煤化工技術的發展與新型煤化工技術探討
能源環境
作者:潘利鵬
【摘 要】隨著世界能源多元化時代的到來之際,新的煤化工能源技術的發展,是各個國家技術經濟發展戰略措施之一。大力發展能源技術,關係著我國煤化工技術可持續發展,也是實現總體戰略重要舉措。本文闡述了煤化工技術發展,並在單項成熟技術支撐下探析新型煤化工技術。
【關鍵字】煤化工技術;發展;新型煤化工技術
1.前言
世界上儲存最豐富的化石能源是煤炭,但是隨著經濟全球化發展,煤炭的消耗越來越大。因此在倡導節能減排保護環境的號召之下,發展新型煤化、調整能源化工結構日趨重要。探究煤化工技術以及新型煤化工技術具備實際意義。
2.煤化工技術的發展
煤化工即是以煤作為原料,在化學加工下將煤炭轉換成固體、液體以及氣體燃料及其他各種化學品,最終產出各種各樣的化工產品。依據生產工藝和產品差異分成了煤焦化、煤氣化、煤電石以及煤液化幾條生產鏈。
1)煤焦化
煤焦化也稱之為煤幹餾,是把煤與空氣隔絕加上強熱分解的過程。煤化工包括了一次、二次和深度化化學加工過程,煤化工的產品有焦化產品、氣化產品、液化產品還有合成氣化工產品,焦油化工產品,電石乙炔等。這些化工產品廣泛在應用在工業,農業,醫藥,化工染料,炭素等行業之中,許多煤化工產品是石化工產品都無法取代的。
2)煤氣化
煤通過熱化過程,在高溫下借助化學藥劑進行化學反應把固體的炭轉化為氣體混合物的過程。用氣化劑包括(水蒸氣,空氣,二氧化碳)與煤炭的碳發生均相反應。此外,煤通過熱分解之後的氣態物(二氧化碳、水蒸氣、烴類)等也能和熱碳發生均相反應。根據氣化的方法,氣化的外在條件以及煤的性質不一樣,氣化的氣體的組成也大不相同。依據煤氣爐內開成氣體的過程特點,可以把煤層從上到下的分為(幹燥、幹餾、還帶、氫化)帶與灰層,在幹燥與幹餾帶之中,煤是返到高溫的加熱而失放出的水分並蒸發。餘下的是焦炭在還原帶中發生的氧化反應。經過氣化後的煤是粗煤氣,通過淨化加工之後,就生成各種化學品。
3)煤液化
煤液化是指將煤中有機質進行轉化為流質產物,最終達到利用液態的碳氫化合物代替石油及其相關製品的目的。液化包括真接跟間接技術兩部分,具大的產品市場,發展工藝及工程技術並提升到一定高度,是世界新型煤化工技術和相關產業的重要戰略方向。
①直接液化煤;早在1913年德國科學家就發明了直接液化。就是在高溫下在溶劑作用,將煤炭和氣態氫進行反應,增加了煤炭中的氫含量,最終成為液體過程。到了1927年研究者又使用了硫化銅與硫化鎢做催化劑,把液化分成了氣相加氫與糊相加氫兩個階段,有效解決工程化的問題,並且建設處規模巨大的煤直接液化的企業。隨著發展,如今各種規模的煤直接液化企業林林總總,各式各樣的。
②間接液化;1923年德國皇家煤炭研究生的化學家提出了間接液化煤炭。這種方式就是將煤炭作為了原材料,經過氣化合成了CO2+H2的氣,再將這種氣作為原料,通過催化劑催化,采用F-T合成為液態的烴類產品。
在幾次石油危機影響下,德國、美國等各個國家都比較重視開發煤炭的直接液化新技術,組織出大批的科研開發機構以及各種研發工作,經過大力開發之後出現了多種工藝,其中具備代表性工藝有SRC(溶劑精製煤工藝)、EDS(供氫溶劑法)、H-Coal(氫煤法)等等。