论文煤化工工艺过程CO2排放分析与其减排技术，本文是煤化工方面有关毕业论文范文和煤化工和排放和工艺过程方面毕业论文范文.
【摘 要】煤炭资源是我国使用最为广泛的化石资源,也被用来合成大量的化工产品. 煤化工作为基础工业生产方式,是我国工业的基石.但是,当前阶段我国煤的使用效率较低且污染严重,由此若无法有效控制煤资源利用过程中的问题,我国的煤化工就无法取得跨越式发展.因此降低生产过程及使用过程中 CO2 的排放已经摆在了台面上.
【关键词】煤化工；减排；CO2 排放；能源政策
随着工业生产的迅速发展,作为主要温室气体的二氧化碳（CO2）的年排放量越来越多,2015 年,全球CO2 排放量为363 亿吨.CO2 的大量排放可能导致全球气候变暖、极端天气增加等问题.
如何减排、经济有效地利用CO2 成为目前全球面临的课题.
一、煤化工与CO2 排放
煤化工技术大都以CO2 为副产物,CO2 的产生贯穿工业生产的全过程,这与节约资源保护环境的基本国策相悖.这也是煤化工扩大发展反对者最主要的依据. 其实,煤化工并不是CO2 最大的生产者,生产热电的才是导致大量CO2 产生的根本原因.当前阶段,我国的电力工业以热电作为核心,超过一半的煤都被用来进行发电.在建设过程中,煤化工的项目盘子都较大,整个工厂的产能都以百万吨来计算.其生产出大量的二甲醚、甲醇、烯烃、煤制油等等,这就使得煤化工吸引了极大注意力,继而整个煤化工所受压力较之于热电产业更大.2015 年,我国的钢产量猛增至15 亿吨、水泥产量达到20 亿吨,在生产钢与水泥的过程中,消耗了大量的煤,但最后CO2 过量排放的责任全都被推给了煤化工.
二、综合整治煤化工中CO2
(一)升级当前煤气化技术
煤化工对煤的使用达到了淋漓尽致的程度. 可采用一定手段将煤制成合成气体, 其中的有效成分( CO+ H2 ) 的含量受设备的影响.这就需要用更先进的设备与技术投入煤化工产业,这样就能提高能源利用效率,降低 CO, CH 等的排放.
(二)CO2 回收利用
回收利用生产过程中排放的CO2 ,对整体的CO2 控制有良好的助益.由于各种替代能源在一定时期内很难动摇化石能源的统治地位（短期内很难期待新能源的研究取得重大突破）,而CO2问题越来越紧迫,相比其他处理方式而言,CO2 捕集与封存技术（CO2 Capture and Storage,简称 CCS）被视为缓解CO2 问题的一种有效途径.而作为 EOR 技术（ Enhanced Oil Recovery, 简称EOR）则可看成CO2 有效利用,在捕捉、封存的同时还能带来一定的经济效益.
1. CO2 运输
CO2 捕集后,可采用卡车,轮船或管道输送到指定地点,被运输的CO2 有气液固 3 种状态,选用何种方式进行运输,需要考虑捕集地和指定地之间的距离,同时要考虑设备投资和操作费用.管道运输和轮船运输是目前用途较多的两种方式,一般来说,距离不太远时,可采用管道运输,距离过远时,则采用轮船运输.如果选用管道运输,大约被压缩到110 个大气压,在此压力下能保证环境温度下CO2 在管道中呈稠态,使得管道尺寸大大减小,降低管道投资.管道运输对CO2 中的水、氧气、硫化氢等杂质有特殊的限制要求,以避免对管道的腐蚀作用.据测算,0.8 m 直径的管道每1 km 投资大约为60 万美元,采用此种管道将 1 t 的 CO2 输送250 km 的操作费用约为1.5 美元.如果轮船运输,CO2 需压缩到6 个大气压以上,温度保持在–52℃左右,CO2 在此条件下呈液态,CO2 的液化耗能较大,目前最大的液化装置处理能力为 35 万吨 / 年,此种方式应用于小规模的CO2 运输.采用轮船运输,2 万~3 万吨级的轮船造价约为 5000 万~ 7000 万美元,1 个100 万吨/ 年的CO2 液化装置投资大约5000 万美元.若不包括CO2 的液化过程,轮船运输CO2 每500 km 的运费约为每吨20 美元,1500 km 约为22 美元,4500 km 约为28 美元.因此,距离的远近及运输成本等因素决定了CO2 的运输方式.
2. CO2 封存
CCS 最大难题在于CO2 的封存,当前的封存方式主要有以下几种.一是将高压的 注入到海底深入.在海面下 500 m 内,CO2可能会以气态的形式逸出；在500 ~ 2500 m,CO2 以液态的形式存在,但密度小于海水,CO2 有可能浮到海面最终溢出；在2500 m以下,CO2 以液态存在,且密度大于海水,可视作较为安全.一般认为,3000 m 以下的海洋区域才可作为CO2 封存地.但海洋封存也存在两大担忧,一是可能会造成海水酸化,破坏生态；二是封存的CO2 一旦受到地壳变化的影响重新进入大气层,则所有的努力付诸东流.CO2 的海洋封存费用主要有CO2 的运输和封存构成,轮船运输 100~ 500 km 封存1t CO2 的费用约为 13.8 ~ 15.2 美元.管道运输短距离来讲（100 km）,封存费用低于轮船运输,长距离（大于 500 km）,封存费用则高于轮船运输.采用管道运输100 ~ 500 km 封存 1 t CO2 到3000 m 海平面下的费用为 6.2~ 31.1美元.三是将CO2 埋到地下,进行地质封存.在地下 800~ 1 000m 处,超临界状态的CO2 具有液体特性.此项技术也较为成熟,在阿尔及利亚建有示范装置.另外,将CO2 注到快要枯竭的油井里,可使采油率提升,即EOR 技术.把CO2 埋藏到煤床里,可以提高甲烷的采出量,这种技术有待进一步研究.CO2 地下封存的费用取决于封存地的选择,大约封存每吨CO2 花费 0.6~8.3 美元.此外,还可以将CO2 注到盐碱湖,CO2 可与盐碱湖里的一些碱性物质反应生成矿物质盐,与一些硅酸盐物质反应生成二氧化硅和碳酸盐物质,从而达到固碳的功能.
(三)利用CO2 + O2 气化技术
CO2 + O2 气化焦炭制备高纯CO 技术是新技术,其中O2 与CO2 为气化剂,在常压下制备CO 再回收CO2 综合处理：
(1) 甲醇和CO2 的羰基化反应.在碱催化剂作用下,甲醇和CO2 可发生羰基化反应生成碳酸二甲酯:2CH3OH+ CO2 → (CH3O)2CO ,这一反应将作为CO2 原料并且产物单一高效.
(2) 二甲醚和 CO2 反应. 二甲醚在碱催化剂作用下和 CO2 反应,生成碳酸二甲酯: CH3OCH3 + CO2 → (CH3O) 2CO .
(3) 以CO2 为原料生产无机化工产品.CO2 与金属或非金属氧化物为反应,生产的无机化工产品主要有轻质MgCO3、Na2CO3、NaHCO3、CaCO3、K2CO3、BaCO3、Li2CO3 广泛用于各行各业.
(4)CO2 加氢这一技术着眼未来.CO2 加氢技术制备甲醇、二甲醚、乙醇、甲烷、 低碳烯烃等,目前大都处在研究阶段,尚不能大规模投入生产.最主要解决的就是催化与制氢这两大难题.(5) 制备高纯度CO2 注入油田.在油田中注入CO2 可以提高油田的出油率.
(6) 回收燃烧废气中的CO2.回收燃烧产生的废气,分离其中的CO2 ,再将其与煤气混合,得到CO2 和 CH4 比例基本相同的混合气,再和炭进行反应,可生产优质合成气,既充分利用了资源,又解决了污染问题,且有望实现焦化工业 CO2 的零排放.
(四) CO2 循环利用技术
这种技术是指,将CO2 的物理性质作为参照依据,通过循环利用实现煤化工工艺过程最终CO2 排放量的降低.常见的CO2 循环利用技术形式主要包含以下几种：第一,液态CO2 煤浆制取技术.这种技术是指,在粉煤和水的质量分别占比 62% 和 38% 的配比状态中,用液态CO2 取代部分或全部的水,可以在促进气化炉二次反应的基础上,使得焦煤的燃烧质量发生提升.第二,液态CO2 固化技术. 这种技术可以将CO2 制成干冰,进而将其应用在美容、模具清洗等多个不同行业中.第三,CO2 超临界萃取技术.这种技术是指将CO2 作为萃取过程的萃取剂.与其他萃取剂相比,CO2 这种萃取剂的应用优势主要表现为：其便于获取、安全性高、无毒副作用等.这种技术通常被应用在天然香料、药物中的相关热敏性有效成分提取.
三、结语
跨越式发展的经济,带来了大量问题,CO2 排放量的飞速上升就是其中一种,我国急需解决这一问题.解决CO2 排放问题,需要对现有的CO2 储存、转化、循环利用的技术进行改造升级,其中最根本的手段就是CO2 转化技术,但这一技术仍然未能取得突破,无法大规模投入应用；至于储存技术,则较为成熟,可以将之投入实际应用.发展煤化工产业是基于我国国情的必然选择,协调好煤化工产业与减少CO2 排放量之间的关系,是我们的努力方向.
参考文献：
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结束语,此文为一篇适合不知如何写煤化工和排放和工艺过程方面的煤化工专业大学硕士和本科毕业论文以及关于煤化工论文开题报告范文和相关职称论文写作参考文献资料.
参考文献：
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