煤化工产业减碳的六种处理方式

来源:《中国石油和化工产业观察》杂志作者:唐宏青

如今,碳达峰、碳中和已成为一场波及中国上上下下广泛而深刻的经济社会系统性变革。作为化石能源生产和消费的主要行业,煤化工产业可能要首当其冲,成为靶心。

▶一方面,煤化工是碳排放大户,排放总量随着产能的扩大还在同比大幅增升,未来一定是被重点关注的行业。数据显示,去年,我国煤化工产业贡献的碳排放量达到49亿吨,较5年前增长了近50倍。

▶另一方面,在碳中和的过程中,国家将会出台一系列限制政策措施,而煤化工恐将是首先被限制的行业之一。

毫无疑问,煤化工产业要想继续发展,就要及早从自身出发寻找减碳的办法。在笔者看来,目前主要有两条路可以走:

  • 一是要降低含碳原料的碳含量,

  • 二是设法消除已排放出的二氧化碳。

具体而言,大概有以下几种处理方式。

01

原料减碳

煤、石油都是高碳低氢原料,煤含氢量一般不会超过5%(重量百分比),石油含氢量在10%~15%。如果在原料中加入天然气、页岩气或工业尾气等,是可以减少碳排放的。因为天然气的主要成份是甲烷,1个碳4个氢,含碳量很低,热值较高。西方国家减少碳排放量主要靠的就是这条途径,特别是在俄罗斯、中东以及美国等天然气资源比较丰富的地区。

02

垃圾气化

现在煤化工产业的大部分垃圾都是埋掉,部分用来发电。如果把垃圾进行纯氧中压气化产生合成气,不仅没有焦油和二噁英,还能代替煤作为原料。用垃圾代替煤气化是目前煤化工产业新的出路。此法成本低且产生的二氧化碳数量比煤要少,目前正在研究中。

据悉,用固定床加二段炉气化的话,每吨垃圾估计可转化800立方米合成气。不过用这个方法要另建气化炉,必须考虑投资问题。

建议新建煤化工项目可以采用煤气化炉和垃圾气化炉共建这个方法,实现减排、减污染、降低生产成本、节煤。

03

对现有装置进行减排

这里需要注意的是,新近投产的煤化工装置,基本上采用的是近几年最新的节能技术,进行过计算机系统模拟和优化,仅对某个单元或局部进行技术更新,难以使整体工艺产生明显节能减排效果。

建议对已运行二三十年的陈旧装置进行系统改造,减排还是可期的。

04

重视二氧化碳回收

即在煤化工项目周边植树造林,利用植物进行绿地和生态回收二氧化碳,依靠自然界的阳光和水,在光化学的作用下将二氧化碳转变为有机物,同时提供氧气。当然,这也是一笔可观的投资。

具体来说,年产180万吨的甲醇项目,周边需要128平方公里的阔叶林相伴,而年产400万吨的合成油项目,周边则需要789平方公里的阔叶林相伴。不过在煤化工项目旁边建木材加工厂,可以生产木材,同时进行木材加工,而煤化工项目也有了解决二氧化碳排放的出路,算是一举两得的事。

05

将二氧化碳深埋地下

据美国《科学》杂志的报告,科学家把二氧化碳注入地下玄武岩层,借助自然化学反应将二氧化碳转化为固态碳酸盐。这个技术通常选择的封存地点是废弃油气田等,但技术的安全性还有待验证。

06

节电

对煤化工产业来说,节电就是减排。因为我国70%以上发电靠的是煤炭,而煤电单位电量排碳量是所有发电中最高的。

显然,减排将是煤化工产业在“十四五”期间面对的最大难题。只有及早在实际环节上下功夫,煤化工产业在实现双碳目标中,才能不至于成为被革命的对象。

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