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1、煤化工产业带来的环境污染分析摘要：本文简要介绍了煤化工及其产业情况，并对煤化工产品生产过程中的环境污染问题进行分析，指出了煤化工行业污染物的来源及危害，提出了煤化工污染的防治措施，并给出了发展煤化工的几点建议。关键词：煤化工、环境污染、防治措施、建议引言我国的能源资源主要以煤炭和石油、天然气为主，其中煤炭资源相对较丰富，也是许多重要化工品的主要原料，随着社会经济持续、高速发展，近年来中国能源、化工品的需求也出现较高的增长速度，煤化工在中国能源、化工领域中已占有重要地位。因此，发展煤化工产业，提高煤炭资源的综合利用水平是今后我国煤炭资源开发利用的方向。但是，煤化工产业的发展对煤炭资源、水资源、生
2、态、环境、技术、资金和社会配套条件要求较高，煤加工生产过程中产生的“三废”远比其他能源(石油、天然气)高得多。因此，解决煤化工产业发展中的环境污染问题，走清洁生产道路，是关系到我国煤化工产业可持续发展的重大课题。1.煤化工1.1煤化工的概念煤化工是以煤为原料，经化学加工使煤转化为气体、液体和固体产品或半产品，而后进一步加工成化工、能源产品的过程。主要包括煤的气化、液化、干馏，以及焦油加工和电石乙炔化工等。1.2煤化工工艺简介1.2.1煤的干馏煤的干馏就是将煤置于隔绝空气的密闭炼焦炉内加热，随着温度的升高，煤中有机物逐渐分解，得到气态的焦炉气、液态的煤焦油和固态的焦炭，挥发性的产物中有许多重要化
3、学品并获得重要应用。按照最终温度的不同，干馏方法有低温干馏（500600）、中温干馏（750800）和高温干馏（10001100）之分。1.2.2煤炭气化煤炭气化是指煤在特定的设备内，在一定温度及压力下使煤中有机质与气化剂（如蒸汽/空气或氧气等）发生一系列化学反应，将固体煤转化为含有CO、H2、CH4等可燃气体和CO2、N2等非可燃气体的过程。1.2.3煤的液化直接液化，煤在氢气和催化剂作用下，通过加氢裂化转变为液体燃料的过程称为直接液化。裂化是一种使烃类分子分裂为几个较小分子的反应过程。因煤直接液化过程主要采用加氢手段，故又称煤的加氢液化法。间接液化，间接液化是先把煤炭在高温下与氧气和水蒸气
4、反应，使煤炭全部气化、转化成合成气（CO和H2的混合物），然后再在催化剂的作用下合成为液体燃料的工艺技术。1.2.4煤气化联合循环发电（IGCC）煤经气化成为中低热值煤气，经过净化，除去煤气中的硫化物、氮化物、粉尘等污染物，变为清洁的气体燃料，然后送入燃气轮机的燃烧室燃烧，加热气体工质以驱动燃气轮机作功，燃气轮机排气进入余热锅炉加热给水，产生过热蒸汽驱动蒸汽轮机发电系统发电。1.2.5煤的多联产技术所谓煤炭多联产，是指通过煤炭转换，利用技术的有机集成，获得多种二次能源(电、甲醇等液体燃料、城市煤气、氢等气体燃料)和多种高附加值的化工副产品，以及用于工艺过程产生的有效能量的过程。1.3煤化工的发
5、展与运用煤化工开始于18世纪后半叶，19世纪形成了完整的煤化工体系。进入20世纪，许多以农林产品为原料的有机化学品多改为以煤为原料生产，煤化工成为化学工业的重要组成部分。第二次世界大战以后，石油化工发展迅速，很多化学品的生产又从以煤为原料转移到以石油、天然气为原料，从而削弱了煤化工在化学工业中的地位。煤中有机质的化学结构，是以芳香族为主的稠环为单元核心，由桥键互相连接，并带有各种官能团的大分子结构，通过热加工和催化加工，可以使煤转化为各种燃料和化工产品。焦化是应用最早且至今仍然是最重要的方法，其主要目的是制取冶金用焦炭，同时副产煤气和苯、甲苯、二甲苯、萘等芳烃。煤气化在煤化工中也占有重要的地位
6、，用于生产城市煤气及各种燃料气，也用于生产合成气；煤低温干馏、煤直接液化及煤间接液化等过程主要生产液体燃料。1.4中国煤化工发展2006年我国在建煤化工项目有30项，总投资达800多亿元，新增产能为甲醇850万吨，二甲醚90万吨，烯烃100万吨，煤制油124万吨。而已备案的甲醇项目产能3400万吨，烯烃300万吨，煤制油300万吨。2006年，国家发改委出台了政策并利用各种渠道广泛征求意见，以期规范和扶持煤化工产业的发展。2006年中国自主知识产权的煤化工技术也取得了很大的进展，开始从实验室走向生产。2007年我国煤化工产业稳步推进的一年，在国际油价一度冲击百元大关、全球对替代化工原料和替代能
7、源的需求越发迫切的背景下，中国的煤化工行业以其领先的产业化进度成为中国能源结构的重要组成部分。煤化工行业的投资机遇仍然受到国际国内投资者的高度关注，煤化工技术的工业放大不断取得突破、大型煤制油和煤制烯烃装置的建设进展顺利、二甲醚等相关的产品标准相继出台。2.煤化工带来的环境污染近年来，煤化工发展重点是现代煤化工，主要是经煤气化制合成气再深加工生成各种煤基能源化工品。煤气化是生产各类煤基化学品(氨、甲醇甲醚等)、煤基液体燃料、煤基低碳烯烃、制氢、先进IGCC发电、多联产系统的共性、关键技术，是煤化工的基础。由于煤气化工艺的不同，随之产生的污染物数量亦不同。以褐煤、烟煤为原料进行气化产生的污染程度
8、远远高于以无烟煤和焦炭为原料的污染物。气化工艺不同，污水中杂质大不相同。与固定床相比，流化床和气流床工艺的废水水质较好2.1煤化工产业涉及到的主要环保问题(1) CO2气体排放：煤制油的生产和使用过程中CO2排放量高于炼油生产34倍,据了解,每吨煤制产品油大约排放912t CO2,由天然石油制得的产品油一般每吨只排放3t多CO2,因此,煤制油将极大地增加温室气体CO2的排放量,如果不采取相应的减排措施,将对地球的气候环境带来不利影响。(2)工艺废气:煤化工生产过程中,工艺废气的种类很多,主要有煤炭破碎筛分和转运中的煤尘、煤气化灰水处理低压闪蒸槽的闪蒸气、变换汽提的酸性尾气、低温甲醇洗尾气、硫回
9、收冷凝器尾气、空分装置排放的污氮和分子筛吸附再生气、火炬燃烧废气、气化炉烘炉气和开车尾气等。(3)水资源:煤化工产业需要消耗大量的水资源,对水资源供应的可靠性要求很高。我国煤炭资源丰富的西北地区是未来煤化工产业发展的重点地区,当地发展煤化工产业的积极性十分高,但是这些地区都是严重缺水的地区,水资源的缺乏将严重制约这些地区发展煤化工产业。(4)煤化工生产过程中的工艺废水种类很多,主要有:煤气化灰水槽排出的灰水,非溶解性固体和悬浮物浓度很高,并含有氨氮、硫化物、氰化物等气化生产的特征污染物；变换废水；酸性气体脱除废水；硫回收废水；氢气回收废水；其它工艺废水等。2.2对于煤转化的排污情况详细分析（1
10、）煤化工粉尘污染备煤系统包括原煤卸料、原煤存贮、破碎筛分、气化上煤及锅炉上煤等设施,在备煤系统中,煤的运输、储存、破碎、筛分等过程均产生大量粉尘。（2）煤化工的污水煤气化排污水为煤转化中的主要工艺废水,污染组分为COD、BOD5、总氨、总酚、挥发酚、石油类、氰化物、硫化物、SS等。煤气洗涤排水(含尘煤气水)是煤转化中的主要工艺废水,污染组分为COD、BOD5、总氨、总酚、挥发酚、石油类、氰化物、硫化物、SS等,水量大,具有一定的处理难度,是煤化工产业污染防治的重点对象。变换工艺冷凝液为煤气冷却排水(含油煤气水),也是煤转化中的主要工艺废水,污染组分为COD、BOD5、总氨、总酚、挥发酚、石油类
11、、氰化物、硫化物、SS等。（3）煤化工工艺废气污染煤气化过程中的产排污环节主要有煤锁卸压弛放气、煤气化排污水和气化灰渣。主要工艺废气,污染组分为粉尘、CO、苯并芘、CO2、H2、CH4等,经旋风除尘后高空排放。低温甲醇洗工艺尾气为煤转化中的主要工艺废气,污染组分为CO2、甲醇、H2S、N2等。预洗闪蒸塔排放气和低温甲醇洗酸性气的污染物组分主要为CO2、H2S和CnHm。3.煤化工污染的防治3.1制定煤化工发展规划目前,我国产煤大省发展煤化工产业的热情很高,煤化工产业发展存在过热现象已是不争的事实,国家有关部门正在研究制定全国煤化工发展规划、产业政策和新上煤化工项目的准入条件。各地应在国家政策的
12、指导下,认真编制本地区煤化工产业的区域发展规划,综合考虑地域资源优势和市场竞争力等各方面的因素,以可持续发展为目标,合理规划并布局本地区的煤化工产业,制定合理的区域性煤化工产业定位、产品结构和产业链。3.2采取措施改变煤炭消费结构我国煤炭资源相对丰富,是煤炭资源大国,但更是煤炭消费大国,可提供给煤化工产业的煤炭资源不可能很多,因此发展煤化工必须改变我国目前的煤炭消费结构,以便为煤化工产业提供充足的煤炭资源。(1)加快发展核电,减少火力发电用煤量,国民经济发展增量对电力的要求应尽量依靠核电予以弥补,而不是依靠大量发展火电来弥补。(2)大力发展民用天然气和沼气,减少民用煤的数量。(3)控制并减少冶
13、金耗煤量,我国焦炭出口量很大,大量消耗紧张的煤炭资源,同时又留下严重的环境污染,因此,必须控制焦炭产量,当务之急是控制焦炭企业的数量和规模。(4)加大节能措施的执行力度,减少能耗,提高煤炭利用率。3.3.提高煤炭资源集中度大型煤化工企业耗煤量巨大,以建设一个每年需耗煤10000kt(产能约为25003000kt的煤制油项目,或产能2000kt的煤制烯烃项目)、工厂设计寿命为30年的大型煤化工企业为例,则需配套的煤炭资源为3108t(3亿吨),加上为其配套的社区用煤量(取暖和民用燃气等),需要配套的煤炭资源量将大于3108t(3亿吨)。因此,发展煤化工必须提高煤炭资源的集中度,我国煤炭发展规划需
14、作适当修改,应将提高煤炭集中度的问题补充编入全国煤炭发展规划。3.4实行严格的节水制度煤化工产业不论是生产甲醇及其下游产品、还是生产煤制油产品,都要消耗大量的水资源,水资源可靠与否是建设大型煤化工企业的先决条件。我国煤炭资源丰富的西北地区,是煤化工规划发展的重点地区,但也是严重缺水地区,煤化工企业必须实行严格的节水制度,因此控制生产用水、实现“废水零排放”应成为新上煤化工项目的准入条件之一。3.5规范煤化工规模煤化工的规模效益非常明显,煤化工企业要综合考虑当地资源条件、产品结构、品种差异、市场变化趋势、技术成熟程度以及投资情况等因素,确定具有一定市场竞争力的产品结构和规模；同时,副产品的加工利
15、用也需主产品要具有足够的规模方可产生经济效益。工厂结构的复杂程度将显著提高,运营管理将变得十分复杂,规模经济效益将难以发挥。综上所述,确定煤化工项目的建设规模时应注意以下问题:(1)煤化工企业的规模不能太小,规模小的煤化工企业其副产品产量也较小,难以单独加工成高附加值的副产品,对企业整体经济效益有很大的负面影响,因此煤化工企业必须达到一定的经济规模。(2)煤化工企业的规模又不能太大,规模太大则工厂结构过于复杂,运营管理十分困难,势必抑制规模经济效益的发挥。(3)目前我国拟建煤制油或煤制烯烃项目的一般规模(油品3000kt/a,烯烃6001000kt/a)基本上是合适的,若与炼油、IGCC热电、
16、制氢等产业进行有机联合,则规模经济效益更为显著。3.5成熟技术问题煤化工是技术高度密集的产业,在选择生产技术时,不仅要考虑技术的先进性和投资情况,更要考虑技术的成熟度和存在的风险。对于大型的煤化工联合生产装置,不仅要考虑单项技术的成熟程度,还要考虑不同技术组合后的成熟程度,以便将技术风险控制在最小限度之内。3.6环境保护问题我国煤化工产业必须走高效、节能和环境友好的可持续发展之路,决不能走单一的煤转化之路,应将防范和解决环境保护问题贯穿于煤化工项目的规划、设计、建设、运行和管理等全过程之中。清洁生产和清洁生产技术是煤化工产业防范和解决环境保护问题的重点和核心,必须予以高度重视,煤化工产业应选用
17、成熟的清洁生产技_术,认真实行清洁生产制度3.7发展循环经济。从资源流程和对环境影响的角度考察，增长方式存在两种模式：一种传统模式，即“资源-产品-废物的单向线性过程。经济增长越快，资源消耗越大，污染排放越多，对资源环境的负面影响越大。另一种是循环经济模式，即“资源-产品-废弃物-再生资源”的闭环反馈式循环过程。现在发达国家正在走的是这种发展模式。4.结束语在大力发展新型煤化工时，我们要做到一切从提高系统运行环保节约效果出发，因地制宜，大力鼓励和支持环保技术创新，提高能源的循环利用，降低排放量，减少环境污染。将环保理念渗透到经济领域、优化经济发展模式中去，通过先进经济发展模式解决环境问题，使我
18、国煤化工企业走上集约、绿色、综合高效的可持续发展道路。参考文献：1.陈贵锋.十二五期间我国洁净煤技术发展值得关注的方向期刊论文.中国能源,2011,33(8)2.濮洪九.关于推进我国煤炭清洁生产与利用的思考期刊论文.中国能源,2010(03)3.吴波.大力发展资源节约型、环境友好型煤化工产业.中国煤炭加工与综合利用技术、市场、产业化发展战略研讨会论文集会议论文-20084.周丽,胡山鹰,陈定江,金涌.现代煤化工产业基地发展模式与实例分析会议论文-20075.战彦领.煤炭企业多种经营产业结构优化策略探析期刊论文.煤炭经济研究2007(1)6.裴国春.当前化工企业生产中环境保护问题的探讨.科学与财
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