煤制甲醇生產(chǎn)工藝優(yōu)化與節(jié)能減排方法的探討

李巖

摘要：煤制甲醇有著較為復(fù)雜的工藝流程，而且整個(gè)過程需要消耗大量水，并產(chǎn)生很多廢棄物，對(duì)環(huán)境具有非常嚴(yán)重的影響。因此，應(yīng)優(yōu)化煤制甲醇的工藝流程，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排。基于此，本文簡要分析了煤制甲醇生產(chǎn)工藝優(yōu)化與節(jié)能減排方法。

關(guān)鍵詞：煤制甲醇;工藝流程;節(jié)能減排

在整個(gè)社會(huì)都倡導(dǎo)節(jié)能降耗的大環(huán)境下，傳統(tǒng)化工產(chǎn)業(yè)都在積極探尋節(jié)能減排策略，此舉不僅是為落實(shí)我國的可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略，同時(shí)也可通過節(jié)能減排提升經(jīng)濟(jì)效益，促進(jìn)企業(yè)的持續(xù)發(fā)展，因此煤制甲醇企業(yè)對(duì)此要提高重視，從工藝流程的優(yōu)化入手實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排。

一、煤制甲醇工藝流程

煤制甲醇工藝流程整體特點(diǎn)是氫少碳多，生產(chǎn)甲醇對(duì)水的需求極大，而且一氧化碳、硫化氫、氮?dú)獾葰怏w和固體廢棄污染物的排放量較多。該企業(yè)使用的是丹麥托普索工藝生產(chǎn)甲醇，這種煤制甲醇工藝的特點(diǎn)有以下幾方面：第一，其蒸汽壓力約為2.0MPa，節(jié)能性良好。第二，對(duì)滲透氣氫可以實(shí)現(xiàn)循環(huán)利用，依靠的還是回收利用非滲透氣氫，并利用膜分離、節(jié)約原材料等方式減少了二氧化碳的排放[1]。第三，為了節(jié)約用水，該企業(yè)的煤制甲醇工藝可以通過穩(wěn)定塔回流、循環(huán)氣壓縮機(jī)冷器空冷換熱實(shí)現(xiàn)熱量的降低。第四，可通過蒸汽加熱爐重新加熱未凝汽、閃蒸蒸汽等副產(chǎn)，這樣原材料消耗就得到了的有效控制。第五，節(jié)約脫鹽水可通過透平冷凝水、蒸氣冷凝水的循環(huán)利用來實(shí)現(xiàn)。第六，為了有效控制廢棄氣體排放，利用火炬設(shè)備處理意外氣體的排出。

通過對(duì)相關(guān)資料的了解，關(guān)于該企業(yè)的煤制甲醇工藝參數(shù)有以下幾個(gè)方面：第一，該工藝每消耗38.5GJ的能量可以生產(chǎn)大約一噸甲醇，過程中耗煤量大約為1.13噸。第二，綜合分析不同甲醇生產(chǎn)工藝，天然氣制甲醇一噸消耗能量在32GJ到34GJ，傳統(tǒng)的煤制甲醇工藝一噸消耗能量在45GJ到50GJ之間，煤氣混合制甲醇工藝一噸可消耗能量32.23GJ，該企業(yè)的煤制甲醇工藝沒有精餾環(huán)節(jié)，因此實(shí)際能量消耗要低于理論消耗。由此可以得知，該企業(yè)的煤制甲醇工藝雖然相較于傳統(tǒng)工藝減少了很多能量消耗，但仍然存在能量消耗過大的問題，因此需要通過優(yōu)化工藝流程實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排[2]。

二、煤制甲醇工藝流程優(yōu)化和節(jié)能減排辦法

（一）系統(tǒng)布局

根據(jù)綠色理念規(guī)劃系統(tǒng)布局，保證布局合理且盡量減輕對(duì)周圍環(huán)境的影響，進(jìn)而促進(jìn)土地利用率的有效提升，同時(shí)促進(jìn)能源消耗的降低。相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)有以下幾個(gè)方面：第一，嚴(yán)格遵守相關(guān)法律法規(guī)。第二，從整體入手規(guī)劃生產(chǎn)、倉儲(chǔ)、物流等各項(xiàng)細(xì)節(jié)，保證系統(tǒng)的有序運(yùn)行。第三，集成同類模塊，并對(duì)不同種類模塊進(jìn)行合理區(qū)分。第四，預(yù)留一定空間，為長遠(yuǎn)規(guī)劃創(chuàng)造條件[3]。

（二）水資源消耗

應(yīng)主要采用循環(huán)汽壓縮機(jī)冷器等空冷換熱進(jìn)行降溫，同時(shí)回收冷凝水，以此減少脫鹽水的用量，另外應(yīng)使用節(jié)水型儀器，以此便可實(shí)現(xiàn)對(duì)水資源消耗的有效控制。

（三）廢氣處理

該企業(yè)煤制甲醇工藝伴生的廢氣有氮?dú)?、硫化氫、一氧化碳等，每小時(shí)排放量約為22700立方米，雖然工藝中結(jié)合廢棄處理措施，但仍需要進(jìn)一步控制。首先應(yīng)提升火炬系統(tǒng)的利用率，然后然后結(jié)合以下幾種方式優(yōu)化廢氣處理：第一，未凝汽、閃蒸蒸汽中含有氫氣、甲烷等可燃性氣體，可以將這些氣體回收，然后用于甲醇生產(chǎn)。第二，加高高溫?zé)煔馀欧艧焽韪叨?。第三，回收H過程中發(fā)現(xiàn)的一氧化碳、氫氣、甲烷等氣體應(yīng)回收利用。第四，循環(huán)H應(yīng)利用膜收集合成甲醇過程中形成的氫氣，H含量高的部分應(yīng)循環(huán)收集，含量低的部分可進(jìn)行提純，用于烯烴轉(zhuǎn)化裝置和甲醇與H的分離[4]。

（四）廢液處理

煤制甲醇產(chǎn)生的廢液有生活污水、生產(chǎn)廢液等，應(yīng)分別設(shè)置相應(yīng)處理模塊，同時(shí)設(shè)置故障處理模塊，以保證廢液能夠得到及時(shí)有效地處理。該企業(yè)合成甲醇過程中每小時(shí)可產(chǎn)生廢液3.9立方米，含有氮類、雜質(zhì)等有害物質(zhì)，應(yīng)引入污水處理模塊進(jìn)行集中處理，另外冷凝液每小時(shí)產(chǎn)出量大約為98立方米，應(yīng)回收后再利用。

（五）廢渣處理

該工藝生產(chǎn)甲烷過程中產(chǎn)生的廢渣有氧化銅催化劑、氧化鋅催化劑、鋁鈉催化劑等，分別產(chǎn)生在脫C1、凈化、反應(yīng)塔、裂解等環(huán)節(jié)，可回收后再利用，但在吸附塔中產(chǎn)生的廢渣應(yīng)進(jìn)行填埋處理[5]。

（六）噪聲處理

壓縮機(jī)是煤制甲醇過程中產(chǎn)生噪聲的主要原因，可從以下幾方面入手進(jìn)行處理：第一，選擇噪聲更低的型號(hào)，第二，在噪聲過大的設(shè)備上加裝隔音，同時(shí)對(duì)設(shè)備進(jìn)行隔離。第三，合理規(guī)劃平面布局，實(shí)現(xiàn)對(duì)噪聲的有效疏導(dǎo)。

（七）防滲漏

第一，應(yīng)硬化處理甲醇系統(tǒng)區(qū)域的地面，避免在地面發(fā)生滲漏。第二，針對(duì)廢液坑進(jìn)行防滲漏處理。第三，加固排污管線。第四，定期針對(duì)容易發(fā)生滲漏的區(qū)域開展檢查維護(hù)。

（八）監(jiān)測(cè)

結(jié)合相關(guān)法律法規(guī)的要求，該企為達(dá)到節(jié)能減排標(biāo)準(zhǔn)制定了嚴(yán)格排放規(guī)定，比如氨氮全年的排放量不得超過20噸，二氧化硫排放量不得超過1050噸，而且為控制排放量專門成了監(jiān)督小組，不定時(shí)開展氣體和固體排放物的監(jiān)測(cè)工作。監(jiān)測(cè)過程中重點(diǎn)關(guān)注以下內(nèi)容：第一，排放物對(duì)周圍環(huán)境的影響。第二，如果系統(tǒng)出現(xiàn)意外情況，比如排放量突然增加或者有害物質(zhì)比例增大，應(yīng)立即采樣分析，同時(shí)查明原因，并立即責(zé)成相關(guān)人員整改。第三，重點(diǎn)監(jiān)測(cè)排放量大的部分，并針對(duì)每一種有害物質(zhì)進(jìn)行單獨(dú)測(cè)定。第四，制定備用方案，用于解決有害物質(zhì)泄露或者誤排放的善后處理[6]。第五，設(shè)置屏障，建設(shè)大容量水池，用于發(fā)生泄露等事故的引流，以此降低事故處理壓力。第六，建設(shè)專門用于儲(chǔ)存廢液和雨水的儲(chǔ)存坑，容量分別為70立方米和260立方米，用于儲(chǔ)存還未處理的廢液和雨水。第七，如果維修設(shè)備時(shí)必須關(guān)停系統(tǒng)，那么應(yīng)仔細(xì)查看精餾設(shè)備是否處于排空狀態(tài)。第八，在暗道中設(shè)置的機(jī)器線路和排出點(diǎn)，避免遭受廢棄甲醇的污染，排除點(diǎn)和線路要進(jìn)行隔離。第九，如果發(fā)生緊急停電將導(dǎo)致可燃廢棄大量釋放，因此應(yīng)針對(duì)停電期間的可燃?xì)怏w導(dǎo)流和處理做好準(zhǔn)備，避免出現(xiàn)可燃?xì)怏w泄露等嚴(yán)重安全事故。

結(jié)束語：

綜上所述，明確煤制甲醇的工藝流程，同時(shí)針對(duì)工藝流層開展優(yōu)化處理，可極大減輕甲醇生產(chǎn)過程中的能源消耗，減少廢棄物排放，最終達(dá)到節(jié)能減排的目的。相關(guān)企業(yè)對(duì)此要提高重視，做好各項(xiàng)細(xì)節(jié)的處理，這樣才能促進(jìn)企業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。

參考文獻(xiàn)：

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