新时代煤化工的绿色高效生产

发表时间:2021/9/6   来源:《科学与技术》2021年第4月第11期(中)   作者:高东 李青宇 周探伟
[导读] 随“百年初心 煤海逐梦”西安科技大学赴陕北高端能源基地国情观察实践
       高东 李青宇  
       周探伟
       西安科技大学   陕西省西安市 710054

       摘要:跟随“百年初心 煤海逐梦”西安科技大学赴陕北高端能源基地国情观察实践团实践过程中,在“碳达峰、碳中和”的双峰背景下,煤化工的绿色高效生产必然是目前人类应该解决的问题。随着人类对煤炭这一最基础能源物质的需求量的水涨船高,所以煤炭的绿色高效开采是非常必要的,以及煤化工企业的清洁高效生产也是必须做到的。
       煤炭是人类从18世纪开始使用的主要能源之一。随着社会科技的发展,人类对煤炭这一最基础的能源物质的需求量的也水涨船高,但煤炭在被过度采掘的同时,由于科学环保的局限因此对环境造成了大量破坏,生态环境被破坏、地下水位下降、地表塌陷等都是煤炭开采引起的环境危害,所以煤炭的绿色高效开采是非常必要的。煤炭的绿色开采是为了与环境协调一致,它定位目的是使矿山开采过程中资源开发效率提升至最高?,降低对生态环境的影响,并且使企业的经济效益与社会的效益进行协调优化。绿色高效开采与可持续发展有着紧密的联系,是可持续发展的重要组成部分。
       煤炭不仅可以直接燃烧利用,而且可以特殊条件下通过一定的工艺可以加工生产出成千上万种化学产品。陕西省榆林市自1998年获批成为全国第一个国家级能源化工基地时,榆林能源化工的基地从小到大,从大变强,一路风雨走过了20年的光辉历程。20年来,能源化工基地在各级领导的大力支持下,不断加快化石资源开发利用,扩大了能源生产规模、努力提高生产能力、加快能源结构调整,加大能源资源转化力度,推动能源产业迈进了新的发展时期。
       但是在日益发展的过程中也暴露出了许多问题,其中环境问题越来越被重视,建设美丽中国已经成为中国人民心向往之的奋斗目标。2018年,生态文明建设写入宪法,“绿水青山就是金山银山”已然成为全民共识。所以为了能贴合实际的了解当前能源产业的情况,更好地提出解决煤化工行业在生产运作时带来的环境问题,西安科技大学赴陕北高端能源化工基地国情观察实践团利用暑期的时间走访了陕北榆林的多家煤化工企业,进行实地调研,根据实际提出想法。
       一、煤矿进行绿色高效开采
       随着社会科技的发展,人类对煤炭这一最基础的能源物质的需求量的也水涨船高,但是在煤炭被大量开采的同时因为科技的局限对环境造成了大量破坏,生态环境被破坏、地下水位下降、地表塌陷等都是煤炭开采引起的环境危害,所以煤炭的绿色高效开采是非常必要的。矿区的绿色开采是为了与环境协调一致,其目标是使矿山开采过程中资源开发效率最高?,对生态环境影响最小?,并使企业经济效益与社会效益协调优化。绿色开采与可持续发展有着密切联系?,它是可持续发展的重要的组成部分。
       煤矿对煤炭的开采应该明确“先治后采”、“边采边治”、“采后治理”三个基本方针。在煤炭开采前相关部门应该对该矿在开采时、开采完对矿区及其周边地区进行详细的环境危害评估。在评估完成后应该根据数据对矿区及预测出的其周边受到影响的地区进行开采前的环境治理,首先完成“先治后采”。在开采时,估算开采量与环境危害的比例。通过比例与开采能力将开采量与生态环境的协调达到最大化,并且地下水资源做到不污染、不破坏,做到“边采边治”。

在煤炭资源开采完煤矿应对矿区环境问题进行遗漏排查将有关问题进行最后治理,对采空区相关煤矿应该进行回填防止未来造成塌陷,最后应对矿区生态环境进行长期维护,这是“采后治理”。基于三个方针的引领下,完成煤矿的绿色高效生产。
       在暑期的实习调研中 ,我深入了解了各个企业的煤化工生产情况,发现一些企业已经将绿色发展贯彻落实,比如神东煤炭集团不仅把“绿色”发展理念贯穿煤炭生产始终,更是在环保与生产的良性循环机制上找到了“以环保驱动经济效益”的方法。而且神东集团将“先治后采”的理念认真贯彻,赋予实际行动自1985年以来累计绿化投入约为18亿。神东集团对煤炭绿色生产理念的贯彻应该受到煤炭行业里其他企业的学习和借鉴。
       二、煤化工企业的清洁高效生产
       煤炭在能源化工行业中的用途十分广泛,并且煤化工与我们的荣昌生活、衣食住行都息息相关。中国的煤炭储量位居世界第三,中国的化石能源储量中煤炭占94%,所以从长远发展的角度看煤化工行业注定占中国化工行业的主导地位,但现阶段煤炭的利用率太低并且极其污染严重。所以怎样发展煤在未来的能源转化技术,怎样发展煤炭在煤化工中的清洁高效利用,是我国能源发展进程中必须要考虑的问题。煤化工的绿色高效生产是本着可持续发展战略,将煤炭的资源丰富性、经济性、可清洁性和保障程度高等特点充分发挥。
       现有的煤化工行业主要以煤制油、煤制气、煤发电等工艺构成。煤气化是煤炭清洁利用的有效方式。煤制清洁燃料,包含直接液化和间接液化两种技术路线。煤的直接液化是在高温高压下通过催化加氢直接液化合成液态烃类燃料,存在反应条件苛刻、对煤的种类适应性差、在发动机上直接燃用较为困难等诸多不利因素。而煤的间接液化是先将煤进行气化,转化为一氧化碳和氢气的合成气,合成气在催化剂作用下反应生产碳氢化合物的混合物,继而加工生产液态油品。其具有操作条件温和、合成产品质量高、污染小的优点,因而是煤制清洁燃料的有效途径。
       我国近些年通过技术研发和工程实践,实现了煤化工领域的“弯道超车”,在多项新型煤化工技术领域取得了突破。如拥有自主知识产权的煤直接液化、煤间接液化、煤气化、煤制烯烃、甲醇制烯烃、合成气制乙二醇、煤制芳烃、煤制乙醇等,都整体达到了世界领先或先进水平。
       据我们深入调研了解陕西煤业化工集团神木天元化工有限公司是煤制油领域中的佼佼者,其自主研发将兰炭(半焦)生产企业的副产物——煤焦油、干馏煤气生产成轻质化煤焦油的专利技术,是在发展新兴清洁替代能源高新技术探索与推广的实践中开辟一条新的途径,对国家能源战略具有重要意义。
       三、化工废料的绿色环保处理
       在煤化工企业的生产过程中不可避免的会有废料、废液、废气需进行处理排放。这些废料绝大多数都具有一定的污染,不能直接排放。对于废料应先进行除去有害物质的处理后进行集中合理处置。废液需要输送到污水处理厂进行有序的除污、消毒等工序加工处理,甚至可以将处理后的水重新投入到工业生产中进行循环利用。废气则需要通过脱硫、脱氮等净化工序处理,通过检测达标后合理排放。当地政府应该根据有关部门对化工厂排放进行事实检测,做到排放安心、人们放心。
       未来30年中国要建成富强民主文明和谐美丽的社会主义现代化强国,确保能源发展的是我们的首要任务。无论是通过技术革命,还是确立环保理念,都是为了将环境的协调与为社会带来利益共同达到最大化。要努力推动煤化工绿色高效发展,为实现中华民族伟大复兴的中国梦提供更加清洁、安全、高效、低碳、可持续的能源。
       
       参考文献:《推动煤炭绿色发展实现能源强国梦想》  作者:凌文
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