技术难以得到充分应用的主要原因。对此，就可以从以下两个方面出发：首先，政府和相关企业部门要加大资金投入，为其提供配套设施；其次，技术人员要实施把握设施的运行情况，做好设备检查工作与维修工作，保障技术的顺利实施。

第三，合理选择技术措施。在新型煤化工生产的过程中，大量废水的排出是难以避免的，由于废水中含有多种化学物质，想要有效处理废水，就必须做好废水成分的准确分析，只有这样才能选取适合的废水零排放技术。从这一角度上来看，结果分析的准确性是非常重要的，这就需要先进技术的应用来提升结果分析的可靠度。在废水零排放技术的应用过程中，可以采用生物接触氧化法与沉淀法来处理废水中的物质。此外，企业也要促进产业结构的优化升级，以此来降低废水的排出量，从源头上减少废水排放才能真正达到废水零排放的环保目的。

6.结论

我国的新型煤化工产业不论是技术还是发展规模都位居于世界前列，取得了较好的运行效果。然而，在发展技术的同时也要注重环境保护，将环保理念始终贯穿于技术发展与创新当中，只有这样才能促进新型煤化工产业的可持续发展。因此，未来的新型煤化工产业在发展过程中，要加大对新技术的积极研发，不断创新和优化原先的产业结构，确保新型的煤化工项目能够达到环保标准，积极响应环保理念。