煤化學(xué)在潔凈煤技術(shù)中的應用

●20●價(jià)值工程煤化學(xué)在潔凈煤技術(shù)中的應用Application of Coal Chemistry in the Clean Coal Technology張云麗Zhang Yunli;蘇瑩瑩Su Yingying(黑龍江省煤田地質(zhì)測試研究中心,哈爾濱150046)( Heilongjiang Province Coal Field Geology Test Research Center, Harbin 150046,China )摘要:本文對煤炭在潔凈能源發(fā)展中的重要作用進(jìn)行了闡述,并從煤化學(xué)的角度從氣化、液化及一碳化學(xué)方面介紹了潔凈煤技術(shù)的發(fā)展和應用,并對其前景進(jìn)行了展望。Abstract: The important role of coal in the development of clean energy is narrated, with the development and pplicaion of clean coal technology areintroduced from the aspects of gasify, liquefaction and One Carbon product, the prospects are looked ahead.關(guān)鍵詞:煤化學(xué);潔凈煤;一碳化學(xué)Key words: coal chemical; clean coal; One Carbon product中圈分類(lèi)號:TD94文獻標識碼:A文章編號:1006 4311(2010)06 0020-010引盲事實(shí)上,煤炭直接液化技術(shù)研究開(kāi)發(fā)已有近百年歷史已經(jīng)開(kāi)在世界經(jīng)濟發(fā)展日益蓬勃的今天煤炭、石油、天然氣作為不可發(fā)出的比較 典型煤加氫液化工藝有10多種。煤的液化可分為:煤的再生的能源是推動(dòng)經(jīng)濟和社會(huì )發(fā)展的重要物質(zhì)基礎。然而,能源的直接液 化和煤的間接液化。煤的直接液化是進(jìn)行高溫高壓加氫的工短缺和利用能源帶來(lái)的環(huán)境惡化問(wèn)題促使人們開(kāi)始探索新型能源。藝技術(shù),即在溶劑中將較高比例的煤粉和煤溶解,然后加入氦氣和但目前，在世界范圍內新型能源、可再生能源、水電及核電的發(fā)展尚催 化劑進(jìn)行加氫裂化、脫硫、脫氮、去氧、異構化等反應，生成固液混不能普遍取代礦物燃料。我國是一個(gè)富煤貧油少氣的國家,煤炭作合物 ,通過(guò)蒸餾分離得到液體產(chǎn)物即人造石油。煤的間接液化是先為我國的主要能源,對我國國民經(jīng)濟的發(fā)展起著(zhù)極其重要的作用。將煤炭氣化,然后在催化劑作用下通過(guò)費一托反應及蒸餾分離得到我國煤炭資源豐富，發(fā)展煤化工減輕對環(huán)境的污染和對石油的依石腦油 、柴油和汽油等液體產(chǎn)品的工藝技術(shù)。賴(lài)，有利于我國石油替代能源戰略的實(shí)施以及化學(xué)工業(yè)的結構調煤炭液化的優(yōu)點(diǎn)是操作簡(jiǎn)便,有利于進(jìn)行工業(yè)化生產(chǎn)。而且在整。但由于煤化工產(chǎn)業(yè)對水的需求量大,二氧化碳和二氧化硫等溫煤的液 化過(guò)程中，可以將-些對人有害的元素分離并除去,從而減室氣體的排放量較大,從而制約了其發(fā)展。少在使用過(guò)程中對環(huán)境的污染及溫室氣體的排放。潔凈煤技術(shù)是指煤炭從開(kāi)采到利用的全過(guò)程中,減少污染物排1.3 -碳化學(xué)放和提高利用效率的加工、轉化、燃燒及污染控制等新技術(shù),包括潔-碳化學(xué)是由20世紀70年代的石油危機引發(fā)的另-重大課凈生產(chǎn)技術(shù)、潔凈加工技術(shù)、高效潔凈轉化技術(shù)、高效潔凈燃燒與發(fā)題。 -碳化學(xué)是指以分子中只含- -個(gè)碳原子的化合物如一氧化碳、電技術(shù)和燃煤污染排放治理技術(shù)等。煤炭的高效潔凈利用,是解決二氧化碳、 甲烷、甲醇等)為原料,反應合成一系列重 要的化工原料我國能源短缺、環(huán)境惡化及未來(lái)潔凈能源開(kāi)發(fā)利用問(wèn)題的有效途和燃料的化學(xué) 制造體系的總稱(chēng),其核心是選擇催化化學(xué)轉化、小分徑子的活化和定向轉化。因此， -碳化工實(shí)際上是新-代的煤化工和1潔凈煤的轉化天然氣化工,其作用是利用煤炭來(lái)制備液體燃料解決能源短缺的問(wèn)1.1煤的氣化題。通常-碳化學(xué)的范疇,主要是指一氧化碳、二氧化碳、甲烷、甲醇目前,煤炭的氣化是煤化工產(chǎn)業(yè)的核心，即將處于地下的煤炭四種物質(zhì)所涉及的有關(guān)內容。 由于甲烷是天然氣的主要化學(xué)成分，進(jìn)行有控制地燃燒，通過(guò)對煤的熱作用及化學(xué)作用產(chǎn)生可燃氣體，二氧化碳在 化工上的應用并不多,同時(shí)甲烷、二氧化碳及甲醇都可集建井、采煤、氣化工藝為- -體的多學(xué)科開(kāi)發(fā)潔凈能源與化工原料由一氧化碳制造 ,故狹義的一碳化學(xué)就是指一氧化碳化學(xué),或稱(chēng)合的新技術(shù)。使煤炭的開(kāi)采由傳統的物理采煤轉變?yōu)樾滦偷幕瘜W(xué)采成氣(CO+H2)化學(xué)。 當前,一碳化學(xué)的主要目的是節約煤炭和石油煤，因這種方法具有安全性好投資少效率高、污染少等優(yōu)點(diǎn),被譽(yù)資源,用少的碳原料生成多的燃料,提供給人類(lèi)。其中,將煤炭加工為第二代采煤方法。成CO,再以- -碳化學(xué)為理論基礎提高煤炭的綜合利用的經(jīng)濟價(jià)值煤炭氣化過(guò)程是煤炭的一-個(gè)熱化學(xué)加工過(guò)程，包含-系列物成為研究的重點(diǎn)。理、化學(xué)變化。它是以煤或煤焦為原料,以氧氣(空氣、富氧或工業(yè)純對一碳化學(xué) 的研究有催化法和放射線(xiàn)法。放射線(xiàn)的特點(diǎn)是可以氧)及水蒸氣作為氣化劑,在高溫高壓下通過(guò)化學(xué)反應將煤或煤焦在常溫常壓 下進(jìn)行,但需依賴(lài)于電子加速器的進(jìn)步。目前研究一碳中的可燃部分轉化為可燃性氣體的工藝過(guò)程。煤的氣化主要分為:化學(xué) 多用催化法,并且一些產(chǎn)品已投產(chǎn)。我國煤炭資源比較豐富,探.煤的地下氣化和煤的地面氣化。煤炭地下氣化與地面氣化原理相明的儲量約為 6000億噸,居世界第三位。因此,在我國發(fā)展-碳化同,煤氣成分也基本相同,但其工藝型態(tài)不同。地面氣化過(guò)程在氣化學(xué)的研究并 指導煤炭潔凈技術(shù)的發(fā)展是我國解決能源問(wèn)題的另一爐內的煤塊中進(jìn)行,而地下氣則在煤層中的氣化通道中進(jìn)行。條重要途徑。煤炭的氣化不僅提高 了經(jīng)濟效益,而且改善了能源結構,增強2結柬語(yǔ)了煤礦生產(chǎn)的安全性。煤炭氣化后的灰渣留在原地,從而避免造成在當前能源短缺和環(huán)境惡化的大背景下,發(fā)展潔凈能源成為我廢氣、廢水、廢渣等污染,并可減少因煤炭采空造成的地面下沉。此國經(jīng)濟 實(shí)現可持續發(fā)展的重要支撐。我國煤炭資源豐富,煤炭是我技術(shù)可大大提高資源回收率,使傳統工藝難以開(kāi)采的邊角煤、深部國國民經(jīng)濟的主要能源， 同時(shí)也是許多重要化工產(chǎn)品的主要原料。煤、"三下"壓煤和已經(jīng)或即將報廢礦井遺留的保護性煤柱得到開(kāi)我國發(fā)展潔凈能源的出路在于改善能源消費結構,合理高效、潔凈采,同時(shí)深部開(kāi)采條件極其惡劣的煤炭資源也可得到很好的利用。地開(kāi)發(fā)中國煤化工內發(fā)展對發(fā)揮豐富的煤炭1.2煤的液化資源優(yōu)勢對化工產(chǎn)品的需求,也具煤炭是一種碳含量高、氫含量少的固體燃料。與液體燃料(從原有 現實(shí)利f YHCN M H G在更為廣闊的領(lǐng)域內為煤油中提取的)相比,煤炭不便于處理和運輸。通過(guò)脫碳和加氫技術(shù),煤炭產(chǎn)業(yè)的發(fā)展,特別是在煤的特征與生成燃燒與氣化、燃燒與熱解炭可以直接或間接轉化成適于運輸的液體燃料。隨著(zhù)石油儲量的逐及煤分類(lèi)等各方面， 為環(huán)保技術(shù)、節能技術(shù)、煤化學(xué)技術(shù)等技術(shù)的有漸減少,煤炭液化就成為了當前有效的替代性液體燃料的途徑之一。機結合 ,為潔凈煤技術(shù)的發(fā)展提供必要的技術(shù)支持。