低碳時代下的綠色煤化工

郭鵬程（浙江省上虞城南中學(xué)，浙江 紹興 312300）

低碳時代下的綠色煤化工

郭鵬程（浙江省上虞城南中學(xué)，浙江 紹興 312300）

煤炭等燃料的應(yīng)用十分廣泛，而且我國是煤炭儲量大國的同時也是消耗大國?，F(xiàn)階段正大力發(fā)展化工產(chǎn)業(yè)，煤炭化工在我國化工中占了很大的比例，也對于帶動經(jīng)濟的發(fā)展起了很大的作用。煤化工在生產(chǎn)過程中會消耗大量煤炭資源，因此，讓煤化工綠色可持續(xù)的發(fā)展至關(guān)重要。低碳就是指以一種較為環(huán)保的方式發(fā)展化工產(chǎn)業(yè)，減少能源本身及生產(chǎn)過程中帶來的污染。本文主要講述的就是在煤化工污染嚴(yán)重且能源隨時可能有危機的情況下，如何將傳統(tǒng)煤化工與現(xiàn)代綠色低碳時代下的要求進(jìn)行有機結(jié)合，考慮用綠色與低碳的方式走出傳統(tǒng)煤化工的新道路。

綠色;低碳;煤化工

工業(yè)革命帶來的福音是顯而易見的——提高了原料的利用率。然而不成熟的技術(shù)帶來了化石燃料的不完全利用，導(dǎo)致環(huán)境污染加劇。低碳[1]早已不是陌生的詞匯，隨著時代的發(fā)展，煤等化石燃料的用途越來越廣泛，而不合理和不完全利用化石燃料造成污染的后果也越來越嚴(yán)重，在低碳時代下，煤化工需要綠色的發(fā)展。

1 我國煤化工的現(xiàn)狀

煤化工是指將煤炭轉(zhuǎn)換為氣體、液體和固體產(chǎn)品或半產(chǎn)品，而后進(jìn)一步加工成化工、能源產(chǎn)品的工業(yè)。其中主要包括焦化、電化學(xué)、煤氣化等。隨著世界石油資源不斷減少，在未來，煤化工有著廣闊的前景?，F(xiàn)代煤化工企業(yè)生產(chǎn)應(yīng)用煤炭能源主要包括煤的氣化，液化，干餾以及焦油加工和電石乙炔化工等。

自從工業(yè)革命以來，煤炭等能源的需求量大大增加，各種高效利用煤炭能源的技術(shù)不斷革新，能源的利用率不斷提高，同時造成的污染也越來越嚴(yán)重，整個世界都陷入了能源利用高效而又高污染的問題之中。我國是世界上煤炭能源儲量最多的國家，占世界儲量的40%左右[2]。儲量雖然很多，但是卻不能高效而且少污染的利用。往往是做到高效就會大量排放污染物危害空氣、水源，要不就是污染少卻效率不高。

現(xiàn)在的煤化工產(chǎn)業(yè)處于青黃不接的局面，傳統(tǒng)的技術(shù)已經(jīng)不能適應(yīng)現(xiàn)在低碳和綠色的要求，如何改變能源利用率低效與高污染的問題成了亟待解決的問題。煤化工是我國化學(xué)工業(yè)重要的一部分，煤化工生產(chǎn)過程必然產(chǎn)生大量的碳排放。所以，在低碳時代下，我國要實現(xiàn)從傳統(tǒng)煤化工到綠色煤化工的轉(zhuǎn)變

2 綠色煤化工的概念

綠色煤化工是指在進(jìn)行煤化工的各個環(huán)節(jié)都保證綠色無污染。從原材料綠色到生產(chǎn)的產(chǎn)品綠色，并且保證在生產(chǎn)的環(huán)節(jié)中產(chǎn)生的污染都處理得當(dāng)。綠色理念貫徹始終，通過一系列的手段達(dá)到低排放，低污染的目標(biāo)。

3 綠色煤化工的發(fā)展

因為人類對煤炭能源的利用不斷增加，導(dǎo)致環(huán)境受到破壞，于是便提出了綠色煤化工的概念。通過從源頭，過程，結(jié)果的嚴(yán)格把關(guān)，層層步驟嚴(yán)控排放，解決現(xiàn)今煤化工的污染問題。爭取做到低投入，低排放，高回收。

3.1 煤化工原料綠色

煤化工的主要能源是煤炭，煤炭的來源是從煤礦中方開采而來，現(xiàn)在的企業(yè)大多直接利用煤炭，或是只進(jìn)行簡單的加工就使用煤炭，這種做法其實違背了可持續(xù)發(fā)展的原則，對于生態(tài)環(huán)境的破壞十分大。首先，在煤炭初級生產(chǎn)加工的過程中，必然會產(chǎn)生大量殘渣，大多是有毒有害且不可回收再次利用；再者，只是對煤炭進(jìn)行簡單的初級加工也許并不一定就能提高原料的利用率，可能還會因為不正確的操作導(dǎo)致原料的不必要損耗，以致高投入低產(chǎn)出，于情于理都不合適。

3.1.1低碳技術(shù)[3]處理原料

運用一定的技術(shù)獲得低碳的能源與經(jīng)濟的技術(shù)手段，都可以稱為低碳技術(shù)。簡單來說，就是使能源利用率提高，使可能造成高污染的能源轉(zhuǎn)化為較為清潔的低碳能源。

對于煤炭等能源，運用低碳技術(shù)，將其中的雜質(zhì)剔除出來，對煤炭原料處理后就可以獲得相對清潔的能源。對于現(xiàn)如今大多煤化工企業(yè)來講，做到轉(zhuǎn)化清潔能源并不困難。一：利用物理或化學(xué)方法先將煤炭轉(zhuǎn)化成比較清潔的能源，比如簡單的處理，利用煤的干餾來獲得甲醇、甲烷、苯等基本原料。以陜煤化集團(tuán)為例，該集團(tuán)將粉煤干餾熱解技術(shù)和煤焦油加氫技術(shù)完美的結(jié)合起來，對于原料的利用率大大提高，做到了原料綠色化。二：獲得初級原料后要進(jìn)行提純，將各種原料分離，分類，對于使用后碳排放較多的一類要尤其注意。將易氧化的物質(zhì)可以先用固化劑固定，等到需要使用時再立即使用，避免因保存不當(dāng)導(dǎo)致原料對環(huán)境的污染。三：處理好原料后應(yīng)該進(jìn)行的是對原料預(yù)測，思考經(jīng)過處理后的原料使用后對環(huán)境的影響，并做好相應(yīng)的防護(hù)措施。

3.1.2碳捕獲[3]處理碳排放

在煤化工的生產(chǎn)過程中，大多會產(chǎn)生二氧化碳。

目前，主要有四種類型的CO2收集與捕獲方法：燃燒后分離、富氫燃?xì)饴肪€、富氧燃燒和化學(xué)循環(huán)燃燒等?，F(xiàn)階段碳捕獲方法是效果較好的處理碳排放問題的方法。應(yīng)用比較普遍的方法是燃燒后處理。將原料進(jìn)行燃燒處理，使用含胺物質(zhì)處理，將二氧化碳與清潔元素分離，這樣就可以更好的利用原料。（1）使用經(jīng)過低碳技術(shù)處理過的原料。對于一些熔點低，易燃燒的原料，可以采用燃燒法處理，獲得較為潔凈的能源，例如一氧化碳。（2）對于生產(chǎn)后產(chǎn)生的CO2則將其聚集、凈化、封存。地質(zhì)封存[4]是一種較為常見的方法。其核心是指二氧化碳加壓灌注到適宜長時間封存的地方，含鹽地層、天然氣儲層和不可開采的油田等都可以作為二氧化碳的封存地。

3.2 煤化工過程綠色

在煤化工的實際生產(chǎn)過程中，也許會產(chǎn)生大量看似不可再利用的廢渣，然而這些廢渣在一定條件下可以轉(zhuǎn)化成可再次使用的原料。這在一定程度上減少了原料的投入量，降低了生產(chǎn)成本，從而提高了利潤。既然要做到生產(chǎn)廢渣的回收利用，那勢必要找一種簡單易操作，且成本不高的技術(shù)來實現(xiàn)目標(biāo)。同時，還要提高生產(chǎn)力。革新了技術(shù)自然也就提高了生產(chǎn)力。我國煤化工產(chǎn)業(yè)要從默默無聞到一鳴驚人就必須在低碳技術(shù)上做到新，做到奇，以意想不到而又在情理之中的新技術(shù)帶動產(chǎn)業(yè)的升級。創(chuàng)新生產(chǎn)工藝[5]可以在原有資源基礎(chǔ)上節(jié)省不少成本。對原有生產(chǎn)工藝進(jìn)行優(yōu)化改良，把不完善的地方完善了，并以改良版工藝為依托，設(shè)計更符合時代要求的工藝。

在生產(chǎn)過程中必定會需要大量催化劑，合理選擇催化劑，也會對碳排放有影響，降低能耗也需要合適的催化劑。比如：在煤化工生產(chǎn)中，乙烯、乙炔等基礎(chǔ)原料應(yīng)用廣泛，當(dāng)下獲得這些物質(zhì)的方法較為簡單，造成的浪費和污染還是較為嚴(yán)重。對于催化劑的選擇和對于不飽和烯烴、炔烴的來源進(jìn)行改良，尋找更高效的催化劑，減少碳排放。通過改變反應(yīng)的條件，來降低能耗和減少排放。

3.3 煤化工產(chǎn)品綠色

在綠色生產(chǎn)中生產(chǎn)的產(chǎn)品與傳統(tǒng)化工的產(chǎn)品有所區(qū)別。一般地，綠色煤化工會對原料分級利用，以獲得合適的產(chǎn)品，提高原料的利用率。煤炭一般會先被加工成甲醇，乙烯，乙炔等初級產(chǎn)品，然后在這一基礎(chǔ)上實現(xiàn)原料應(yīng)用的多元化

實際生產(chǎn)中，煤化工企業(yè)生產(chǎn)不同的產(chǎn)品最后環(huán)節(jié)產(chǎn)生的碳排放量是不一樣的[6]。不同的產(chǎn)品碳排放不同，處理方法應(yīng)不同。在生產(chǎn)產(chǎn)品前，要對產(chǎn)品可能會造成的碳排放進(jìn)行預(yù)測和計算。對于有初步計算的產(chǎn)品可以先試制少部分，為了更好的反映實際生產(chǎn)的污染量，可以多次進(jìn)行探究生產(chǎn)，預(yù)制產(chǎn)品，知道產(chǎn)品污染的來源，了解導(dǎo)致碳排放過多的罪魁禍?zhǔn)?，才能更好的對癥下藥。

4 結(jié)語

國家應(yīng)加大對低碳經(jīng)濟和綠色理念應(yīng)用的扶持，企業(yè)也應(yīng)積極響應(yīng)科學(xué)發(fā)展觀的時代精神，將可持續(xù)發(fā)展與循環(huán)利用能源的理念應(yīng)用到工業(yè)的實際生產(chǎn)中。政府應(yīng)當(dāng)鼓勵支持低排放的企業(yè)生產(chǎn)，加大對高能耗高排放的企業(yè)處罰力度，在宏觀上對企業(yè)生產(chǎn)加以科學(xué)性的規(guī)劃和指導(dǎo)。企業(yè)可以通過高新技術(shù)的發(fā)展，使綠色煤化工滲透到自己的生產(chǎn)實踐過程中。共同為我國煤化工實現(xiàn)從傳統(tǒng)煤化工到綠色煤化工的轉(zhuǎn)變貢獻(xiàn)一份力量。

[1]唐宏青.低碳經(jīng)濟與煤化工的若干問題分析[J].煤化工,2010,38(01):7-11.

[2]陳大龍.低碳理念指導(dǎo)的煤化工產(chǎn)業(yè)發(fā)展探討[J].黑龍江科技信息,2015,(27):122.

[3]肖瑩,劉珊,周玉海.低碳經(jīng)濟與低碳技術(shù)[J].西安文理學(xué)院學(xué)報(自然科學(xué)版),2010,13(04):111-115.

[4]王亮方.中國碳捕獲與封存（CCS）產(chǎn)業(yè)化發(fā)展研究[D].湖南大學(xué),2014.

[5]楊博.低碳理念下煤化工產(chǎn)業(yè)發(fā)展分析[J/OL].中國科技信息,2016,(12):116-117.(2016-06-17)

[6]姜偉.低碳理念指導(dǎo)的煤化工產(chǎn)業(yè)發(fā)展解析[J].山東工業(yè)技術(shù),2016,(01):37.

郭鵬程(1999-)，男，漢族，。籍貫：四川省廣元市，就讀學(xué)校：浙江省上虞城南中學(xué)。