時間:2020年11月17日 分類:科學技術論文 次數:
摘要:隨著科學技術的快速進步,中國逐步加強了對煤炭、石油等相關資源的開發利用。但隨著相關資源特別是煤炭資源的持續過度開發,庫存量不斷減少,對周邊環境也產生了非常惡劣的影響。如何有效利用現有能源已成為煤化工未來發展的一個重要方向。本文綜述了煤化工的發展現狀和新技術研究,并對煤化工的未來發展方向進行了展望。
關鍵詞:煤化工技術 ;發展現狀 ;技術研究 ;展望
煤炭作為國內經濟發展的重要能源,其資源的有效利用將直接影響到國內各領域發展進程的順利進行。因此,在有效保護生態環境的前提下,大力發展煤化工新技術已成為該領域面臨的重要問題。這不僅需要有關部門的共同努力,也需要為煤化工新技術的長遠發展奠定基礎,國家應給予煤化工新技術政策支持。
1 當前煤化工技術研究現狀
1.1 煤炭焦化技術
近年來,國內經濟的快速發展可以依靠煤炭資源的有效支撐。雖然中國的煤炭資源比較豐富,但是中國對于煤炭資源有需求的領域較多。另外,一些容易采集的煤炭資源已經被大量的開采出來,其余的屬于采集資源難度較大的煤礦。現有的煤炭開采技術不僅會造成煤炭資源的浪費,還會影響當地的生態資源,給環境保護領域帶來巨大的壓力。
此外,傳統的煤化工技術效率低下,煤的煉焦技術的發展不僅有效地降低了煤炭開發的成本,而且與傳統的煤炭資源收集過程相比,對周圍環境的影響較小,更加環保。同時,煤炭焦化技術的更新和進步使煤炭工業的發展更加迅速,產生了多種新的煉焦技術,為提高煤炭焦化技術的附加值奠定了基礎。煤化工新技術不僅需要先進設備的支持,更需要技術力量的支持。但從我國實際情況來看,煤炭新焦化技術缺乏專業技術人才和先進的理論知識,阻礙了該領域的研究與發展。與傳統煤化工工藝相比,煤焦化工藝設備不僅具有較高的操作效率,而且自動化程度也高于傳統煤化工工藝。此外,煤的煉焦設備靈活,實際操作過程更加方便,不需要消耗大量的人力和物力。
1.2 煤炭氣化技術
氣化過程是煤炭的一個熱化學加工過程。它是以煤或煤焦為原料,以氧氣(空氣、富氧或工業純氧)、水蒸氣作為氣化劑,在高溫高壓下通過化學反應將煤或煤焦中的可燃部分轉化為可燃性氣體的工藝過程。一般包括干燥、燃燒、熱解和氣化四個階段。煤在氣化爐中干燥以后,隨著溫度的進一步升高,煤分子發生熱分解反應,生成大量揮發性物質(包括干餾煤氣、焦油和熱解水等),同時煤粘結成半焦。煤熱解后形成的半焦在更高的溫度下與通入氣化爐的氣化劑發生化學反應,生成以一氧化碳、氫氣、甲烷及二氧化碳、氮氣、硫化氫、水等為主要成分的氣態產物,即合成氣或粗煤氣。
1.3 煤炭液化技術
煤炭液化技術按過程的不同可分為直接液化和間接液化。由于國內煤炭液化技術起步較晚,相關工藝環節與國外先進技術相比相對落后,需要國內研究人員不斷改革和創新。煤炭液化技術主要是通過一個特定的過程將煤從固態轉化為液態。該技術產生的能源更加清潔,對石化產品的替代具有一定的作用。但是,我國對煤炭液化技術的研究還處于起步階段,需要借鑒更先進的經驗和扎實的工作理論,為煤炭液化技術的發展增添更大的動力。
2 新型煤化工技術的發展趨勢
在未來,新的煤化工技術,雖然使用和生產材料仍然是煤,但工藝技術將會得到不斷的發展和變化。與傳統的煤化工技術相比來看,新的煤化工技術將更加先進和科學。不斷提升新型氣化技術、MTO、DMTO技術、煤炭直接法、間接法液化技術,以及氣體凈化技術、大型低壓甲醇合成技術及其重大裝備升級與水平。綠色發展是現代煤化工產業高質量發展的根本要求,而產品的差異化和高端化是現代煤化工產業高質量發展的重要途徑。這一領域將成為我國一個新興的產業,進一步推動國內能源結構的優化改革。傳統的煤化工技術將被現代社會徹底淘汰,并逐漸被新的煤化工技術所取代。在未來,煤化工新技術的發展應具有以下優勢:
首先,煤化工新產品大多是清潔能源產品,可以替代石油、柴油、汽油等廣泛應用于生產和生活的能源產品。其次,煤化工新技術的推廣應用可以促進新的環保能源結構體系的構成。第三,煤化工新技術的應用符合當前國內環保需求。與此同時,煤化工新技術的應用,對企業降低成本,提高經濟效益也有很大的推動和促進作用。今后煤化工新技術可以協調環境與生產的關系,充分利用生產資源為社會做貢獻。另外,還可以集中生產過程中產生的廢棄物,對減少最終污染物的產生有積極的作用。最后,煤化工新技術的發展有利于新產業的興起,也為技術人員的培訓增加了更多的途徑。
3 未來新型煤化工技術發展方向
未來煤化工新技術的研究和發展方向主要是:第一,通過煤化工新技術的應用,將原煤產品分解提取出多種碳氫化合物,提供相關單位進行研究。目前,我國目前已采用的煤化工新技術是通過甲醇裂解法提取了烯烴,提取轉化率達到100%。其次,煤炭資源是人類生存和生產的基本能源,也是研究煤化工的基礎。甲醇在化學工業中應用廣泛,同時需求量也大。煤化工新工藝可以生產甲醇同類型的加工產品,也可以應用于羥基化,來實現煤化工產品的加工和提取。第三,煤化工新技術的應用也可以把原煤作為低碳烴產品。
上述產品已在一些國際領域得到重視和應用,其生產技術和先進技術也高于國內現有技術。各種生產工藝和技術已經能夠滿足大批量生產的需要,相關的衍生產品也很多,一般都是通過PD催化技術產生的。這些生產技術和工藝具有很高的應用價值,既可以通過煤化工新技術生產各種清潔能源,又可以利用聯動技術生產二次能源。
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4 結束語
綜上所述,生產和生活需要大量的煤炭資源,因此煤化工技術的發展對社會產生了深遠的影響。煤化工新技術的研究,指明了煤炭行業的發展方向,同時緩解了市場上煤炭資源的短缺。因此,有必要加強煤化工新技術的研究,使煤化工新技術在實際操作過程中得到廣泛應用。由于煤炭資源是不可再生資源,國家應該加大對清潔能源的投入和研究,在生產和生活中替代煤炭資源,給人們創造綠色生活環境。
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作者:白峰