實(shí)現(xiàn)CO2零排放的煤氣化制甲醇創(chuàng)新工藝

張海峰(陜西榆林凱越煤化有限責(zé)任公司，陜西 榆林 719000)

實(shí)現(xiàn)CO2零排放的煤氣化制甲醇創(chuàng)新工藝

張海峰(陜西榆林凱越煤化有限責(zé)任公司，陜西 榆林 719000)

伴隨著時(shí)代的發(fā)展以及社會(huì)的進(jìn)步，我國的經(jīng)濟(jì)發(fā)展理念逐步創(chuàng)新以及完善。在這樣的背景之下，各企業(yè)逐步落實(shí)綠色、低碳、環(huán)保的發(fā)展理念，并由此謀求更高的經(jīng)濟(jì)利潤以及社會(huì)效益。目前，我國社會(huì)生產(chǎn)、生活對于煤炭資源的利用率逐步上升，為了確保該能源利用效率的提升，有關(guān)部門以及人員加強(qiáng)了對于煤氣化制甲醇工藝的創(chuàng)新，進(jìn)而由此實(shí)現(xiàn)了CO2的零排放。本文基于此，著重論述實(shí)現(xiàn)CO2零排放的煤氣化制甲醇創(chuàng)新工藝。

CO2；零排放；煤氣化制；甲醇；創(chuàng)新工藝

我國作為世界上最大的發(fā)展國家，在發(fā)展經(jīng)濟(jì)，帶動(dòng)城市化進(jìn)程推進(jìn)的過程中，往往需要使用大量的煤炭資源。近年來，由于綠色、可持續(xù)理念的影響，我國的各部門在運(yùn)用煤炭等礦石能源的過程中創(chuàng)新相關(guān)的工藝以及水平，進(jìn)而由此促進(jìn)煤炭的高效、清潔的利用，減少二氧化碳的排放。

1 CO2零排放粉煤氣化制甲醇的創(chuàng)新工藝概述

基于傳統(tǒng)的煤氣化制甲醇工藝可以得知：該作業(yè)在開展的過程中由于粉煤氣化制合成氣中一氧化碳的量要遠(yuǎn)遠(yuǎn)多于氫氣，故而在工藝創(chuàng)新的過程中可以配入水電解制的H2，規(guī)避CO 與H2O發(fā)生化學(xué)反應(yīng)而生成H2以及CO2，最終實(shí)現(xiàn)了對于CO2零排放標(biāo)準(zhǔn)的實(shí)現(xiàn)。

基于此可以得知：有關(guān)單位在實(shí)現(xiàn)CO2零排放的過程中，需要加強(qiáng)對于以高CO含量煤氣作介質(zhì)的循環(huán)水電解制氫技術(shù)的研發(fā)以及運(yùn)用，從而促進(jìn)相關(guān)效益以及利潤的取得，在最大程度上解決我國煤炭清潔轉(zhuǎn)化制甲醇與C02減排的問題。

2 煤炭純氧氣化工藝技術(shù)

一般而言，煤炭與氧氣的化學(xué)反應(yīng)方程式為2(CH)+O2→2CO+H2，該反應(yīng)所成的氣體主要為氫氣以及一氧化碳，其物質(zhì)量比值為0.5。但是在進(jìn)行甲醇生產(chǎn)的過程中，需要確保該氣體的物質(zhì)量比值為2。

在傳統(tǒng)的工藝過程中，技術(shù)人員多將CO進(jìn)行水蒸氣變換或水電解制H2的方式減少CO2的排放。但是近年來，煤炭純氧氣化制合成甲醇技術(shù)的發(fā)展以及運(yùn)用，往往能夠獲得比上述方法更高的經(jīng)濟(jì)利潤以及社會(huì)效益。

該技術(shù)在運(yùn)用的過程中的化學(xué)方程式為2(CH)+O2→2CO+ H2，通過上述的方程式可以得知：1mol的C元素參與作業(yè)的過程中往往能夠生成lmol的CO以及O.5mol的H2，在借助該技術(shù)進(jìn)行作業(yè)的過程中，技術(shù)人員還加強(qiáng)了對于配水電解H2技術(shù)的運(yùn)用，繼而可以促進(jìn)CO生成量的增加，并在最大程度上規(guī)避了CO轉(zhuǎn)變?yōu)镃O2，實(shí)現(xiàn)了CO2零排放。

3 高CO含量煤氣作水電解介質(zhì)循環(huán)的工藝

此外，在實(shí)現(xiàn)二氧化碳零排放作業(yè)的過程中，技術(shù)人員還采用了高CO含量煤氣作水電解介質(zhì)循環(huán)工藝進(jìn)行具體的作業(yè)。在實(shí)際的操作過程中，技術(shù)人員以粉煤高溫1700℃純氧氣化的煤氣作為水電解反極化劑進(jìn)行作業(yè)，關(guān)于該工藝所包含的化學(xué)方程式，筆者進(jìn)行了相關(guān)總結(jié)，具體內(nèi)容如下：

煤氣化：2(CH)+O2→2C0+H2H2/CO=0.5

合成甲醇:CO+2H2→CH30H H2/CO=2

而煤炭氣化配水電解分離的氫和氧總平衡公式為：

2(CH)+3H→2C0+4H2+0.5O2H2/CO=2，富裕氧

不僅如此，筆者還進(jìn)一步總結(jié)了該工藝的生產(chǎn)流程，并繪制了相關(guān)的圖表，具體內(nèi)容見圖1。

圖1 高CO含量煤氣作水電解介質(zhì)循環(huán)流程

通過對于圖1分析得知：在實(shí)際的生產(chǎn)作業(yè)的過程中，水煤氣反應(yīng)生成CO2處于平衡狀態(tài)，故而能夠在化學(xué)反應(yīng)的過程匯總將其完全消耗，并由此實(shí)現(xiàn)了二氧化碳的零排放，并進(jìn)一步促進(jìn)甲醇制造量的增加。

4 工藝設(shè)備概述

在進(jìn)行相關(guān)生產(chǎn)作業(yè)的過程中，為了實(shí)現(xiàn)二氧化碳的零排放，作業(yè)人員不僅需要加強(qiáng)對于技術(shù)的革新，還需要在實(shí)際的作業(yè)過程中選擇合理的設(shè)備進(jìn)行作業(yè)。

據(jù)悉，在生產(chǎn)過程中，作業(yè)人員選用的煤氣化爐分為內(nèi)、外筒兩部分。而內(nèi)筒在運(yùn)行的過程中分為燃燒室以及熔渣激冷室。在實(shí)際的作業(yè)過程中，煤粉會(huì)與氧氣在燃燒室充分接觸并燃燒反應(yīng)，為了確保其資源的高效利用，燃燒室的溫度維持在1700℃左右。此外，為了確保內(nèi)爐的使用質(zhì)量，其內(nèi)筒的結(jié)構(gòu)為水冷壁結(jié)構(gòu)，并在向火面涂抹了耐火材料涂層，防止意外的出現(xiàn)。

5 結(jié)語

為了滿足我國能源的需求量，并減少工業(yè)生產(chǎn)對于環(huán)境的污染，我國的有關(guān)部門在實(shí)際的作業(yè)過程中加強(qiáng)了對于煤氣化制甲醇工藝的創(chuàng)新，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)CO2的零排放。本文基于此，主要分析了CO2零排放粉煤氣化制甲醇的創(chuàng)新工藝，并就相關(guān)技術(shù)以及工藝設(shè)備進(jìn)行論述。筆者認(rèn)為，隨著相關(guān)措施的落實(shí)到位以及技術(shù)的發(fā)展，我國的煤氣化制甲醇工藝必將獲得長足的發(fā)展，并由此促進(jìn)各項(xiàng)效益的取得。

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