2废气减排分析'> 煤化工CO2废气减排分析

摘要：分析煤化工生产过程中的不同工艺过程排放CO2的情况，并简单分析几种CO2的减排技术。注重通过化学方法转化CO2废气，使其变为具有高附加值的化学产品。这种化学转变技术意义重大，煤化工企业应该加大重视。

关键词：煤化工；CO2；减排

中图分类号：

TB

文献标识码：A

文章编号：16723198（2013）17019401

，现在环境中的温室气体溶度显著增加，全球变暖的趋势变得明显，各个国家正在采取防治措施，因为温室气体中最多的是CO2，所以要控制温室效应就要先减少CO2的排放，要注重开发减排技术。目前我国的煤化工发展迅速，很多公司中的工艺流程是煤制甲醇和煤制油，但是这种工艺流程在运作的过程中会产生大量的CO2废气。煤化工的发展是符合我国煤炭多石油少的结构特点，煤化工的发展可以减轻我国对石油的依赖，使用非常先进的煤炭处理技术和污染治理技术，能够降低废气对环境造成污染。但是在煤化工的发展过程当中，也出现了二氧化碳废气的排放问题。我国是一个能源消耗大国，因此就需要进行节能减排，煤化工在进行生产的同时也需要考虑如何减少CO2的排放。

1煤化工过程中CO2排放研究

1.1直接液化产生的CO2

煤直接液化就是把煤和氢气放置在一起，加压和高温的条件下面发生反应，煤炭就会直接转化为成品油。在煤炭当中含有氧，反应环境中含有很高纯度的氢气，反应生成了水，通过通道排除反应体系。直接液化过程当中产生的二氧化碳比较少，比如说上海神华公司PSU装置上产生的二氧化碳不足百分之二，而该公司在美国的PSU装置上产生的二氧化碳只有0.34%，这就意味着每生产一吨油就会产生两吨的二氧化碳。

1.2间接液化产生的CO2

煤间接液化也就是需要分步进行，先是把煤气化，然后再合成，最后进行精炼。在这三个过程当中，主要是气化和合成这两个步骤会产生二氧化碳，因为在进行气化的时候需要加入氧气和水蒸气。煤炭和氧气反应会生成CO2，CO和水蒸气反应生成氢气和CO2。在这两个过程当中产生了大量的副产物CO2。通过计算可以知道大约每生产1吨的油就会附带3吨的二氧化碳。

1.3生产甲醇过程产生的CO2

煤制造甲醇是一个复杂的过程，其中包括了煤的气化、净化合成气，还有合成甲醇等过程，当共同存在氧气和水蒸气的时候，煤会发生下面的反应：

在甲醇的生产过程当中需要严格控制原料的配比，而煤气化过程当中获得的气体配比不符合需求配比，这就需要一部分的CO通过反应转化为氢气和二氧化碳，这样就可以满足甲醇生产的要求，但是出现了副产物CO2，大部分的副产物都是在对合成气进行净化的时候除去。

1.4生产烯烃产生的CO2

煤制造烯烃其实就是在制造甲醇的过程当中加入一个过程——甲醇制备烯烃。煤制备烯烃过程中主要是煤气化和制备甲醇的过程会产生副产物CO2。因为生产烯烃的时候会产生甲醇，这样就可以按照产生的甲醇来衡量排放的CO2，可以知道每产生1吨的甲醇就会产生2吨的CO2。

至2020年，我国煤制造业的产量能将是每年三千万吨，通过煤生产的烯烃能够达到800万吨，每年通过煤生产的甲醇的产量为六千万吨。通过对各条生产线进行统计分析，如果按照上面的产量计算，将会产生两亿吨的CO2。

2生产工艺改进减排

2.1煤气化技术的选择

煤气化的过程中可以使用CO2来替代N2来进行传输，作为载体的二氧化碳就来自排放的废气，所以用二氧化碳作为载体能够在一定程度上减少CO2的排放。煤和富含氢气的气体共同气化可以提高合成气中的氢碳比例，合成气中的氢碳比例提高能够降低工艺的能量消耗，从而降低CO2的排放。现在很多，煤化工厂把富含氢气的气体直接燃烧，这样就大大浪费了氢气资源，合气技术能够加大对富氢气的利用效率，这样就可以降低工艺流程中产生的CO2。

2.2工艺流程优化改进

对煤化工的工艺流程进行优化改进，充分利用多余的氢能源，这也可以减少CO2的排放。比如说在制备甲醇的过程当中，N2会积累在反应器中，这就会降低反应器的效率。在合成的过程当中还会形成一股驰放气，这样才能够保证合成系统处于动态平衡中。驰放气中含有很多的氢气，一般是进行燃烧处理，这样既浪费了大量的氢资源，可以用膜分离来回收氢气，重复利用，这样就能够降低能耗，从而减少温室气体CO2的排放。

3二氧化碳的减排方法

目前减少CO2排放的方法主要有三种，分别是存储、循环利用术和化学转化。这三种方法中的存储和循环利用并不能够减少排放CO2的总量，只有通过化学方法转化CO2才能够减少排放量，这样才能够生产出附加值高的油代产品。

3.1存储技术

存储技术主要是收集CO2废气，然后进行分离和压缩，然后把它们输送到地下，存储在地壳中，这样就能够和大气隔绝，在一段时间里面减少排放的二氧化碳量。从理论上来说，CO2是可以在一段时间里面被存储在地下，不会和大气混合到一起。向油田里面注入CO2，这样可以提高煤层气的回采率。现在世界上正在研究这种技术的项目有八十多个，目前世界上最大存储CO2的量每年能达到100万吨。这种方法可能带来负面的影响，二氧化碳会形成一个酸性的环境，酸性环境会溶解重金属和污染物，这样水质就受到了严重的污染。

3.2循环利用

CO2的循环利用就是运用它的特性来进行它的循环使用，比如说制作干冰、灭火器等，这些制造技术也较为成熟，而且已经广泛运用。现在比较流行的一种技术是CO2超临界萃取技术，这种技术简单方便。二氧化碳用作超临界萃取剂的时候比较容易获得，而且十分稳定，安全无毒。使用超临界的CO2来代替氟利昂，用二氧化碳制冷的效果要差一点，但是它的制热效果比较好。现在车用二氧化碳空调的技术已经成熟，还有就是使用CO2来代替N2来进行煤粉的运输，一些CO2还可以作为气化剂，这样合成气就更加容易制备甲醇、烯烃等产品。还可以二氧化碳还可以制作煤浆，这是一种全新的能源。煤粉在CO2中的质量分数能够达到百分之七十五，水煤浆中的煤粉含量只有百分之五十。这样运送的煤变多，使用的管道就可以更加细，传输的动力就能够更加少，而且还可以降低对水的需求。

3.3化学转化

化学转化意味着吧二氧化碳转化为其它的物质再进行利用，这样就能够提高氢原子的经济性。比如说通过植物的光合转化CO2，还有把CO2作为原料来制备碳酸盐和水杨酸等。光合作用的效果十分明显，一年植物可以把三百万吨的二氧化碳转化为两百万吨的有机物。这样就保护了大气的环境。使用二氧化碳肥料来种植蔬菜，不仅可以消耗排放的CO2，而且还能够使得植物旺盛生长。现在较为热门的是用二氧化碳制备可以降解的塑料，但是这种方法的效率比较低，这使得不太容易进行大规模生产。使用CO2来制备可以降解的塑料，这样可以保护环境。除了制备可降解塑料，还有一些研究把二氧化碳转变为甲醇、烃类等产品，这样产品的附加值就会变高。

4总结

我国的经济发展迅速，短时间里面排放的CO2变多。通过技术转化CO2，能够从根本上消耗排放的CO2，但是一些技术还存在一定的限制，所以现在还不能够大规模依靠转化技术来消耗排放的CO2。存储技术则能够在很短的时间里面存储大量排放的CO2，而且技术也较为成熟。在煤化工生产的过程中，加大对二氧化碳排放的关注，多植树造林吸收CO2。

参考文献

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