煤化工产业环境污染分析 精品

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（500～600℃）、中温干馏（750～800℃）和高温干馏（1000～1100℃）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，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3～4倍,据了解,每吨煤制产品油大约排放9～12t 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:①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；②变换废水；③酸性气体脱除废水；④硫回收废水；⑤氢气回收废水；⑥其它工艺废水等。

2.2对于煤转化的排污情况详细分析

（1）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、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。