苑栗
本溪钢铁(集团)建设有限责任公司混凝土分公司,辽宁 本溪 117000
摘要:随着经济的发展,我国的化工建设的发展也有了改善。我国的能源资源特征主要体现在富煤、少油、缺气等方面,而这一特征决定了煤炭作为我国主要消费能源的地位且短期内不会改变。在大量使用煤炭资源的背景下,切实促进并保障了我国经济发展,但因煤炭的大量使用,愈发凸显了环境污染及资源枯竭等问题。现代煤化工技术的有效发展对煤炭清洁高效利用、推动经济增长等都具有重要意义,发展煤化工的目的就在于促进煤炭资源的清洁高效利用,社会可持续发展等得以良好实现。
关键词:煤化工工程;项目施工;现场管理措施分析
引言
煤是目前地球上能够获得的最丰富的化石燃料,也是现今我国储量最丰富的能源之一,其储存量远大于石油和天然气等能源。煤化工指的是以煤为原料,经过物理加工和化学加工使之转化为气体、液体和固体燃料以及各类化学品的过程。在我国的能源结构中,过去和现在的主流产业都是以煤资源为主。根据有关数据统计,20世纪末我国的能源构成为:煤炭76.2%,石油16.8%,天然气2.5%,水电4.5%。因为煤炭资源所具有的巨大比例,所以决定了煤化工成为我国化工行业的支柱型产业。无论是火力发电,还是工业锅炉,亦或是民用,煤化工产业都能提供丰富且稳定的基础资源。那么,我国的煤化工行业存在哪些优势和问题,煤化工的未来应该朝哪个方向发展?笔者带着这些问题进行了探索,并对此作出个人的分析。
1煤化工存在的问题
1.1煤化工技术存在风险
除了产业结构的调整是一个问题,其技术仍是发展的瓶颈。虽然煤化工发展到今天,煤焦化、液化工艺日渐成熟,但在气化工艺技术上仍然存在很多问题。煤气化作为煤化工的核心技术,在国内外备受推崇。但由于国内煤气化技术的发展限制,现在很多关键技术依然是采用从国外引进的方法来完成。如国内多家企业同时引进多套没有经过化工工程实践的煤气化设备,导致在运行过程中不断出现问题,最终给企业造成了严重的经济损失。例如前面所述的煤制烯烃、煤制油等项目虽然在国外已经开发,但在国内尚未得到比较成熟的工业化验证,在以后的投产运行中依然存在巨大的风险。
1.2煤化工带来的安全和环境问题
随着人类生活质量的逐步提高,大家对生活的环境要求也在逐渐提高,此时化工行业走入了人们的视野。由于化工行业的特殊性,易燃易爆有毒有害物质不可避免的产生,使得化工产业成为人们心中污染环境的“罪魁祸首”。煤化工作为化工行业的支柱性产业首当其冲,成为环境污染问题的重中之重。煤化工的生产过程中,无论是原材料、中间体还是产品,以有毒有害物质居多,这些物质的排放都会造成严重的环境污染。煤直接燃烧的废气排放已成为中国环境的主要污染源,我国SO2和CO2排放量分别居世界第1位和第2位,其中85%的SO2的排放来自于煤炭的使用。煤化工行业给中国的环境保护带来沉重的压力。煤化工生产除了具有普通化工生产共有的特点之外,还具有其他一些特殊性。首先,煤化工生产过程中,易燃易爆、已中毒的物质相较其他行业多得多。例如煤气化生产中产生的煤气、氨气、粗苯等与空气混合,达到一定比例时就有燃烧和爆炸的危险。其次,在高温露天的工作环境中,煤化工造成的粉尘污染比较严重。焦炉和气化炉的生产过程中,都会产生大量的粉尘和烟气,这些气体中含有大量有害物质,如SO2、NOx、H2S等,一旦排放到空气中,会造成严重的空气污染。最后,煤化工工艺条件比较苛刻,如炼焦需在950℃~1050℃下进行,而煤气化不但需要高温,而且需要高压的条件,对工艺设备、职工安全等都造成巨大的安全隐患。
2煤化工技术的优化分析
2.1?煤焦化
煤焦化是一种煤炭热加工技术,主要是通过对原料煤在隔绝空气条件下进行高温干馏加工的一种煤转化工艺。在高温加工过程当中,煤料中的大分子断链分解,在裂解的过程当中,经过部分液态、气态等物理性质的转换,得到应用价值更高的焦炭,同时获得煤焦油、粗苯以及煤气并回收其它化工产品。据中国炼焦行业协会统计,2010年全国焦化行业已基本实现关停淘汰落后小(老)焦炉,落后的土焦和改良焦生产方式已被淘汰。焦炉炉型逐步实现大型化,捣固炼焦被广泛采用。在引进国外技术和自主创新的基础上,常规炼焦炉实现了大型化和国产化,目前国内最大的顶装焦炉炭化室高为7.63m。捣固炼焦是现有炼焦工艺中应用最广泛的技术之一,我国捣固焦炉发展迅猛,炭化室高度从上世纪60年代的2.8米、3.2米、3.8米逐步发展到4.3米、5.5米,目前国内捣固焦炉以5.5m为主,6.25m和6.78m炭化室高度的捣固焦炉也逐步建成投用,标志着我国捣固炼焦技术不断成熟和快速发展,有效缓解了强黏结炼焦煤资源不足的问题,是今后炼焦技术发展的重要方向。炼焦技术取得快速发展的同时,依然存在着资源利用率低、污染严重、能耗过高的问题。因此,炼焦技术的发展主要以扩大炼焦煤资源、改善焦炭质量、提高劳动生产率、节能降耗、改善操作环境、延长焦炉寿命为目标。
2.2?煤气化技术
煤气化技术主要是通过现代技术手段,在特定的设备内,让煤、焦炭在高温、加压状态下和气化剂发生反应,进而生成气体产物的技术。其中,气化剂主要是空气、水蒸气、氧气等,而气化反应则是包含了大量复杂的化学反应。通过煤气化技术,可以将煤、焦炭转化为水煤气、空气煤气以及半水煤气等,进而满足不同生产、生活领域的应用。煤气化技术是现代煤化工的基础,是煤化工产业链的“龙头”。目前国内外煤气化技术众多,各种技术都有其特点和特定的适用场合,他们的工业化应用程度及可靠性不同,选择与煤种及下游产品相事宜的煤气化工艺技术是煤化工产业发展的重要决策。煤气化技术发展历史已有百余年,传统的煤气化技术在使用过程中,因为技术工艺的限制,导致原料煤中的部分物质在加工转化中生成有害物质,加上相关环保意识的不足以及废气、废渣处理技术的落后,导致煤气化技术应用过程中的污染问题较为严重。目前,国内如煤的催化气化、煤的加氢气化、煤的地下气化、太阳能气化、核能余热气化等技术正在逐步开发试验。其中,温和气化技术具有一定的代表性,该技术是在传统煤气化技术催化剂应用作用的基础上,通过创造一定的生产环境,降低气化温度,提高最终生成气体的甲烷含量。
2.3在煤矿内部的监测监控子系统
在煤矿内部适用的监测监控子系统主要包括以下三个方面的内容:第一,安全监控系统,当前绝大多数煤化工企业选择的都是成本低且技术先进的分站监控系统,该系统的应用价值在于其可以保障煤矿的安全管理以确保高效生产与安全生产。第二,束管监测系统,该系统的应用价值在于其可以对煤矿的关键控制范围进行全天候监测,而且其可以借助煤矿束管色谱检测系统来对空气中存在的易燃易爆气体进行有效检测,进而实现预防火灾事故发生的发生概率。第三,矿压监测系统,因为受到围岩变形等因素的影响,煤矿生产安全性时刻受到威胁,通过实时监测矿压可以起到有效控制冒顶事故以及降低片帮安全事故发生的概率。目前,煤矿的矿压监测系统的主要组成部分包括上位机、通讯主站、离层传感器以及分析数据软件和接收主机。
结语
综上所述,安全检测与监控技术在煤化工生产过程中发挥着非常重要的作用,安全检测与监控技术是确保煤化工生产安全性与稳定性的重要技术保障。煤化工企业必须要加强对安全检测与监控技术的关注力度,积极引进和应用更具先进性的安全监测与监控技术,借助技术力量来有效控制煤化工生产过程中安全事故的发生概率。
参考文献
[1]刘海.现代监测监控技术在煤矿安全生产中的应用研究[J].能源与节能,2018,157(10):143-144.
[2]武志鹏.Web技术下的煤矿安全监测监控及管理系统设计概述[J].现代矿业,2019,35(7):276-277.