煤化工產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀及技術(shù)發(fā)展趨勢

黃浩

（晉煤華昱煤化工有限責(zé)任公司氣化車間 山西 晉城 048000）

引言

傳統(tǒng)化石能源是維持經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重要保障，我國能源主要表現(xiàn)出富煤、少油、缺氣的特征。因此煤炭仍然是我國主要的消費能源，而且這個地位不是能夠短期改變的。但是煤炭在持續(xù)使用過程當(dāng)中存在著很多問題，尤其是能源枯竭和環(huán)境污染問題。因此需要從技術(shù)方面來有效地改變這些問題。需要大力發(fā)展綠色技術(shù)，提高能源的利用效率，從而轉(zhuǎn)變煤炭行業(yè)對于環(huán)境的破壞和污染。尤其是現(xiàn)代煤化工技術(shù)的應(yīng)用和發(fā)展，推動了煤炭清潔高效利用，對于推動我國經(jīng)濟(jì)持續(xù)發(fā)展起到了積極的促進(jìn)作用。

1 煤化工技術(shù)的現(xiàn)狀分析

1.1 煤焦化技術(shù)

煤焦化是一種煤炭熱處理技術(shù)，主要是通過在原煤條件下進(jìn)行隔離空氣高溫干餾處理的一種煤炭轉(zhuǎn)化工藝。在高溫處理過程中，大分子在煤中斷裂成鏈狀分解，在裂解過程中，通過部分液體，氣態(tài)等物理性質(zhì)的轉(zhuǎn)化，具有較高的焦炭，煤焦油，粗苯的應(yīng)用價值，天然氣和其他化學(xué)產(chǎn)品的回收。煉焦技術(shù)發(fā)展迅速，但資源利用率低，污染嚴(yán)重，能耗高等問題。因此，焦化技術(shù)的發(fā)展主要是為了擴大焦煤資源，提高焦炭質(zhì)量，提高勞動生產(chǎn)率，節(jié)約能源，減少消耗，改善作業(yè)環(huán)境，延長焦?fàn)t壽命[1]。

1.2 煤氣化技術(shù)

煤氣化技術(shù)主要是利用現(xiàn)代技術(shù)來對于煤炭進(jìn)行處理，也就是通過特定的設(shè)備，按照一定的反應(yīng)條件，讓煤炭資源在高溫、高壓的條件下發(fā)生一定的反應(yīng)，而且將生成物加以利用的技術(shù)，在反應(yīng)過程中還需要使用相應(yīng)的氣化劑。其中，氣化劑主要是空氣，水蒸氣，氧氣等，而氣化反應(yīng)包含大量復(fù)雜的化學(xué)反應(yīng)。通過煤氣化技術(shù)，可以將煤和焦炭轉(zhuǎn)化為水煤氣，空氣煤氣和半水煤氣，以滿足不同生產(chǎn)和生活領(lǐng)域的應(yīng)用。煤氣化技術(shù)是現(xiàn)代煤化工的基礎(chǔ)，也是煤化工產(chǎn)業(yè)鏈的“龍頭”。目前，國內(nèi)外有許多煤氣化技術(shù)，每種技術(shù)都有自己的特點和具體的應(yīng)用場合，其工業(yè)應(yīng)用的程度和可靠性是不同的。選擇與煤種及下游產(chǎn)品有關(guān)的煤氣化技術(shù)，是煤化工發(fā)展的重要決定。

煤氣化技術(shù)發(fā)展已經(jīng)有一百多年的歷史了。傳統(tǒng)的煤氣化技術(shù)在應(yīng)用過程中存在著很大的局限性，這種局限性主要是表現(xiàn)在技術(shù)層面。也就是在反應(yīng)過程中煤炭氣化過程中會產(chǎn)生相應(yīng)的有害物質(zhì)，而且這些有效物質(zhì)如果被進(jìn)一步的處理，就可能排放到空氣中對于空氣造成相應(yīng)的破壞。目前，國內(nèi)諸如煤炭催化氣化，煤炭加氫氣化，煤炭地下氣化，太陽能氣化，核廢熱氣化等技術(shù)正在逐步開發(fā)和測試。其中，輕度氣化技術(shù)具有一定的代表性，該技術(shù)是在傳統(tǒng)煤氣化技術(shù)的基礎(chǔ)上應(yīng)用催化劑，通過創(chuàng)造一定的生產(chǎn)環(huán)境，降低氣化溫度，提高生成氣的最終甲烷含量。氣化技術(shù)的發(fā)展是實現(xiàn)煤炭資源的清潔高效利用和環(huán)境與生態(tài)可持續(xù)發(fā)展的主要途徑，也是今后煤化工產(chǎn)業(yè)發(fā)展的主要方向[2]。

1.3 煤炭液化

為了在相關(guān)領(lǐng)域中與石油資源平等地發(fā)揮作用，煤炭液化技術(shù)也得到了很大的發(fā)展。煤液化是將煤在相關(guān)設(shè)備以及相關(guān)條件下轉(zhuǎn)為液體能源的過程。目前常用的技術(shù)包括了直接液化和間接液化兩種技術(shù)手段。前者的技術(shù)核心是加氫手段的應(yīng)用，而后者具有將煤炭原料轉(zhuǎn)化為氣體然后轉(zhuǎn)化為液態(tài)的過程。在實施煤炭液化技術(shù)的過程中，可以有效處理煤炭原料中的有害硫元素，從而獲得更加清潔和環(huán)保的能源產(chǎn)品，例如汽油，柴油和其他液態(tài)碳?xì)淙剂?。直接液化具有較高的回收率，但其操作條件更為嚴(yán)格[3]。

2 煤化工技術(shù)的發(fā)展趨勢

2.1 傳統(tǒng)煤化工的轉(zhuǎn)型

從焦化行業(yè)出發(fā)，大型焦?fàn)t、大型聯(lián)合鋼鐵公司的焦化廠、依托煤炭加工產(chǎn)業(yè)鏈延伸的標(biāo)志性焦化企業(yè)是未來焦化行業(yè)的發(fā)展方向。在推進(jìn)煤化工技術(shù)發(fā)展方向的過程中，可以推廣節(jié)能效果好、焦炭質(zhì)量較好的干熄焦技術(shù)。同時，推廣過程中需要逐步消除資源的小浪費和環(huán)境污染。機械式焦?fàn)t設(shè)備，也需要積極避免焦?fàn)t施工的盲目重復(fù)膨脹。今后，我國將逐步推進(jìn)煤化工行業(yè)轉(zhuǎn)型。一方面，采取集約化生產(chǎn)模式，提高煤化工生產(chǎn)模式的標(biāo)準(zhǔn)化和先進(jìn)水平；另一方面，也會增加煤化工行業(yè)的能源消耗和環(huán)境污染。加強符合節(jié)能降耗和環(huán)境保護(hù)理念的技術(shù)研發(fā)和應(yīng)用。焦化行業(yè)產(chǎn)量巨大，正是其巨大的產(chǎn)量為全社會提供了數(shù)億立方米的焦?fàn)t煤氣資源。未來應(yīng)充分利用氫氣資源豐富、焦化氣熱值較高的優(yōu)勢，實現(xiàn)高效率。焦煤資源的利用將促進(jìn)未來焦煤生產(chǎn)的經(jīng)濟(jì)增長[4]。

2.2 實現(xiàn)煤炭的多聯(lián)產(chǎn)

目前，集成系統(tǒng)是煤化工未來發(fā)展的重要趨勢，是將煤化工整個生產(chǎn)過程整合為一個系統(tǒng)，在這個系統(tǒng)當(dāng)中，通過加強對于煤炭資源的整合，將各種技術(shù)的有機結(jié)合，從而更好地發(fā)揮相關(guān)技術(shù)的優(yōu)勢，從而更好地服務(wù)行業(yè)的發(fā)展。在發(fā)展集成系統(tǒng)過程中，需要加強各個行業(yè)的聯(lián)動，也就是通過對于各種行業(yè)的整合和聯(lián)動，繼而提高煤炭資源的利用和轉(zhuǎn)化效率。顯然，通過煤的多聯(lián)產(chǎn)機制，可以進(jìn)一步減少煤炭加工過程中的二氧化碳和污染物排放。

3 結(jié)語

促進(jìn)煤炭清潔利用一直是煤化工行業(yè)發(fā)展的重要方向。尤其隨著霧霾等惡劣氣候的出現(xiàn)，各個國家越來越重視環(huán)保行業(yè)，人們對于環(huán)保的意識也逐漸加強，促進(jìn)煤化工產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型和技術(shù)升級一定是未來發(fā)展的重要方向。在應(yīng)用技術(shù)過程中需要考慮到煤化工行業(yè)的實際情況，從而制定最佳的轉(zhuǎn)型方案，更好地促進(jìn)煤化工行業(yè)健康發(fā)展。