煤化工技術(shù)發(fā)展?fàn)顩r與趨勢(shì)論文
摘要:煤化工產(chǎn)業(yè)是我國(guó)能源建設(shè)中重要的組成部門，我國(guó)當(dāng)前經(jīng)濟(jì)發(fā)展速度迅速，社會(huì)對(duì)能源的需求量相對(duì)較大，因此在能源的利用量方面每年都在成倍的增長(zhǎng)。當(dāng)前煤化工行業(yè)在發(fā)展中主要有煤炭氣化技術(shù)、煤炭焦化技術(shù)以及煤炭液化技術(shù)等。
關(guān)鍵詞:煤化工技術(shù)；發(fā)展；趨勢(shì)
經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，使得我國(guó)對(duì)能源的需求總量不斷增加，特別是在煤炭資源的使用中，每年都會(huì)出現(xiàn)供不應(yīng)求的現(xiàn)狀。另外，傳統(tǒng)的煤化工技術(shù)生產(chǎn)的產(chǎn)品已經(jīng)無(wú)法滿足當(dāng)代經(jīng)濟(jì)社會(huì)建設(shè)的需求。因此必須根據(jù)市場(chǎng)需求，積極的推廣并發(fā)展煤炭氣化、焦化、液化等技術(shù)，從而滿足市場(chǎng)發(fā)展需求。
一、我國(guó)煤化工技術(shù)發(fā)展的必要性研究
雖然我國(guó)地大物博，但是人口數(shù)量相對(duì)較多，人均占有量也是比較少的。特別是能源方面，由于近幾年我國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的提速，各行各業(yè)在發(fā)展過(guò)程中對(duì)能源的消耗可謂出現(xiàn)了指數(shù)爆炸的趨勢(shì)。因此，這給我國(guó)能源儲(chǔ)量的消耗帶來(lái)了巨大的負(fù)擔(dān)。通過(guò)現(xiàn)代技術(shù)的探查，我國(guó)具有大量的化石資源有待開發(fā)，但是化石資源中煤炭資源占九成以上，且直接使用對(duì)環(huán)境污染較大，因此有必要對(duì)煤炭資源進(jìn)行合理的技術(shù)處理。當(dāng)前，主要有煤直接液化與間接液化技術(shù)兩種，這是一種發(fā)展高效能源的過(guò)程，煤制甲醇是一種把煤炭資源轉(zhuǎn)變?yōu)槭痛闷返氖侄�，煤制化肥和烯烴是替代了石油和天然氣的一種方式，而這些，都是通過(guò)各種方式發(fā)展煤化工技術(shù)的具體手段。
二、煤化工技術(shù)的發(fā)展?fàn)顩r
首先是煤炭氣化技術(shù)。煤炭技術(shù)是煤化工技術(shù)中重要的組成部分。我國(guó)煤炭氣化技術(shù)出現(xiàn)的時(shí)間比較晚，該技術(shù)主要是根據(jù)煤的品質(zhì)、種類等通過(guò)使用國(guó)外先進(jìn)技術(shù)，在配合國(guó)產(chǎn)爐具、工藝進(jìn)行氣化。常見的有GSP干煤粉加壓氣化技術(shù)、多噴嘴對(duì)峙式煤氣化技術(shù)等。其中煤制天然氣技術(shù)應(yīng)用的范圍最為廣泛，這主要是因?yàn)樵摷夹g(shù)節(jié)能效果好，同時(shí)還具有環(huán)保的功效。所謂GSP氣化技術(shù)是指單噴嘴下噴式干煤粉加壓氣流床氣化技術(shù)。在加工過(guò)程中依據(jù)合成的不同煤氣，可以直接進(jìn)行水激冷，像是化合成氣就比較適用；或者在廢熱鍋爐回收熱產(chǎn)生的高壓蒸汽中也可使用。該技術(shù)進(jìn)料時(shí)使用干煤粉并配合盤管式水冷壁，這樣可以適用于更多煤種，減少了耐火磚的使用。
下噴直接激冷讓設(shè)備使用價(jià)格降低，流程簡(jiǎn)化，并且激冷后合成氣內(nèi)的蒸汽也可以滿足其他工況的使用。使用的煤塊要研磨為0.15毫米直徑以下的顆粒，干燥后使用濃相氣流輸送到噴嘴處。所用的氣化原材料和氧氣等氣化劑通過(guò)噴嘴后，共同進(jìn)入反應(yīng)爐，并在高溫高壓下產(chǎn)生化學(xué)反應(yīng)，生成一氧化碳和氫氣的混合合成氣。氣化后的煤渣與合成氣共同經(jīng)過(guò)反應(yīng)室下部排渣口流入汽化爐激冷室。待煤渣混合氣冷卻后，氣體進(jìn)入洗滌裝置、煤渣進(jìn)入鎖頭系統(tǒng)后被排出，激冷氣體與煤渣的污水則進(jìn)入污水加工處理系統(tǒng)。多噴嘴對(duì)峙式干煤粉加壓氣化技術(shù)主要是將煤炭中的雜質(zhì)清除后，輸送到磨煤機(jī)內(nèi)碾碎，然后把碾碎的煤炭用高溫低壓的氮?dú)膺M(jìn)行干燥處理后，放到倉(cāng)庫(kù)保存。其中低壓氮?dú)饪梢匝h(huán)利用。儲(chǔ)存在倉(cāng)庫(kù)中的煤粉要先后使用壓氮?dú)�、高壓氮�(dú)馔ㄟ^(guò)噴嘴輸進(jìn)汽化爐中。爐中使用的氣化劑可選擇氧氣，并在輸煤時(shí)一同輸入，從而讓煤粉在高溫高壓環(huán)境中產(chǎn)生氣化反應(yīng)。氣體合成后，被高壓送出汽化爐進(jìn)入激冷、洗滌系統(tǒng)，最后進(jìn)入造氣間管線。加工時(shí)產(chǎn)生的灰渣經(jīng)過(guò)汽化爐激冷室后被冷凝降溫，經(jīng)收集斗輸出。在洗滌塔處流出的污水，需要利用二級(jí)閃蒸處理，污水中的水蒸氣與二氧化碳、硫化氫等會(huì)立刻被蒸發(fā)出來(lái)，然后經(jīng)過(guò)冷凝分離后進(jìn)入生產(chǎn)系統(tǒng)與酸性氣體共同處理，最后產(chǎn)生的污水則經(jīng)凈化后排出。其次是煤炭液化技術(shù)。該技術(shù)主要是將固體煤炭轉(zhuǎn)化成液體燃料，在加工過(guò)程中需要使用氣流反應(yīng)器、漿態(tài)床反應(yīng)器、固定床反應(yīng)器等對(duì)煤炭進(jìn)行液化處理，該技術(shù)有助于我國(guó)煤炭液化的深入發(fā)展以及其潛在價(jià)值的開發(fā)利用。
一是煤炭直接液化法：此法是說(shuō)在高溫的環(huán)境中，利用溶劑催化讓煤炭與氣態(tài)氫直接反應(yīng)，從而不斷的消耗煤炭中的氫元素，使其整體分子結(jié)構(gòu)發(fā)生改變，成為液態(tài)煤炭。通常在操作的過(guò)程中習(xí)慣性的使用硫化銅與硫化物作為催化劑，該法使用范圍比較廣，同時(shí)也催生了大量的煤炭液化企業(yè)。
二是溶劑精制法：該法對(duì)氫實(shí)施直接的液化處理，在操作中不需要添加任何催化劑，但是反應(yīng)的條件必須相當(dāng)溫和才可以，該法一般在常溫下就能夠讓煤炭轉(zhuǎn)化為低灰低硫的固液混合物，接著通過(guò)殘?jiān)h(huán)處理、減壓蒸餾處理后，實(shí)現(xiàn)固液混合物的完全分離，這種方法在重質(zhì)燃料油加工中使用較廣。
三是氫煤法：該法反應(yīng)環(huán)境為沸騰床，且需要高活性催化劑催化，通過(guò)催化劑提高煤炭液化轉(zhuǎn)化效率，減少了轉(zhuǎn)化后出現(xiàn)的殘留雜質(zhì)數(shù)量，優(yōu)化了液相粗油的加工品質(zhì)。然后是煤炭焦化技術(shù)。該技術(shù)在煤化工處理技術(shù)中已經(jīng)處于應(yīng)用相對(duì)成熟的階段，此類技術(shù)主要在冶金煤炭制取、化學(xué)品加工中被廣泛運(yùn)用。煤焦化技術(shù)主要通過(guò)高溫干餾加熱的方式，讓煤炭中的大分子持續(xù)受熱分解、裂解，然后使熔點(diǎn)高的大分子物質(zhì)相互滲透，讓他們?cè)诟邷剡^(guò)程中逐漸由固態(tài)到液態(tài)再到氣態(tài)實(shí)施分離加工，最后剩余的顆粒膨脹后就會(huì)收縮，變成有裂紋有氣孔的焦炭。最后是以煤為原材料制造化工產(chǎn)品。很多企業(yè)在進(jìn)行化學(xué)產(chǎn)品加工的時(shí)候都是用天然氣作為生產(chǎn)甲醇的原材料，鑒于我國(guó)煤炭量?jī)?chǔ)量巨大的.特點(diǎn)，可以逐漸的鼓勵(lì)企業(yè)引入煤炭作為企業(yè)生產(chǎn)甲醇的原材料。同時(shí)經(jīng)過(guò)羰基化處理還可以加工草酸、醋酸等一類的化工產(chǎn)品。比如說(shuō)，久泰能源內(nèi)蒙古公司100萬(wàn)噸/年甲醇、10萬(wàn)噸/年二甲醚項(xiàng)目于2010年10月建成投產(chǎn)，截至2015年10月底，累計(jì)生產(chǎn)甲醇280．29萬(wàn)噸、二甲醚20．25萬(wàn)噸，實(shí)現(xiàn)銷售收入64．11億元。
三、煤化工技術(shù)未來(lái)發(fā)展趨勢(shì)
首先，會(huì)朝著清潔能源產(chǎn)品生產(chǎn)，降低對(duì)資源的消耗和對(duì)環(huán)境的破壞。煤化工技術(shù)在未來(lái)發(fā)展中，應(yīng)強(qiáng)調(diào)加工清潔能源技術(shù)的重要性，要制造汽油、柴油、液化石油氣等相關(guān)產(chǎn)品。此類清潔能源在進(jìn)行加工生產(chǎn)的時(shí)候，一定要做好廢棄物的處理與資源化工作，降低煤炭資源的消耗量、提高煤炭資源的利用率，提高副產(chǎn)品回收利用的效果，從而促進(jìn)下游產(chǎn)業(yè)的健康發(fā)展。其次要讓煤炭和能源化工實(shí)現(xiàn)大型化、一體化生產(chǎn)。煤化工技術(shù)在發(fā)展過(guò)程中要根據(jù)煤炭資源的開發(fā)狀況、化工技術(shù)的使用情況，通過(guò)科學(xué)合理的結(jié)合，建立并形成一種新形式下的煤炭-能源-化工一體化的新型發(fā)展產(chǎn)業(yè)鏈條，從而提高煤化工技術(shù)的利用效果，加速煤化工技術(shù)的革新?lián)Q代。所謂的大型化生產(chǎn)，主要是說(shuō)采用統(tǒng)一的生產(chǎn)加工模式和同樣的工藝技術(shù)，對(duì)開采的煤炭進(jìn)行集中式、大批量加工處理。采用一體化模式進(jìn)行大型化生產(chǎn)，在一定程度上克服了資源浪費(fèi)并且節(jié)省了人力、財(cái)力、物力，促進(jìn)了企業(yè)之間的合作，形成了更多的新型產(chǎn)業(yè)�，F(xiàn)如今我國(guó)的焦炭總產(chǎn)量已經(jīng)位于全世界煤炭總產(chǎn)量的50%以上，因此如果可以推廣大型化生產(chǎn)模式，必然可以解決技術(shù)、產(chǎn)量等存在的問(wèn)題，從而為煤化工產(chǎn)品的開發(fā)提供必要的保障。所以，這就需要相關(guān)行業(yè)實(shí)現(xiàn)精誠(chéng)合作，通過(guò)聯(lián)合生產(chǎn)的方式，降低技術(shù)開發(fā)、產(chǎn)品加工成本，提高煤炭資源開發(fā)利用的經(jīng)濟(jì)及社會(huì)效益。最后，要積極引進(jìn)高新技術(shù)，將產(chǎn)業(yè)鏈條延長(zhǎng)。為了促進(jìn)煤化工技術(shù)的健康發(fā)展，要大力的進(jìn)行煤化工技術(shù)的創(chuàng)新研發(fā)與引進(jìn)，要積極的對(duì)不同產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)、能源梯度等不同工藝進(jìn)行合理的優(yōu)化、改進(jìn)、集成，并積極與相關(guān)產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟，延伸產(chǎn)業(yè)鏈條，提高技術(shù)使用價(jià)值。煤化工企業(yè)在發(fā)展的過(guò)程中要積極的與科技研發(fā)能力強(qiáng)的企業(yè)進(jìn)行合作，并通過(guò)對(duì)市場(chǎng)的分析，制作戰(zhàn)略性發(fā)展方案，并根據(jù)市場(chǎng)發(fā)展要求，積極的研發(fā)符合市場(chǎng)需要的煤化工核心技術(shù)，從而為社會(huì)能源的開發(fā)提供保障。結(jié)束語(yǔ)煤炭行業(yè)在發(fā)展過(guò)程中要想能夠滿足經(jīng)濟(jì)市場(chǎng)的發(fā)展需求，就必須對(duì)現(xiàn)有的煤化工技術(shù)大膽的進(jìn)行創(chuàng)新、改革，通過(guò)實(shí)踐探索的方式優(yōu)化技術(shù)，提高煤炭產(chǎn)量及產(chǎn)品加工質(zhì)量，從而促進(jìn)我國(guó)煤炭行業(yè)健康發(fā)展。
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