我国煤化工技术的现状以及发展前景分析

作者:未知

  摘 要:我国煤化工技术在煤焦化、液化方面发展较为成熟,但是在煤气化领域仍存在诸多问题,相关技术有待突破。在煤化工发展过程中出现的环境问题也有待通过科学技术手段加以解决,因此我国煤化工技术急需调整产业结构,以符合现代煤化工向多联产的方向发展。
  关键词:煤化工;技术现状;多联产
  0 引言
  在我国富煤贫油少气是能源结构的基本国情。如何合理有效地利用好占我国总能源 70% 的煤炭资源,发展煤化工技术显得十分重要。煤化工是指以煤为原料,经化学加工使煤转化为气体、液体和固体燃料以及化学品的过程。主要包括煤的气化、液化、干馏以及焦油加工和电石乙炔化工等。煤化学加工过程。煤中有机质的化学结构,是以芳香族为主的稠环为单元核心,由桥键互相连接,并带有各种官能团的大分子结构,通过热加工和催化加工,可以使煤转化为各种燃料和化工产品。自上世纪四十年代我国煤化工开始起步,通过几十年的发展,取得了一定的成绩,但仍然面临着诸多需要解决的问题。
  1 煤化工技术的现状
  1.1煤炭焦化、液化技术日渐成熟,气化技术有待发展
  自建国以来,经过几辈人的努力,我国的煤炭焦化技术已经十分娴熟,可以用更低的成本、更环保的方式实现煤炭焦化。依靠专业技术人才的不断创新,新型的炼焦工艺技术层出不穷,先后发展了选择性粉碎技术、煤炭调湿技术等新技术。
  煤炭液化有两种方式,包括:煤炭的直接液化和煤炭的间接液化。其区别在于是否有中间产物。煤的直接液化是指原料煤在一定的温度、压力及催化剂的作用下,有机大分子链加氢裂化成小分子的液体烃类,并生成少量气体烃的过程,直接将煤炭转变成液体的过程。间接液化是在一定的温度和压力下,固体的原料煤产生H2和CO气体,该气体在催化剂、一定温度和压力作用下生成汽油。煤间接液化的一般步驟:(1)煤的气化;(2)合成气的转变;(3)粗合成气的转变;(4)合成反应;(5)合成气的加工。在煤炭的液化工艺技术的发展中,我国科研学者做了大量的工作。
  煤气化是在一定的温度和压力下,原料煤与氧化剂(包括空气、氧气、水蒸汽等)发生化学反应,原料煤中含有的有机结构断裂转变为气态的小分子的过程。这里的煤气是一种混合的可燃性气体,包括一氧化碳、氢气、甲烷和未参与反应的气体。煤炭气化是一种环保、高效煤炭化工技术。与西方发达国家相比,我国现在的煤炭气化技术相对比较落后,但是经相关方面研究人员不断创新,煤炭气化技术也取得了初步的成绩。
  1.2煤化工技术高效化、环保化和大型化的趋势渐显
  目前,全世界范围内共有400台以上大型煤炭气化工艺炉投入到商业化运行中,这些大型煤气化工艺炉与传统的气化炉相比,效率更高,体积更大。我国自主研发的气化炉及工艺技术紧跟国外先进技术的脚步,初步实现了高效化和大型化。另外,随着环境问题日益显著,在发展煤化工的过程中,人们对环境的要求越来越高,环保化也是煤化工技术发展的一个重要趋势。故而煤化工技术正在向高效化、环保化和大型化发展。
  2 我国煤化工存在问题
  2.1环境污染问题突出
  与石油相比,煤碳的成分组成中炭元素比重较大多、氢的含量相对较少、杂质多。另外一些焦化企业环保治理技术与装备水平仍较低,环境污染,资源浪费严重,未配套建设除尘处理设施或已建成的除尘处理设施未能有效运行,小型和部分中型焦化厂煤气净化装置(主要是脱硫装置)不健全,焦炉煤气以及产生的焦化外排废水不经回收和处理直接外排,资源浪费、环境污染问题严重。严重破坏了生态环境,影响人们的生活质量。在发展煤化工的所在地区环境容量都有一定的限度,煤化工所产生的大量的废渣、粉尘、高浓盐水、CO2、SO2、NO等污染物,尚未找到正确合理的处理和回收的办法。环境污染问题给煤化工的未来带来不确定性因素。
  2.2产品品质受限,市场推广不足
  现代煤化工产品中,有些产品的质量和品质与传统石化产品相比,具有一定的局限性。此外,受到管网和入网价格等因素的影响,煤制天然气,聚乙烯、聚丙烯等石化产品在市场推广不足,占有率有限。
  2.3投资强度高、风险大
  煤化工整个一套的生产工艺流程长、设备多、系统复杂,因此投资普遍很高。较高的投资必然为项目带来较高的风险。因此,煤化工是一项投资强度高、风险大的工业。
  3 我国煤化工发展方向
  3.1提高资源利用率,减少污染物排放
  目前,煤化工的利用率极低,必须加强煤的高效利用,实现煤炭高质高用、分级利用的良好模式,达到价值高的组分用于生产高附加值煤化工产品,其他部分应用于炼铁或作为燃料这样一种生产目的。
  3.2创新煤化工新技术
  在引进吸收国外先进技术和设备的同时,我国应该进一步提高自主创新能力,实现煤化工技术设备的国产化,并不断发展煤化工技术设备,达到国际领先水平,为我国煤化工产业的发展保驾护航。
  3.3拓宽融资渠道,加大投入
  对于煤化工产业投资强度大,风险高的问题,需要抓住以下几个方向:①强银企合作,争取银行贷款;②通过股票、企业债券等方式筹集建设资金;③创新招商模式,加大招商力度,瞄准国内外大集团,引进实力更雄厚的战略投资者。
  3.4多联产
  把煤气化作为基础,对煤炭资源充分利用的“多联产系统”是由美国“Vision21能源系统”提出的。该系统以煤气化为基础,把氢能、电力和生产得到的化工品为目标产物。生产系统是为了实现CO2的隔离近零排放的环境友好型系统,是作为21世纪新兴发展的高效、洁净煤基化工能源系统。如果该系统可以推广应用,则不但可以充分利用煤炭中所有可用的资源,而且可以实现经济收益的最大化,建设环境友好型工业体系。
  4 结语
  煤化工产业在我国取得了一定发展,但是在发展过程遇到了环境污染,投资风险大灯问题,并且煤化工技术在某些领域仍然存在盲区,如何解决这些问题将是煤化工产业未来的发展方向。只有在煤炭的清洁高效转化和利用技术上有所突破,才算得上是真正的新型煤化工,才能被称为是我国工业发展的重要组成部分。
  参考文献
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  (作者单位:中北大学朔州校区)
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