绿色化学 煤化工.doc

环境与绿色化学 能源篇 姓名：班级：学号：摘要：随着工业化进程的深入与发展，大量温室气体，尤其是二氧化碳的排出，导致全球气温升高、气候发生变化，这已是不争的事实。比起油和气来，以煤为原料的煤化工产业，在生产过程中排放二氧化碳更多。由此被许多人认为煤化工不符合低碳经济发展潮流。关键词：煤 化工 环保1 世界能源现状 （BP世界能源统计2006），世界常规石油可采资源量为4138亿吨，石油探明总储量为1567亿吨。以目前的开采速度计算，全球石油储量可供开采3040年。油气资源作为天然的自然禀赋资源，全球分布极不均匀，由于全球资源分布和消费格局的不一致，围绕石油资源的竞争将日趋激烈。从而使国际石油市场的变化越来越与国际政治经济的变化紧密联系在一起，其波动日趋频繁。就我国而言，石油的消耗日趋增加，渐渐依赖于进口。 除石油外，世界另一大消耗的能源便是煤，到2003年底，世界煤炭剩余可采储量为9844.5亿吨，储采比高达192（年） ，在未来很长时间内煤的消耗是有增无减，而且，如果无法找到有效的替代能源，煤将有可能代替石油成为世界主要的能源消耗和化工生产原料。因此，发展煤化工的绿色化，不仅是现阶段刻不容缓的迫切需求，也是一项具有长远意义的战略目标。2 煤化工产业 传统的煤化工是用于冶金行业的煤焦化和制取合成氨的煤炭气化，近年来随着社会经济的不断发展，煤化工市场对煤化工产业的品质和用途提出了更高的要求，传统的煤化工正处于不断地发展之中。近年来，以获得洁净能源为主要目的的煤炭液化、煤气化-发电等煤化工和煤化工能源技术，以及醇，醚和低碳烯烃等基础化工原料为目的煤化工技术越来越引起全世界的关注，并成为煤化工发展的主要方向，逐步形成了现代煤化工产业。现代煤化工产业的产品主要有：甲醇、二甲醚、醋酸及其下游产品等甲醇制化工产品、甲醇制醇醚燃料、甲醇制低碳烯烃、直接液化煤制油产品和间接液化煤制油产品等。现代煤化工是我国中长期能源发展战略的重点，以生产洁净能源和可替代石油化工的产品为主；现代煤化工与能源、化工等技术相结合，即形成了煤炭一能源化工一体化的新兴产业。3、 煤化工产业的环境保护问题1、研究结果表明： (1)未来10年内，我国以煤炭为原料生产的替代石油和石油化工产品占总需求量的最高比例不会超过10。 (2)未来20年内，我国以煤炭为原料生产的替代石油和石油化工产品占总需求量的最高比例不会超过20。 因此，煤炭资源的现实决定我国煤化工产业只能适度发展，数量和规模均有限的煤化工企业必须走高效、节能、环境友好的可持续发展之路，决不能走单一的煤转化为初级油品，再由煤化工企业自身精制、加工、销售的高投资、高能耗、高环境污染的不可持续发展之路。2、 煤化工产业涉及到的主要环保问题 (1)CO：气体排放：煤制油的生产和使用过程中CO：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 CO：，由天然石油制得的产品油一般每吨只排放3t多CO：，因此，煤制油将极大地增加温室气体CO：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。 可以预计：在煤化工产业快速发展的过程中，国家定会出台严格的限制CO：气体排放的法规，煤化工行业必须未雨绸缪。 (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。煤化工生产中产生的工艺废气必须妥善处理，确保达标排放。 (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。因此，煤化工企业必须节约用水，要采取“一水多用、循环用水、多次套用”等多种途径的节水措施，生产过程中尽量做到“废水零排放”。 (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。煤化工生产中的工艺废水必须妥善处理，实现达标排放；同时，处理后的废水应做到“一水多用、循环使用和多次套用”，力争实现“废水零排放”的目标。4、 污染物的处理1、 废气的治理，对于煤化工过程中产生的废气，在改进反应工艺的同时，应选取较为适合的除尘器，并根据实际情况综合处理。2、 废水的治理近年来出现了一些新的生物处理技术，如生物炭法（PACT）、生物流化床处理法（PAM）等。1.生物炭法（PACT）在生化进水中投加粉末活性炭与回流的含炭污泥一起在曝气池内混合，从污泥浓缩池中排出的剩余污泥进污泥脱水装置。在曝气池内，活性污泥附着于粉末活性炭的表面，由于粉末活性炭巨大的比表面积及其很强的吸附能力，提高了污泥的吸附能力，特别在活性污泥与粉末活性炭界面之间的溶解氧和降解基质浓度有了很大幅度的提高，从而也提高了COD的降解去除率。一般来说在PACT系统内，活性炭吸附处理COD的动态吸附容量在100%350%（重量百分比），即一公斤粉末活性炭可吸附去除1.03.5KgCOD。而且，PACT法能处理生物难以降解的有毒有害的有机污染物质。对煤化工废水中的高浓度大分子有机物具有良好的处理效果。2.生物流化床处理法（PAM）PAM法实际上是一种基于特殊结构填料的生物流化床技术，该技术在同一个生物处理单元中将生物膜法与活性污泥法有机结合，污染物通过吸附和扩散作用进入生物膜内，通过在活性污泥池中投加特殊载体填料使微生物附着生长于悬浮填料表面，形成一定厚度的微生物膜层。附着生长的微生物可以达到很高的生物量，因此反应池内生物浓度是悬浮生长活性污泥工艺的24倍，可达812g/L，降解效率也因此成倍提高。由于微生物为附着生长方式（不同于活性污泥的悬浮生长），流动床载体表面的微生物具有很长的污泥龄（20d40d），非常有利于生长缓慢的硝化菌等自养型微生物的繁殖，填料表面有大量的硝化菌繁殖，因此系统具有很强的硝化去除氨氮能力。有煤化工废水需要处理的单位，也可以到污水宝项目服务平台咨询具备类似污水处理经验的企业。综述：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