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高志强 贺晓峰 宁岳峰
摘要:在过去的几十年里,我国经济发展得到了很大的成果。在当前的社会环境下,无论是工业生产还是民用领域,对煤炭的消耗量持续攀升。煤化工技术已经融入了社会发展中的方方面面,提供可靠的能源保障。本文将对煤化工技术的发展方向进行研究。
关键词:煤化工技术;发展;研究
煤炭资源促进了第一次工业革命的发展,促进了社会的发展和人类的进步。但是随着时间的推移,煤炭资源的储备量也在下降,并且在长期对煤炭资源的消耗过程中,产生了大量的污染物质,对我们赖以生存的环境构成了严重破坏。那么对煤化工技术进行研究有利于提高对煤炭资源的利用率,降低环境污染程度。
一、煤化工的发展
1.1 煤气化
煤气化一般需要在高温的环境下进行化学反应,最终生成的气体有很多种类,可以对这些气体进行收集,然后保存起来应用在其他场合,具有很好的便利性。目前用在与煤进行反应的物质主要包括水、二氧化碳等,根据需要得到的气体种类不同,使用不同的气化条件,使得最终得到的气体中各气体的种类存在较大的差别。很多采集的煤炭中含有一定的水分,去除这部分水分的同时可以发生化学反应,在经过干馏带和干燥带时能够同时达到这两项条件,得到粗煤气,里面含有很多种杂质和有用的化学物质。
1.2 煤焦化
该技术也称为煤干馏,这一过程在煤化工加工过程中,是作为一种重要的化学加工过程呈现的。煤的焦化能够得到很多种生活中常见的化工原料。煤焦化需要在很高的温度下进行,一般需要将煤加热到950度左右,最终会生成很多焦炭,可以在炼铁行业中使用。煤焦化生成的产品在很多行业中都有使用,包含了各种农业领域、还有医疗领域,并且消耗量比较大,因此可以看出煤焦化技术的重要性。
1.3 煤液化
当前我国掌握的关于煤的加工使用技术已经比较成熟,生产工艺也在不断提升。从表面上看来是将煤转化为其他液态物质,能够在实际应用中更便利。这种技术最开始是由德国的科学家发明的,将煤炭和气态氢在高温下进行反应,最终就可以生成液体物质。在后来的发展过程中,可以使用硫化坞和硫化铜来作为催化剂进行反应,最终可以生成液化的烃类。目前关于这方面的技术已经有很多种,其中包含了美国的EDS法、SRC法、H-Coal技术等,第一种方法也叫做供氢溶剂法,能够很有效的避免催化剂作用的过程中产生有害物质。SRC法叫做溶剂精制煤工艺,并不需要在反应过程中使用催化剂。H-Coal技术同样也是来自美国的一项先进技术,目前应用比较广,这种技术来源于氢油法,要在沸腾床反应器中,使用催化剂进行反应。一般会选用具有较高活性的催化剂,使得转化率大大提升。
二、新型煤化工技术
2.1 煤气化技术
一般在使用煤气化技术时,需要在反应炉中进行反应。其中需要使用很多种催化剂,在反应的不同阶段,也需要使用不同组合的催化剂,最终能够生成异甲醇混合物和甲醇混合物,这两种物质的产生比例可以进行控制,最好的控制目标是需要将其保持在3:2的比例比较合适,在其基础上制成甲基叔丁基醚。煤氣化技术能够用来生产燃料煤气,目前很多城市中使用的煤气等都是来自于这种技术。除此之外,这种技术也能够用来制造合成气。该技术包含固定床气化技术、流化床气化技术、气流床气化技术。
2.2 烃类化学品的合成
当前国内在对煤加工进行烃类化学品的提取时,技术已经十分成熟,转换率也比较高,可以达到100%,经济效益十分可观,这方面的技术我国处于世界前列。但是从目前实际应用情况来看,还有一些可以改进的空间,比如说纯度还有所不足。当前工业中使用的甲烷需求量比较大,但是在有关甲烷转换率方面有所缺陷,一般都低于30%,因此就需要继续加以改进,提高转换效率。
2.3 水煤浆技术
水煤浆应当是现代社会的一种新型燃料,具有很多传统燃料不具备的优势,特别是稳定性比较好,流变性也比较出色,因此受到了很多重视。目前水煤浆技术包含了许多种类,包含了油煤浆、甲醇煤浆等,在存储和运输过程中都比较方便。水煤浆的组成中大概占有65%的煤,可以适用管道进行输送,并且与传统煤燃烧的模式不同,其节能环保型比较特殊。我国拥有比较丰富的煤炭资源,因此在当前背景下,使用水煤浆是比较合理的一种模式。
三、新型煤化工发展的意义
在我国工业不断发展的今天,资源消耗量也越来越大,特别是有关煤炭资源消耗方面。在政府的主导下,提高资源利用率是势在必行的。在我国经济转型时期,国家大力整治环境污染问题,那么新型煤化技术是响应环保政策的重要举措,并且能够降低资源消耗量。从经济性方面看来,新型煤化工技术可以提高产品的附加值,那么就意味着等量的煤炭能够达到更高的利用率,提高企业的经济效益,这也是促进这些企业转型发展的重要动力。
四、结语
我国经济将在未来一些年持续发展,对煤炭资源的消耗量也会不断增长。无论是工业需求还是生活需求,煤化工产生的各类产品都发挥了重要作用。但是必须要认识到煤炭资源是有限的,我们必须要做好规划,提高对煤炭资源的使用率。并且当前环境破坏已经比较严重,影响到了地球的长期发展和人类的生存。煤化工产生的有害物质比较多,因此加强对煤化工技术的研究,提高对煤炭资源的使用效率和经济效益是有必要的,还能有效降低对环境的污染。国内相关科研人员需要加强研究工作,提高掌握先进煤化工技术的能力。
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(作者单位:蒲城清洁能源化工有限责任公司)
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中国化工贸易杂志社编辑部
2019-05-01