煤化工行業(yè)節(jié)能減排問題的研究

張國榮(紅河州節(jié)能監(jiān)察支隊，云南　蒙自　661100)

煤化工行業(yè)節(jié)能減排問題的研究

張國榮(紅河州節(jié)能監(jiān)察支隊，云南蒙自661100)

煤炭是我國最主要的能源資源，它不僅是重要的工業(yè)燃料還是重要的化工原料，并有“化工之母”之美稱，可以生成電石、合成氨、甲醇、二甲醚等煤化工產(chǎn)品。當然，煤化工行業(yè)在生產(chǎn)過程中會排放二氧化硫、氮氧化物等氣體，對自然環(huán)境造成污染。因此，本文針對煤化工行業(yè)節(jié)能減排問題展開了研究，采取促進煤化工行業(yè)節(jié)能減排的有效措施，從而降低能源的消耗，降低排放，減少環(huán)境污染。

煤化工行業(yè)；節(jié)能減排；問題；研究

在我國煤化工行業(yè)飛速發(fā)展期間，節(jié)能減排問題已經(jīng)成為社會關(guān)注的熱點話題。煤化工是以煤為原料，經(jīng)過化學(xué)加工使煤轉(zhuǎn)化為氣體、液體、固體燃料以及化學(xué)品的過程，主要包括焦化、氣化、液化和合成化學(xué)品。煤化工與石油化工、天然氣化工相比、具有工藝流程長、技術(shù)復(fù)雜、產(chǎn)品單一、產(chǎn)業(yè)鏈較短、環(huán)保問題突出、裝置投資高、經(jīng)濟效益低等弱點。近期我國煤化工仍將以甲醇、二甲醚為主，但產(chǎn)業(yè)技術(shù)升級加速，新型煤化工產(chǎn)品發(fā)展迅速、尤其是煤制甲醇及下游產(chǎn)品。煤化工行業(yè)面臨著耗能高、污染重的局面，所以為了促進煤化工行業(yè)的可持續(xù)發(fā)展，必須有效解決節(jié)能減排問題。

1　節(jié)能減排的重要性

在煤化工行業(yè)發(fā)展過程中，是通過采用化學(xué)方法將煤炭轉(zhuǎn)化成氣體、固體和液體等產(chǎn)品，然后再對產(chǎn)品加工處理，使其成為煤化工行業(yè)的主要化工及能源產(chǎn)品。比如，在生產(chǎn)粗苯過程中，需要在多個工藝和流程的作用下，才能生產(chǎn)出相應(yīng)的煤化工產(chǎn)品。煤炭通過一系列的化學(xué)反應(yīng)時會產(chǎn)生二氧化硫、二氧化碳、氮氧化物等氣體，在工藝流程中，存在污染環(huán)節(jié)，消耗了大量的能源，排放廢氣和廢渣等［1］。因此，實現(xiàn)節(jié)能減排即可以減少能源消耗，又能降低對環(huán)境的污染。圖1是煤化工行業(yè)主要工藝流程圖。

圖1　煤化工行業(yè)主要工藝流程圖

2　煤化工行業(yè)節(jié)能減排現(xiàn)狀

2.1煤化工行業(yè)工藝技術(shù)現(xiàn)狀

煤化學(xué)加工包括煤的焦化、氣化和液化。主要用于冶金行業(yè)的煤炭焦化和用于制取合成氨的煤炭氣化是傳統(tǒng)的煤化工產(chǎn)業(yè)，隨著社會經(jīng)濟的不斷發(fā)展，以獲得潔凈能源為主要目的的煤炭液化、煤基代用液體燃料、煤化工能源技術(shù)等成為煤化工產(chǎn)業(yè)化發(fā)展的主要方向。煤炭焦化工業(yè)是發(fā)展最成熟，最具代表性的煤化工產(chǎn)業(yè)。但焦化工業(yè)主要問題是焦爐爐型小、以中小型焦爐為主，受礦區(qū)產(chǎn)煤品種限制、焦炭質(zhì)量調(diào)整提高難度較大，資源綜合利用率低，采用新技術(shù)少等。煤氣化技術(shù)是煤化工產(chǎn)業(yè)化發(fā)展最重要的單元技術(shù)，主要用于合成氨及合成液體燃料（間接液化）。多聯(lián)產(chǎn)技術(shù)系統(tǒng)，多聯(lián)產(chǎn)是近年來提出的能源轉(zhuǎn)化與化工產(chǎn)品合成相結(jié)合的技術(shù)體系，目的是實現(xiàn)污染物低排放或無排放，實現(xiàn)資源綜合利用和能源有效利用。多聯(lián)產(chǎn)技術(shù)核心是將煤氣化技術(shù)與化學(xué)品加工技術(shù)等多產(chǎn)業(yè)密切聯(lián)系，供應(yīng)跨行業(yè)的多種產(chǎn)品，除化學(xué)品之外，還可以供應(yīng)油品、電、熱、蒸汽、燃氣、建材等能源產(chǎn)品及其它行業(yè)產(chǎn)品。當前，國內(nèi)的新型煤化工技術(shù)是一種潔凈煤技術(shù)，其將凈化工藝和大型煤氣化合成氣加以轉(zhuǎn)化，對硫氮化物和灰渣等進行處理，降低二氧化碳和二氧化硫等氣體的排放對環(huán)境的污染。煤化工行業(yè)工藝技術(shù)主要包含煤氣化、煤液化和整體煤氣化聯(lián)合循環(huán)（ⅠGCC）技術(shù)，其作為新一代煤氣化技術(shù)，將壓力提高到8.5MPa，溫度高達1500～1600℃，而且氣化原料具有多樣化性，有利于固態(tài)排渣向液態(tài)排渣發(fā)展，該技術(shù)被廣泛應(yīng)用于煤化工行業(yè)中。

2.2煤化工行業(yè)的能耗現(xiàn)狀

傳統(tǒng)的煤化工產(chǎn)品經(jīng)長期的生產(chǎn)運行積累了較多的能源消耗數(shù)據(jù)，并形成了一整套的能源消耗核定方法和定額指標。新型煤化工由于對產(chǎn)品能耗考量缺乏完善的核算規(guī)范和長期數(shù)據(jù)積累考證，而很多煤化工往往與煤炭、煉油、石化、熱電等行業(yè)聯(lián)產(chǎn)，生產(chǎn)輔助共享，能耗分擔差異和原料煤優(yōu)劣差異以及企業(yè)的統(tǒng)計和核算不規(guī)范，使煤化工產(chǎn)品能耗與實際運行能耗有較大的差別。表2列出了部分不同技術(shù)路線煤轉(zhuǎn)化制品的能耗情況。以下數(shù)據(jù)來自工業(yè)和信息化部編制的《全國工業(yè)能效指南（2014版））》，部分產(chǎn)品能耗沒進行行業(yè)平均值和能效標桿值的統(tǒng)計。

表2　部分煤制品能耗情況

5　電石褐煤為原料煙煤為原料電爐法kgce/t kgce/t kgce/t 2400 2200 1200 2315 1722 1539 1425 0.823

2.3煤化工行業(yè)的排放現(xiàn)狀

煤化工行業(yè)作為高能耗、高污染、高耗水的行業(yè)，煤化工行業(yè)的污染防治是我國污染防治較為重要的一部分。煤的主要成分包括有機物和無機物，因此，在生產(chǎn)過程中會排放大量的廢水、廢氣、廢渣，污染環(huán)境。煤化工的污染物主要來自于焦化工業(yè)和煤氣化工業(yè)，焦化工業(yè)的廢氣污染物包括苯并芘等苯系有機物和酚、氰、硫氧化物、氮氧化物和碳氧化物等，每生產(chǎn)1噸焦炭有400立方米左右的廢氣產(chǎn)生；煤化工企業(yè)的廢水主要來自制焦、濕法熄焦、產(chǎn)品回收等過程，主要含有機污染物包括酚類、多環(huán)芳香族化合物、硫化物、氰化物、氨鹽及雜環(huán)化合物等。煤氣化工業(yè)廢氣中主要含碳氧化物、硫氧化物、氨氣、苯并芘、CO、CH4等；煤氣化工業(yè)廢水中主要含氨、酚、揮發(fā)酚、石油類、硫化物、氰化物、SS等。近年來，雖然節(jié)能減排技術(shù)水平不斷提升，但煤化工行業(yè)氣體的排放仍然是亟需解決的問題。

3　煤化工行業(yè)節(jié)能減排存在的問題

3.1企業(yè)整體思想認識和重視不夠

主要表現(xiàn)在節(jié)能減排意識不強，浪費資源現(xiàn)象普遍；宣傳力度不夠，許多人對節(jié)能減排認識模糊；人員配備少，專業(yè)技術(shù)力量薄弱等方面。我國為了對能源的合理開發(fā)和利用，并保護人類賴以生存的環(huán)境，相繼出臺了節(jié)能減排的政策，大力提倡煤化工行業(yè)認真貫徹落實政策，一些煤化工企業(yè)對節(jié)能減排的認知不足。

3.2設(shè)備、技術(shù)落后，資金投入不足

煤化工企業(yè)在落實節(jié)能減排過程中，企業(yè)受到資金的限制，節(jié)能降耗技改投資不夠，技術(shù)攻關(guān)力度不強，采用新技術(shù)、新工藝、新設(shè)備不足，監(jiān)測設(shè)備儀器陳舊，計量器具安裝和檢測不規(guī)范，相關(guān)計量和統(tǒng)計資料不全等。同時，企業(yè)還缺少專業(yè)的節(jié)能減排人才［2］。部分企業(yè)生產(chǎn)裝置老化，使用的設(shè)備陳舊，生產(chǎn)工藝落后，能耗和排放標準不達標。

3.3制度不健全，管理松散

規(guī)章制度、管理機制不健全、不合理，監(jiān)督力度不強，有制度無監(jiān)督，執(zhí)行力度差；管理水平低下，責(zé)任分工不明確，人員積極性不高。煤化工企業(yè)在節(jié)能減排期間，需要投入一定的管理成本，可是一些新設(shè)備、新工藝、新材料的更換費用比較高，一些煤化工企業(yè)不能支付高昂的管理費用。同時，為了確保節(jié)能減排取得良好的成效，需要引進先進的技術(shù)和工藝，所以也增加了管理成本。

4　促進煤化工行業(yè)節(jié)能減排的有效措施

4.1完善煤化工產(chǎn)業(yè)節(jié)能減排管理機制

煤化工企業(yè)要貫徹落實節(jié)能減排方針和政策，完善煤化工產(chǎn)業(yè)節(jié)能減排管理機制，為節(jié)能減排的開展提供有利依據(jù)［3］。強化單位產(chǎn)品能源消耗限額和污染物排放標準，規(guī)范企業(yè)能源計量和統(tǒng)計方法。煤化工企業(yè)領(lǐng)導(dǎo)要對節(jié)能減排予以高度重視，結(jié)合企業(yè)自身具體情況，制定科學(xué)的節(jié)能減排指標并監(jiān)督實施。各級政府應(yīng)加大對企業(yè)節(jié)能減排資金的扶持力度，緩解企業(yè)的資金壓力。

4.2加大對節(jié)能減排人才的培養(yǎng)

企業(yè)應(yīng)加強對節(jié)能減排人才的培養(yǎng)，從而使得節(jié)能減排取得良好的效果。企業(yè)應(yīng)該定期培訓(xùn)節(jié)能減排專職人員，掌握節(jié)能減排的技術(shù)和理論知識，熟練企業(yè)的節(jié)能減排關(guān)鍵控制點，通過技術(shù)提升和加強管理降低企業(yè)能耗和污染物排放。

4.3嚴格執(zhí)行產(chǎn)業(yè)政策，依法淘汰落后產(chǎn)能

嚴格執(zhí)行《產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整指導(dǎo)目錄（2011版）》和行業(yè)相關(guān)準入條件，對在淘汰目錄內(nèi)的產(chǎn)品、產(chǎn)能和生產(chǎn)工藝嚴格按淘汰期限淘汰，新建項目必須符合產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整指導(dǎo)目錄和行業(yè)準入條件。排放標準不符合環(huán)保要求的要限期停產(chǎn)整改，對整改后達不到標準的要求要依法關(guān)停。煤化工是投資密集、技術(shù)密集的資源消耗性產(chǎn)業(yè)，能源資源的節(jié)約和有效利用應(yīng)成為該行業(yè)主要評價指標，國家應(yīng)建立和規(guī)范煤化工行業(yè)能耗評價體系及資源綜合利用價值評價規(guī)范，提高準入門檻以確保煤炭資源高效利用。

4.4采取先進的設(shè)備和技術(shù)

企業(yè)根據(jù)自身的設(shè)備和工藝狀況，加強設(shè)備改進、優(yōu)化工藝流程，開發(fā)以煤氣化為為基礎(chǔ)的多聯(lián)產(chǎn)技術(shù)，提高煤炭利用率，降低使用過程的污染排放。實施污染物排放控制與綜合利用技術(shù)，盡可能將“三廢”或利用價值不高的其它煤化工代謝產(chǎn)物轉(zhuǎn)化為各種形式的資源加以利用。如可將廢渣用于筑路、建材等基礎(chǔ)材料使用；提高焦化產(chǎn)品的綜合回收率，并聯(lián)產(chǎn)焦爐煤氣、甲醇等潔凈二次能源等。加強能量系統(tǒng)優(yōu)化，能量平衡及能源品質(zhì)的梯級利用。積極開拓利用高效余熱回收技術(shù)和低品位熱能轉(zhuǎn)換高品位熱能或電能技術(shù)。摸索煤基多聯(lián)產(chǎn)高效節(jié)能之路，煤基多聯(lián)產(chǎn)多對實現(xiàn)能源的梯級利用，減少污染物排放，提高整個系統(tǒng)的綜合經(jīng)濟效率有獨特的意義。選擇高效節(jié)能電器設(shè)備，然后對大型節(jié)能減排設(shè)備電控系統(tǒng)加以改造，對可變負荷電機拖動設(shè)備盡量采用變頻控制系統(tǒng)。

5　結(jié)語

化工行業(yè)飛速發(fā)展為國家現(xiàn)代化建設(shè)做出巨大的貢獻，煤炭資源是化工行業(yè)的主要能源，化工對其的需求量較大。在節(jié)能環(huán)保政策的作用下，新型的煤化工潔凈能源將取代了石油化工產(chǎn)品，在大力發(fā)展煤化工產(chǎn)業(yè)過程中，應(yīng)該將節(jié)能環(huán)保作為重點。發(fā)展煤化工精細化產(chǎn)品是提高能源利用價值的重要途徑，也是煤化工進一步發(fā)展的最難突破口，國家應(yīng)支持和鼓勵企業(yè)研發(fā)攻關(guān)，使煤化工產(chǎn)業(yè)持續(xù)健康發(fā)展。

［1］杜金鵬.煤化工行業(yè)節(jié)能減排初探［J］.科學(xué)與財富，2014 （5）：335～335.

［2］張有國.沒化工產(chǎn)品能耗分析與思考.石油和化工節(jié)能，2011（2）.

［3］.工業(yè)和信息化部.全國工業(yè)能效指南（2014版）.

（1975-），男，云南富源人，學(xué)士，工程師，研究方向：工業(yè)企業(yè)節(jié)能降耗。