现代煤化工碳排放形势和碳利用技术进展分析

现代煤化工碳排放形势和碳利用技术进展分析

杨华 吴新健

陕西黄陵煤化工有限责任公司 陕西延安 727307

摘要：在“碳达峰、碳中和”的新发展格局下，用煤、用油指标将受到限制，加之对碳排放的要求越来越严格，传统煤化工、油化工产业所消耗的煤炭、石油总量将不会有太大的增长，甚至会出现下降的情况。另外，我国煤化工、石油化工领域面临着传统产能严重过剩的风险与高端产品技术难以突破，处于量与质难以拓展的两难境地。无论从国家战略层面，还是企业自身发展层面来说，煤化工、石油化工低碳化发展将是必然的趋势和要求。

关键词：煤化工；碳排放；碳利用

前言

人类生活对大气一部分原有成分含量带来了很大的影响，并且在大气中排放二氧化碳频率较高，造成环境污染越来越严重了。因此，在现如今煤化工生产过程中，人们需要把二氧化碳减排工作当作一个重要课题，增强对二氧化碳减排技术的研究和实践，充分认识到煤化工生产二氧化碳减排技术的重要性，与此同时切实使用合理且操作性强的技术举措，大大减少二氧化碳排放量，有效解决生态环境污染问题。

1二氧化碳减排的意义

现如今，我国经济还处在工业化与城市化发展时期，同时将煤作为核心能源结构等各方面的因素，中国政府提出了严格把控温室气体排放的目标，希望在2030年可以实现二氧化碳排放峰值，如此就表示促使高碳资源低碳化使用与全面推动二氧化碳减排技术可持续发展是必然的。在每一年的二氧化碳增长过程中，一半以上的二氧化碳被排放到了大气里面，余下的一部分被排在了海洋，还有一部分被陆地所吸收。但是，大自然环境可以承受的二氧化碳最大值是每年30亿t，这表示现阶段二氧化碳必须要减排60%以上才能够实现这一目标。而碳循环是氧化还原的过程，大气里面的二氧化碳积累是人类活动造成的碳氧化还原不对成称性，某种程度上达到了碳减少运用或者还原采用二氧化碳达到低碳化的目的。而还原二氧化碳必须要耗损能量，同时严格把控选择性，此会变成将来碳科学和技术的重要旋律，其本质就是二氧化碳选控转化运用和碳以外的能量耦合。

2煤化工产业发展对策建议

2.1煤炭资源清洁化

国家于2020年5月17日在《中共中央国务院关于新时代推进西部大开发形成新格局的指导意见》中明确提出“积极推进煤炭分级分质梯级利用，稳步开展煤制油、煤制气、煤制烯烃等升级示范。”就煤炭资源作为化工原料提出了明确的方向，以期实现资源的最大化利用。煤炭是煤化工的重要原料，而煤炭则是从煤矿中采集而来，就目前使用煤炭的情况来看，多表现为直接燃烧使用或者进行简单的加工后使用，这种煤炭使用方法已不符合当前社会可持续发展的目标，产生大量的温室气体和有害气体，造成严重的生态环境破坏问题，也不利于“碳达峰·碳中和”目标的实现。煤炭中含有大量的杂质，其属于有害物质，煤炭原材料还会因为不正确的加工处理，造成可用资源的浪费。因此合理地处理煤炭化工原材料，使其得到高度利用状态尤为重要。为顺应“碳达峰·碳中和”的发展趋势，需要做好就煤化工原料的低碳处理，借助各类现代化技术将能源利用率提升至最高，将温室气体的排放降至最低。煤炭资源的低碳处理，多是将煤炭中的杂质剔除，以获取清洁的能源。目前煤炭资源处理的方式主要有以下三种。一是借助物理或者化学等手段对煤炭进行处理，使其转变为清洁能源，最为常见的处理方式是煤炭的干馏，以获取甲醇、甲烷等原料。国内相关企业通过有效结合煤炭干馏技术和煤焦油加氢基础，最大程度地发挥原料的利用率，实现了煤炭的绿色化处理。二是煤炭资源处理方式是提纯，将煤炭中的各项物质进行有效分离、分类，给予“碳达峰·碳中和”的原则，碳排量较高的物质要加以重点处理，如分离出来的原料容易被氧化，则需要使用固定剂进行有效固定，需要使用的时候立即取出并使用，避免因为不合适的保存引起原料污染。三是对处理完成的原料进行有效预测，思考经过低碳处理的原材料使用后可能对环境造成的影响，提前做好相应的防护工作，将煤化工行业的污染降至最低。

2.2积极推广碳捕集

煤化工的生产过程中会释放大量的温室气体，二氧化碳作为其中最为重要的一种，做好碳捕集和处理工作能够有效减少二氧化碳排放量，顺利实现“碳达峰·碳中和”的目标。目前使用较多的二氧化碳捕集方法有燃烧后分离捕集、富氢燃气路线捕集、富氧燃烧捕集和化学循环燃烧捕集四种，其中燃烧后分离捕集最为常见，也是处理方法最简单、最有效的手段。燃烧后分离捕集中首先对煤炭原材料进行燃烧处理，之后使用含有胺的物质进行有效处理，以得到更为合适的原材料。燃烧后分离捕集中针对经过低碳处理且熔点低、易燃烧的原材料，可经过处理产生全新的能源如一氧化碳；对于生产后产生的二氧化碳原材料，需要进行聚集、净化、封存，封存方法以地质封存为主，其核心是将二氧化碳加压灌注，放置在可以长期封存的位置，常用的封存地点有含盐地层、不可开采的油田等。

2.3煤化工技术创新发展

煤化工的技术进步，既可实现节能降耗减排的目的，又能腾挪环境容量空间，发展新技术新产业。技术的有效革新必然会带来生产力的提升，必然要在低碳技术上做好创新，以最先进的技术来带动产业的转型升级发展。在现有煤化工生产中，乙烯、乙炔等基础原料应用广泛，当前的生产工艺及获取方法已较为成熟，但能源消耗总量依然较高，对资源环境造成的压力依然较为严重。如对于催化剂的选择和对于不饱和烯烃、炔烃的来源进行改良，寻找更高效的催化剂，即可实现改变反应条件，降低能耗和减少排放。要充分结合现代科学技术，针对煤化工产业全过程进行整体性优化完善，力争生产工艺技术突破性创新。

结束语

综上所述，“碳达峰·碳中和”政策立足于社会经济的稳步发展，更是全人类进步的关键，煤化工产业作为支撑国家经济发展的重要产业之一，相关龙头企业应当积极响应、引领发展，立足实际做好“碳达峰·碳中和”规划工作；顺应时代发展的趋势，为“碳达峰·碳中和”目标的实现贡献力量。

参考文献：

[1]王小强.结合新发展理念探讨我国煤化工产业发展方向[J].煤化工,2019,47(02):53,72-75.