煤化工工艺的二氧化碳减排技术探究

引言：基于可持续发展理念，相关部门对煤化工工艺进行优化与创新能够起到提高资源利用率、节能减排的作用。当前，在我国煤化工产业发展期间，各企业的煤炭使用率相对较低，如果在生产中出现煤炭资源未完全燃烧的情况会加重生态环境污染，导致全球气候变暖。同时，我国当前的能源供应量严重不足，缺乏对煤炭资源的重复利用会导致我国能源消耗速度加快，后续会出现能源极度紧缺的问题。所以，为更好地解决煤化工工艺中出现的碳排放与碳利用不足问题，在煤化工过程中对二氧化碳减排技术进行应用已经成为重点，相关部门应当加大对二氧化碳减排技术的研究力度，促进社会经济与生态环境的可持续发展。

一、二氧化碳减排技术概述

二氧化碳减排技术是指通过收集、埋存、利用等方式减少二氧化碳排放量的技术，其主要应用在煤、电工业领域中，主要目的就是降低大气中二氧化碳的浓度。在煤化工工艺中，二氧化碳减排技术的应用可以加强对二氧化碳的高效收集，并通过液态化处理的方式对二氧化碳进行循环利用，可替代化工原料或燃料。同时，二氧化碳减排技术的应用还可以降低能耗，可以将二氧化碳作为制冷剂应用到新型制冷技术中，可大幅降低制冷能耗。为此，在煤化工工艺中，技术人员应当加大对二氧化碳减排技术的应用，充分发挥二氧化碳的利用价值，并借此改善生态环境[1]。

二、煤化工期间二氧化碳的来源

（一）煤制甲醇工艺流程排放

煤制甲醇工艺中必须经过煤气化、合成甲醇等环节，煤气化过程中通常会产生大量的二氧化碳，煤在与氧气和水产生化学作用时往往会出现煤燃烧氧化反应，进而形成氧气。在甲醇合成反应中，氢气是不可缺少的元素，一氧化碳在高温环境中与水还会发生水煤气变换反应，生成二氧化碳和氢气，此时生成的二氧化碳难以满足甲醇合成的目标，就会直接排放已经生成的二氧化碳。

（二）直接液化工艺排放

在煤制油直接液化工艺中也会产生较多的二氧化碳，究其根本原因在于煤制油液化工艺中需要借助煤和氢气的相互作用而获取到所需的液体油，煤炭在其中的主要作用就是为该反应提供氧气，在加入氢化剂之后就会与氧气发生反应进而产出二氧化碳，在氧气跟随水流出的同时二氧化碳也会因此排出[2]。

（三）间接液化法排放

在煤化工过程中，因间接液化法排放的二氧化碳主要源自煤气化工艺、煤化气合成工艺以及精炼工艺。通过对直接液化工艺进行分析可知，氧气和水蒸气是气化剂，在间接液化的过程中会形成二氧化碳。比如，一氧化碳和水蒸气反应会生成二氧化碳和氢气，一氧化碳和氢气发生反应会生成甲烷和二氧化碳。

三、煤化工工艺的二氧化碳减排技术

（一）收集保存技术

收集保存技术作为当前煤化工工艺中经常使用的一种二氧化碳减排技术，该技术在实际应用的过程中需要技术人员在收集好二氧化碳后对其进行分离、压缩等处理，并将处理后的二氧化碳运输到特定位置，从而实现二氧化碳与大气的分离。基于当前的发展趋势分析，我国多数企业都会采取一定措施将二氧化碳保存在废弃的地质结构中，如已经开采完天然气的位置、没有开采机制的煤层等，能够将二氧化碳长期隔离在相关环境中。同时，经相关研究，技术人员如果在废弃油气田中储存高压二氧化碳，可以使油气回采率提高 20% 产量[3]。

（二）再利用技术

在现阶段的煤化工工艺持续发展的过程中，企业还可以充分发挥二氧化碳化学性质的作用而对其进行开发和利用。从现阶段的发展状况分析，二氧化碳再利用技术的使用频率较高，经常应用在食品添加剂制作、舞台效果营造等方面。此外，在运输干粉煤的时候，技术人员往往会将氮气更换为二氧化碳，在生产中会将水生产技术变为二氧化碳，以上对二氧化碳的应用可以最大程度上降低煤化工工艺中二氧化碳的排放量。从二氧化碳再利用的角度分析，二氧化碳作为超临界萃取剂之一，将二氧化碳应用在超临界萃取技术中，不仅可以避免对环境造成污染，还可以节省一部分超临界萃取剂的采购资金。

（三）二氧化碳分离技术和输送技术

二氧化碳分离技术和输送技术也是煤化工工艺中经常使用的二氧化碳减排技术，其在减少二氧化碳排放方面也具有显著效果。具体分析，煤化工过程中产生的二氧化碳浓度相对较高，可为收集工作的开展提供便利，也能够节省一部分资金。例如，技术人员可借助现代气流床煤气化技术获取到定量的合成气，但却不会耗费较多的资金。不管是对二氧化碳进行分离还是输送，因为二氧化碳中含有一些杂质，这就使得必须使用特殊的管材对其进行运输。通过对二氧化碳分离技术和输送技术进行应用，可以在减少二氧化碳排放量的同时避免对煤化工的运行产生影响，使得该技术在日后煤化工工艺发展中会得到广泛的推广和使用[4]。

（四）化学转化技术

化学转化技术是指技术人员基于对二氧化碳化学技术的考量，采用化学技术将二氧化碳转化为其他物质，再对转化后的物质进行应用，可以充分发挥二氧化碳中碳原子的经济效益的技术。在我国科学技术不断发展的背景下，我国二氧化碳化学转化技术也逐渐发展成熟，经常应用在利用二氧化碳生产碳酸盐等工艺中。由于我国对二氧化碳化学转化技术的研究时间比较晚，许多发达国家在该技术的研究与应用上超过我国，我国虽然已经在二氧化碳化学转化技术研究中加大投入力度，但目前依旧处于初级阶段。从目前情况来看，如果二氧化碳化学转化技术可以得到进步，那么则可以达到较为理想地减少二氧化碳排放的效果。

（五）埋存技术

以上技术在煤化工工艺中的应用都能够达到良好地减少二氧化碳排放的效果，但我国幅员辽阔，存在着许多复杂的自然环境，且各地区之间存在显著的经济差异。因此，在对二氧化碳减排技术进行应用的时候，还需要根据当地的自然环境和经济状况进行选择。埋存技术作为二氧化碳减排技术中的主要技术，该技术主要是以埋存二氧化碳的方式避免二氧化碳释放到空气中而对环境造成污染。二氧化碳埋存技术的应用方式有很多，如将二氧化碳埋存在沉积盆底的深部咸水层、埋存在废弃油气田结构层、埋存在强化煤层结构中。然而，埋存技术的应用并不能够将二氧化碳永久保存在这些位置，二氧化碳被埋存后可能会与地下地质结构以及环境发生化学反应，如果后续没有对其进行妥善处理，也会引发一定安全隐患[5]。

结束语：

综上所述，在新时代背景下，社会各界对生态环境问题愈加重视，我国作为碳排放大国，为避免二氧化碳过度排放而对生态环境造成严重污染，我国应当加大对二氧化碳处理技术的研究力度，尽可能采取一系列措施减少二氧化碳的排放，并通过对二氧化碳进行循环利用的方式改善环境质量，不仅有助于我国社会效益、经济效益以及生态效益的协同发展，还可以促进人类社会的可持续发展。

参考文献：

[1] 姚帆. 基于碳中和的煤化工工艺中二氧化碳减排技术探讨[J]. 化肥设计,2025,63(2):69-72.

[2] 张广金. 煤化工工艺中二氧化碳减排技术研究[J]. 煤炭新视界,2023(2):196-198.

[3] 姚帆. 煤化工工艺中二氧化碳减排技术的应用探究[J]. 中国石油和化工标准与质量,2024,44(19):183-185.

[4] 刘通,王辰,宋毅文,等. 化学链燃烧减排二氧化碳技术展望[J]. 绿色矿山,2024,2(2):206-220.

[5] 康宇,崔恒波,顾积锋. 水泥工业二氧化碳减排工艺技术探讨[J]. 中国水泥,2023(8):78-81.