導(dǎo)語(yǔ)：二氧化碳減排技術(shù)研究一文來(lái)源于網(wǎng)友上傳，不代表本站觀點(diǎn)，若需要原創(chuàng)文章可咨詢客服老師，歡迎參考。

摘要：隨著經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，我國(guó)煤化工產(chǎn)品的需求日益提高，這樣就對(duì)生產(chǎn)工藝提出一系列新要求。現(xiàn)階段，在當(dāng)前全球日益變暖的背景下，不僅要注意保障產(chǎn)品質(zhì)量，而且還應(yīng)當(dāng)科學(xué)合理的控制CO2的排放。鑒于此，文章簡(jiǎn)單概括了我國(guó)煤化工業(yè)CO2的排放現(xiàn)狀，然后詳細(xì)闡述了相應(yīng)的減排技術(shù)方法。

關(guān)鍵詞：煤化工工藝；排放；二氧化碳；減排技術(shù)

在我國(guó)經(jīng)濟(jì)中煤炭資源發(fā)揮著非常關(guān)鍵的作用，特別是在發(fā)展初期，其所發(fā)揮的作用較為突出。以煤炭為原料生產(chǎn)出許多化工用品，同樣在社會(huì)的各方面意義重大。然而，伴隨煤炭用量的不斷增加，也帶來(lái)一定的負(fù)面影響，比如污染問(wèn)題。大量的焚燒降低了其使用率，并且對(duì)環(huán)境造成的污染還比較嚴(yán)重，由此在一定程度上制約了我國(guó)煤化工業(yè)的進(jìn)程。在全球氣候逐漸變暖的形勢(shì)下，我國(guó)需要積極引入各種新技術(shù)，以盡可能地降低CO2排放量。

1煤化工中CO2的來(lái)源

通過(guò)分析得知，煤化工過(guò)程中以下幾個(gè)環(huán)節(jié)可以形成CO2。1.1煤制甲醇工藝流程。煤制甲醇主要包括以下幾個(gè)步驟：煤氣化、合成氣的凈化和合成甲醇等，煤氣化排放出最多的CO2。煤、水、氧氣物質(zhì)燃燒，涉及到2個(gè)化學(xué)反應(yīng)：A.C+O2=CO2；B.CO+H2O=CO2+H2。在合成甲醇時(shí)需要?dú)錃?，因此，一定比例的一氧化碳和水發(fā)生化學(xué)反應(yīng)以后生成氫氣與CO2，這樣就重新生成了CO2。上述兩次化學(xué)反應(yīng)形成的CO2僅僅只有很少的量生成甲醇，大多數(shù)均被直接排放出去。相關(guān)資料顯示，生成1t的甲醇，所需排放的CO2質(zhì)量為2t。1.2直接液化工藝。煤制油當(dāng)中排放的CO2來(lái)自以下兩方面，首先，直接液化當(dāng)中排放一定的CO2，該環(huán)節(jié)高溫下煤與氫氣會(huì)發(fā)生液化反應(yīng)生成液體油。其中，煤炭提供了O2，和氫化劑反應(yīng)后，氧氣與水一起被排出，所以，形成相對(duì)較少的CO2。按照相關(guān)資料，該反應(yīng)中每生產(chǎn)1t液化油需排放CO2大約2.1t。1.3間接液化法過(guò)程中。此工藝涉及到以下3個(gè)流程：煤氣化、煤化氣合成和精煉，而CO2主要是由氣化與合成形成的。由直接液化可知，在煤的液化中，氣化劑為O2與水蒸汽，因此，間接液化生成的CO2來(lái)自于下列4個(gè)化學(xué)反應(yīng)：1、鐵基催化劑參與的F-T反應(yīng)：2CO+H2=CO2+CH2；2、水煤氣變換反應(yīng)：CO+HO2=CO2+H2；3、歧化反應(yīng)：2CO=C+CO2；4、甲烷化反應(yīng)：2CO+2H2=CH4+CO2。這就說(shuō)明生成等量液化產(chǎn)品間接液化比直接液化多生成大約1tCO2。1.4煤制烯烴工藝流程中。該過(guò)程是煤制甲醇的進(jìn)一步深化。主要包括四個(gè)過(guò)程，即煤氣化、凈化合成氣、合成甲醇、甲醇制烯。其中煤氣化、凈化合成氣、合成甲醇生成CO2的過(guò)程基本上和煤制甲醇類似。甲醇轉(zhuǎn)換烯烴主要是多種氣化劑的反應(yīng)，這個(gè)過(guò)程相對(duì)比較復(fù)雜。經(jīng)過(guò)求解，按反應(yīng)產(chǎn)生1t甲醇，排放CO2大約2t。按每噸生成1t烯烴，那么就會(huì)排放CO2大約6t。

2CO2減排技術(shù)

截止到現(xiàn)在，國(guó)內(nèi)專家學(xué)者從以下兩個(gè)方面對(duì)該課題進(jìn)行探討。其一，提升煤炭使用效率，從源頭上降低消耗，即真正實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排。其二，收集所排放的CO2，然后埋存至地下，以此減小空氣中CO2的含量?，F(xiàn)階段，煤化工公司在經(jīng)營(yíng)運(yùn)作過(guò)程中，通常采用以下3種減排方法：CO2的收集保存、循環(huán)利用、化學(xué)轉(zhuǎn)化3種。其中，前兩者能夠有效防止CO2排到大氣之中，但實(shí)用性較低。后者是把CO2轉(zhuǎn)變成化工產(chǎn)品，這一方面對(duì)于我們的生態(tài)環(huán)境起到良好的保護(hù)作用，此外還真正實(shí)現(xiàn)了減排。主要包含以下幾種技術(shù)方法：2.1收集保存技術(shù)。該方法是現(xiàn)在最普遍的一個(gè)方法，具體過(guò)程如下：首先收集CO2，其次，通過(guò)分離以及壓縮等流程，再次，將通過(guò)壓縮處理的二氧化碳輸送至地下深層且保存好。保存的地層主要是開(kāi)采完的石油和天然氣井，該方法在國(guó)內(nèi)獲得很大發(fā)展。相關(guān)理論結(jié)果指出，儲(chǔ)存了CO2的油氣田的回采率明顯提升，經(jīng)過(guò)估算，能夠提高大約10%的產(chǎn)量。不僅如此，將CO2保存在海底深咸水層以后，高壓條件下，它還能夠和附近的金屬離子發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，從而產(chǎn)生碳酸鹽。但該方法的安全性不太高，在地殼運(yùn)動(dòng)中CO2會(huì)逃逸，既會(huì)對(duì)生態(tài)環(huán)境造成污染，還將導(dǎo)致氣溫升高。同時(shí)，CO2還將和地下的重金屬元素反應(yīng)，滲透到地下會(huì)污染地下水。2.2CO2的循環(huán)利用。此方法節(jié)能減排效果顯著，且可以變廢為寶。煤化工生產(chǎn)中排放的CO2濃度相對(duì)較高，同時(shí)其中還包含許多雜質(zhì)氣體，由此就使得循環(huán)利用變得更加困難。煤化工公司可根據(jù)CO2的性質(zhì)對(duì)其再次利用，例如，用來(lái)制備滅火器等，這在CO2再循環(huán)中超臨界萃取技術(shù)起到非常良好的作用。CO2屬于超臨界萃取劑，化學(xué)穩(wěn)定性不錯(cuò)，且易于達(dá)到臨界條件，操作的時(shí)候步驟簡(jiǎn)單，安全性還高，因此，在未來(lái)將有較大的發(fā)展?jié)摿Α?.3CO2的分離和輸送。對(duì)比來(lái)說(shuō)，此技術(shù)較為有效。由于煤化工過(guò)程中形成了濃度較高的CO2，因此極易進(jìn)行收集，并且還降低了成本。比如，以純氧為氧化劑的現(xiàn)代氣流床煤氣化技術(shù)生產(chǎn)的合成氣，其中，在分離CO2的過(guò)程中需要相對(duì)較低的成本。分離和輸送過(guò)程中由于CO2里面含有一定的雜質(zhì)氣體，必須使用比較特別的管材來(lái)輸送。以此不僅會(huì)明顯減小CO2的排放，還將日常的煤化工生產(chǎn)和加工產(chǎn)生影響，此方法具有良好的推廣價(jià)值。2.4CO2的轉(zhuǎn)化固化。除去上文所說(shuō)的收集保存技術(shù)以后，還能夠通過(guò)轉(zhuǎn)化的方法來(lái)處理，由此能夠?qū)崿F(xiàn)良性循環(huán)，現(xiàn)在該項(xiàng)技術(shù)獲得迅速發(fā)展。CO2固化指的是生物吸收CO2以后發(fā)生反應(yīng)，進(jìn)而形成有機(jī)物質(zhì)，此方法主要通過(guò)大自然中的生物完成，屬良性循環(huán)。生物固化二氧化碳的方法最明顯的優(yōu)勢(shì)就是無(wú)后顧之憂，有效降低了CO2的排放，并且可以通過(guò)光合作用生產(chǎn)柴油，以后該方法發(fā)展會(huì)更好。2.5CO2的化學(xué)轉(zhuǎn)化。從當(dāng)前來(lái)看，相對(duì)成熟的CO2化學(xué)轉(zhuǎn)化技術(shù)用以制備水楊酸、碳酸鹽等產(chǎn)品。CO2制取塑料技術(shù)可以顯著降低生產(chǎn)成本，減少其原材料進(jìn)口，所以這一方法在今后可以進(jìn)行大規(guī)模生產(chǎn)。其一能夠生成可降解塑料，其而可以降低CO2的排放。當(dāng)前，全球各個(gè)國(guó)家僅有美日韓等能夠達(dá)到年產(chǎn)上萬(wàn)t，而我國(guó)則存在不小的差距，年產(chǎn)僅僅為千t。這項(xiàng)技術(shù)一方面有著良好的經(jīng)濟(jì)意義，另外，還有不可估量的環(huán)保意義，高校與院所需要加強(qiáng)這方面的研究，希望不但可以實(shí)現(xiàn)CO2的減排，而且能夠?qū)崿F(xiàn)CO2可降解塑料的規(guī)模生產(chǎn)。除了上述技術(shù)外，還有催化合成技術(shù)，通過(guò)CO2來(lái)生產(chǎn)化工產(chǎn)品，比如酯類、烴類、甲醇。瓜果蔬菜的保鮮同樣需要CO2，其不僅成本低，污染少，而且制冷的效果不錯(cuò)。此外，在飲料行業(yè)CO2也有大用處，我國(guó)是一個(gè)飲料消費(fèi)大國(guó)，光飲料消費(fèi)就占消費(fèi)總量的30%，其發(fā)展?jié)摿上攵?。不僅如此，在煙草行業(yè)也應(yīng)用二氧化碳。在上述提及的CO2減排技術(shù)中，其收集保存、循環(huán)利用以及化學(xué)轉(zhuǎn)化這3種方式都各有利弊。需要指出的是，CO2存儲(chǔ)技術(shù)優(yōu)勢(shì)比較顯著，鑒于其儲(chǔ)存量大，技術(shù)成熟，因此，很多國(guó)家都廣泛應(yīng)用，但這并不能從根本對(duì)CO2的總量進(jìn)行減少，只是暫緩了其對(duì)氣候的影響。相比其它技術(shù)來(lái)說(shuō)，CO2化學(xué)轉(zhuǎn)化技術(shù)還不能規(guī)模生產(chǎn)，但是其具有的優(yōu)勢(shì)不可忽視，比如產(chǎn)生高附加值的化工產(chǎn)品，為企業(yè)提高效益，因此，加大對(duì)該方法的研究，使其擴(kuò)大規(guī)模，形成一定的產(chǎn)業(yè)鏈結(jié)構(gòu)，這是當(dāng)前我國(guó)應(yīng)大力發(fā)展和提倡的技術(shù)。

3結(jié)語(yǔ)

總之，現(xiàn)階段，全球的氣候變暖問(wèn)題日益嚴(yán)重，歸根結(jié)底，是由于碳排放造成的。我國(guó)在治理CO2排放方面進(jìn)行了積極的探索，取得很大進(jìn)展，要想妥善處理好煤化工業(yè)的二氧化碳排放，必須采用科學(xué)化理的方法來(lái)收集與轉(zhuǎn)化CO2，在降低CO2排放的基礎(chǔ)上，還可以制造出其他附加產(chǎn)品。

參考文獻(xiàn)：

[1]鞏旭.煤化工工藝中二氧化碳減排技術(shù)[J].化工設(shè)計(jì)通訊,2016,42(5):8.

[2]張強(qiáng).淺談煤化工工藝過(guò)程中CO2的排放及減排[J].科技風(fēng),2012(13):121.

[3]任繼勤.國(guó)內(nèi)外煤化工碳減排技術(shù)及進(jìn)展[J].化工管理,2014(1):65-67.

[4]段昌峰.煤化工工藝過(guò)程CO_2排放分析及減排技術(shù)要點(diǎn)[J].化工管理,2018,498(27):200-201.

[5]馬柯,馬娟.淺析煤化工行業(yè)二氧化碳排放及綜合利用[J].科技創(chuàng)新與應(yīng)用,2013(34):115-116.

作者:張紅雷 單位:新疆天智辰業(yè)化工有限公司