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如今不論是技術(shù)方面還是經(jīng)濟(jì)方面,都為煤轉(zhuǎn)化技術(shù)生產(chǎn)取代石油燃料和化工品提供了有利條件。隨著天然氣和石油能源供應(yīng)的日趨緊張,煤化工能源將會(huì)發(fā)展成為化工原料的主流。褐煤發(fā)展煤化工的優(yōu)勢(shì):第一,我國(guó)褐煤資源豐富,而且褐煤成本低下。在我國(guó)的很多褐煤地煤田,煤層都較淺,開采起來比較簡(jiǎn)單,甚至有些地方還可以進(jìn)行露天開采。因此褐煤的產(chǎn)出效率高,安全性高,成本較低。第二,有成熟的煤化工技術(shù)做后盾。相對(duì)來講,褐煤還屬于一種比較年輕的資源,不存在明顯的粘結(jié)性,而且化學(xué)性質(zhì)活波,非常有利于實(shí)現(xiàn)綜合加工和能源轉(zhuǎn)換。當(dāng)前應(yīng)用較廣泛的煤化工技術(shù)有以下幾種:1.熱解提質(zhì)技術(shù);2.煤的氣化技術(shù);3.煤的液化技術(shù)。第三,產(chǎn)區(qū)環(huán)境容量和水資源的有利條件。水是實(shí)現(xiàn)煤化工技術(shù)必不可少的條件,而出產(chǎn)褐煤的地方往往都是水資源豐富的邊遠(yuǎn)地區(qū),環(huán)境地廣人稀,是進(jìn)行大規(guī)模煤化工基地建設(shè)的最佳位置。因此,開發(fā)以褐煤為原料的煤化工工藝技術(shù)成為現(xiàn)代煤化工的一種新的趨勢(shì)。
2褐煤在煤化工技術(shù)中的應(yīng)用
煤化工就是利用多種化學(xué)加工技術(shù)把各種原料煤轉(zhuǎn)化為液態(tài)燃料、氣態(tài)燃料、固態(tài)燃料或者是化學(xué)品的工藝技術(shù)。我國(guó)褐煤資源豐富,再加上褐煤自身的多種資源優(yōu)勢(shì),將會(huì)在煤化工應(yīng)用中得到廣泛應(yīng)用。常用的褐煤煤化工技術(shù)包括褐煤的熱解提質(zhì)技術(shù)、氣化技術(shù)以及褐煤液化技術(shù)。
2.1褐煤的熱解提質(zhì)工藝技術(shù)
褐煤的熱解提質(zhì)又稱干餾提質(zhì),是指對(duì)褐煤在非氧化環(huán)境下或者隔絕空間的情況下進(jìn)行加熱,最后得到煤氣、焦油和半焦(又稱藍(lán)炭)。褐煤經(jīng)過熱解后得到的煤氣可以作為燃料用氣,半焦具有固定碳高、低硫以及低灰的特點(diǎn),在各種化工產(chǎn)業(yè)中的應(yīng)用廣泛,如可作為進(jìn)行活性炭生產(chǎn)的原料、化肥、鐵合金以及電石等行業(yè)的燃料等等。經(jīng)熱解后的褐煤失去了大部分水分,但仍百分之十的揮發(fā)分,其熱值得到很大提高,不再容易發(fā)生揮發(fā)和自燃,有利于進(jìn)行長(zhǎng)途運(yùn)輸,此時(shí)可作為電煤使用。因?yàn)楹置翰淮嬖谡辰Y(jié)性,沒有膠質(zhì)層,經(jīng)熱解后得到的低溫煤焦油和重油的性質(zhì)及組成十分相近,具有很大的利用價(jià)值,如果經(jīng)過深加工可以獲取具有更高經(jīng)濟(jì)價(jià)值的酚類化學(xué)品。煤的熱解提質(zhì)工藝有很多種,在加熱方法、加熱速度、熱載體類型等方面的技術(shù)要求都不相同,當(dāng)前的熱解提質(zhì)工藝技術(shù)主要有褐煤固體熱載體法快速熱解技術(shù)和褐煤低溫干餾改質(zhì)技術(shù)。其中延長(zhǎng)石油集團(tuán)正在開發(fā)的CCSI技術(shù)就是低溫干餾改質(zhì)技術(shù)的典型代表。
2.2褐煤的液化工藝技術(shù)
褐煤的液化技術(shù)主要可以分為兩種,直接液化工藝技術(shù)以及間接液化工藝技術(shù)。直接液化:在催化劑以及氫氣的作用下,把煤經(jīng)過加氫裂變反應(yīng)后轉(zhuǎn)換成為液態(tài)燃料稱為直接液化。煤的直接液化工藝技術(shù)涉及到很多環(huán)節(jié)和流程,包括原料煤干燥過程、原料煤破碎過程、煤漿制備過程,到最后的態(tài)產(chǎn)物分餾以及精制加工過程。利用煤的直接液化技術(shù)可以生產(chǎn)出優(yōu)質(zhì)的液態(tài)石油氣、汽油、柴油以及氨和硫磺,而且還可以進(jìn)一步萃取出炭素、二甲苯等化工原料。褐煤的液化活性較高,因?yàn)槠湎鄬?duì)來講碳含量較低,氫和碳的比例較高,結(jié)構(gòu)中的羧基、氧橋、羰基以及亞甲基比較多,所以褐煤非常適合進(jìn)行直接液化的。直接液化技術(shù)的典型代表有懸浮床加氫裂化技術(shù)(VCC),該技術(shù)最早起源于1913年德國(guó)Bergius-Pier煤液化技術(shù),是通過煤化工與煉化的有效結(jié)合實(shí)現(xiàn)的。經(jīng)過長(zhǎng)期以來的不斷改進(jìn)和完善,全球首套VCC裝置已于2015年初開車成功。VCC技術(shù)可以適用于塑料、低階褐煤、劣質(zhì)重油以及減壓渣油等多種原料或者混合物。間接液化:先把煤氣化成氫氣和一氧化碳等氣體,然后在一定壓力和溫度環(huán)境下利用煤基合成氣原料將其催化轉(zhuǎn)化為烴類燃料油的技術(shù)過程叫做間接液化。該技術(shù)方案主要基于煤氣化工藝的產(chǎn)物,在催化劑作用下將合成氣中的一氧化碳和氫氣轉(zhuǎn)化為石腦油,柴油等油品。目前F-T合成技術(shù)是間接液化的主流工藝技術(shù)。
2.3褐煤的氣化工藝技術(shù)
煤炭液化以及其他煤化工應(yīng)用的基礎(chǔ)技術(shù)就是煤的氣化技術(shù),煤氣化技術(shù)是進(jìn)行煤化工生產(chǎn)和能源轉(zhuǎn)換的主要途徑之一。煤氣化工藝技術(shù)是指在一定的壓力和溫度環(huán)境下,通過對(duì)水蒸氣、氧氣、空氣等氣化劑的作用下加熱煤炭,煤炭經(jīng)過受熱發(fā)生分解,煤中含有的熾熱的碳轉(zhuǎn)化為游離碳,此時(shí)這些分解出來的游離碳和氣化劑中的游離的氧、氫和碳進(jìn)行有機(jī)結(jié)合,最終成為氫氣、一氧化碳以及甲烷等可燃性氣體。采用的氣化劑不同的情況下就會(huì)形成不同熱值的煤氣。另外,煤的揮發(fā)分的差異也會(huì)給反應(yīng)速度和產(chǎn)量造成直接影響。相比之下,褐煤的揮發(fā)分要低于具有較深變質(zhì)程度的煙煤以及無煙煤,所以褐煤在進(jìn)行氣化的過程中反應(yīng)活性特別強(qiáng),反應(yīng)速度快、無粘結(jié)性、氣體產(chǎn)量高,是具有較大使用價(jià)值的的氣化用煤。當(dāng)前,褐煤氣化在我國(guó)的化工產(chǎn)業(yè)中得到了廣泛應(yīng)用。煤的氣化不同于熱解,煤的熱解過程只是把煤自身不到百分之十轉(zhuǎn)化為可燃?xì)怏w混合物,而氣化過程則是把煤所包含的所有碳?xì)饣蔀闅鈶B(tài)。相比直接燃燒褐煤進(jìn)行氣化表現(xiàn)出極大的優(yōu)越性,因?yàn)闅鈶B(tài)燃料的燃燒相對(duì)比較穩(wěn)定,沒有環(huán)境污染,而且燃料的凈化和運(yùn)輸都非常的方便,原料的配料控制簡(jiǎn)單,很大程度上簡(jiǎn)化了生產(chǎn)設(shè)備和生產(chǎn)工藝。另外,氣態(tài)燃料能夠適用于非均相催化的化工合成過程,而且氣化過程中得到的灰渣也有多種用途,如可以用來制造肥料、水泥、磚瓦、土壤改良劑以及絕熱材料等等。西門子的GSP氣化技術(shù):西門子的GSP氣化技術(shù)是目前一種比較成熟的氣化技術(shù),至上世紀(jì)八十年代之間已有三十多年的研發(fā)經(jīng)驗(yàn),應(yīng)用于煤化工也有二十多年的實(shí)際生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)。西門子的GSP氣化技術(shù)屬于一項(xiàng)氣流床氣化技術(shù),該技術(shù)過程包括的主要工藝流程有干粉進(jìn)料、純氧氣化、液態(tài)排渣、粗合成氣激冷工藝流程等。西門子的GSP氣化技術(shù)的適應(yīng)范圍特別廣,如褐煤、無煙煤、石油焦等等。該技術(shù)的氣化溫度通常在1350-1750攝氏度,而且碳轉(zhuǎn)化率高達(dá)百分之九十以上。利用西門子的GSP氣化技術(shù)可以把一些直接燃燒會(huì)造成較大污染以及一些比較廉價(jià)的煤、垃圾或者是石油焦轉(zhuǎn)化為具有高附加值的清潔的氫氣和一氧化碳。氫氣和一氧化碳是化工產(chǎn)品生產(chǎn)過程中的基本原料,可以用于合成油、合成氨以及甲醇等化工產(chǎn)品的生產(chǎn),另外也可以直接應(yīng)用于城市煤氣或者用于發(fā)電。
3結(jié)語(yǔ)
1(略)
2(略)
煤化工技術(shù)經(jīng)濟(jì)數(shù)據(jù)庫(kù)既可為科技工作者提供有關(guān)技術(shù)研發(fā)方面的信息,也可為能源決策部門提供必要決策依據(jù),是進(jìn)行煤化工項(xiàng)目前期的戰(zhàn)略規(guī)劃、可行性研究、決策分析不可缺少的工具。數(shù)據(jù)庫(kù)還能為廣泛采用的系統(tǒng)分析方法、線性規(guī)劃、投入產(chǎn)出模型、動(dòng)態(tài)分析等提供充分的條件,把從事這方面工作的研究人員分散和重復(fù)的勞動(dòng),轉(zhuǎn)化為數(shù)據(jù)庫(kù)的一次性信息收集,達(dá)到信息共享[2]。這樣,既節(jié)省了人力物力,又提高了信息和數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性和科學(xué)性,更有利于交流和利用[2]。
3構(gòu)建煤化工技術(shù)經(jīng)濟(jì)數(shù)據(jù)庫(kù)的內(nèi)容
為了便于檢索、使用、管理、維護(hù)以及后期的開發(fā)擴(kuò)展,參照當(dāng)前國(guó)家煤炭化學(xué)領(lǐng)域與行業(yè)分類標(biāo)準(zhǔn),數(shù)據(jù)庫(kù)將煤化工技術(shù)分成10個(gè)專項(xiàng)技術(shù)數(shù)據(jù)集合,基礎(chǔ)框架見圖1。算公式和方法;也注意對(duì)煤化工項(xiàng)目的工程概算、工藝流程以及運(yùn)營(yíng)期間的各反應(yīng)設(shè)備的運(yùn)行與操作參數(shù)等相關(guān)技術(shù)經(jīng)濟(jì)數(shù)據(jù)進(jìn)行整理與儲(chǔ)存;還及時(shí)跟蹤國(guó)內(nèi)外煤化工技術(shù)研究進(jìn)展、相關(guān)政策、法規(guī)與標(biāo)準(zhǔn)。入庫(kù)資料均需經(jīng)過符合性、可靠性檢驗(yàn),注明出處、鏈接和參考文獻(xiàn),使得入庫(kù)資料準(zhǔn)確、科學(xué)、有依據(jù);當(dāng)使用者希望對(duì)有關(guān)問題深入了解時(shí),可方便地查閱相關(guān)文獻(xiàn)資料。數(shù)據(jù)庫(kù)內(nèi)容來源廣泛(見圖2)。入庫(kù)數(shù)據(jù)來源國(guó)內(nèi)外有關(guān)煤化工技術(shù)的專業(yè)網(wǎng)站專業(yè)文獻(xiàn)數(shù)據(jù)庫(kù)維普中文科技期刊數(shù)據(jù)庫(kù)中國(guó)學(xué)術(shù)期刊全文數(shù)據(jù)庫(kù)中國(guó)博碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫(kù)國(guó)內(nèi)外標(biāo)準(zhǔn)文獻(xiàn)庫(kù)協(xié)作企業(yè)提供的技術(shù)、經(jīng)濟(jì)資料專業(yè)化工報(bào)刊、雜志數(shù)據(jù)庫(kù)建設(shè)單位自有資源年鑒、行業(yè)統(tǒng)計(jì)年報(bào)國(guó)家統(tǒng)計(jì)機(jī)構(gòu)的信息、年報(bào)
4煤化工技術(shù)經(jīng)濟(jì)數(shù)據(jù)庫(kù)的功能及實(shí)現(xiàn)平臺(tái)
4.1基本功能為滿足用戶與管理者對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)使用、管理的要求,煤化工數(shù)據(jù)庫(kù)需具備以下基本功能。a)實(shí)現(xiàn)煤化工項(xiàng)目工程概況、工藝流程、物料消耗、污染物治理、技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)、國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)等多方面數(shù)據(jù)的輸入、修改、增刪等操作功能;b)實(shí)現(xiàn)以煤化工建設(shè)項(xiàng)目名稱、性質(zhì)、生產(chǎn)規(guī)模、建設(shè)地點(diǎn)、工藝流程、建設(shè)時(shí)間等為查詢條件,進(jìn)行工程信息單條件或多條件的組合查詢;c)實(shí)現(xiàn)以煤化工技術(shù)名稱、工藝條件、原料、產(chǎn)品方案等為查詢條件,進(jìn)行工藝信息單條件或多條件的組合查詢;d)在完成數(shù)據(jù)輸入或查詢出所需的記錄后,實(shí)現(xiàn)打印與下載功能;對(duì)查詢出的數(shù)據(jù)作一定的統(tǒng)計(jì)處理,繪制統(tǒng)計(jì)結(jié)果圖;通過查詢結(jié)果直接鏈接顯示工程物料、能量的平衡圖、工藝流程圖、污染物治理工藝流程圖等相關(guān)圖件;e)擁有完備的安全防護(hù)功能,保證系統(tǒng)正常運(yùn)行,降低惡意攻擊、惡意修改或盜取資料的可能性;f)擁有強(qiáng)大有效的備份恢復(fù)功能,在系統(tǒng)受到惡意攻擊、感染病毒或發(fā)生重大、不可逆轉(zhuǎn)的錯(cuò)誤時(shí),通過及時(shí)導(dǎo)入備份文件,重新構(gòu)建系統(tǒng),有效保證數(shù)據(jù)庫(kù)數(shù)據(jù)的安全與正常調(diào)用。4.2軟件平臺(tái)的選擇和功能煤化工技術(shù)經(jīng)濟(jì)數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)可用多種數(shù)據(jù)庫(kù)語(yǔ)言編制,要有多種訪問方法,如,ODBC,RDO,DAO,ADO等[3]。數(shù)據(jù)庫(kù)建設(shè)單位目前的資金、人員、時(shí)間不充裕,數(shù)據(jù)資源量不豐富,且僅限于單位內(nèi)部共享的條件下,可使用CrossdayDiscuzBoard論壇軟件系統(tǒng)(以下簡(jiǎn)稱Discuz)來搭建系統(tǒng)。Discuz是一套通用的社區(qū)論壇軟件系統(tǒng),用戶不需要任何編程的基礎(chǔ)上,通過簡(jiǎn)單的設(shè)置和安裝,在單位內(nèi)部局域網(wǎng)上搭建具備完善功能、強(qiáng)負(fù)載能力和高度定制的信息與交互服務(wù)系統(tǒng)[4]。煤化工技術(shù)經(jīng)濟(jì)數(shù)據(jù)庫(kù)使用Discuz軟件系統(tǒng)構(gòu)建,不僅可以降低數(shù)據(jù)庫(kù)建設(shè)的資金投入和建設(shè)周期,還可充分利用Discuz本身強(qiáng)大的功能,達(dá)到事半功倍的效果。中國(guó)科學(xué)院煤炭化工研究所信息戰(zhàn)略與工程咨詢中心利用Discuz軟件系統(tǒng)構(gòu)建了煤化工技術(shù)經(jīng)濟(jì)數(shù)據(jù)庫(kù)(見圖3)。實(shí)踐證明,該系統(tǒng)充分滿足數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)對(duì)軟件平臺(tái)的要求,可方便地進(jìn)行數(shù)據(jù)的錄入、修改、刪除、查詢和備份。圖3中國(guó)科學(xué)院煤炭化工研究所開發(fā)的煤化工技術(shù)經(jīng)濟(jì)數(shù)據(jù)庫(kù)首頁(yè)4.3數(shù)據(jù)庫(kù)功能的實(shí)現(xiàn)4.3.1數(shù)據(jù)的訪問數(shù)據(jù)庫(kù)管理者通過數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)的訪問控制功能,實(shí)現(xiàn)對(duì)數(shù)據(jù)資源使用的控制,利用注冊(cè)用戶名、IP地址、權(quán)限等技術(shù)手段,保障數(shù)據(jù)資源的安全訪問[5-6]。4.3.2數(shù)據(jù)的錄入修改與刪除數(shù)據(jù)資源使用發(fā)表新話題的方法錄入。當(dāng)資源中有PDF或其他格式文件時(shí),可利用系統(tǒng)的附件功能,將其上傳至數(shù)據(jù)庫(kù)鏈接顯示。使用者有多種選擇,可自行設(shè)定文件格式和大小。系統(tǒng)設(shè)有數(shù)據(jù)編輯選項(xiàng),不同等級(jí)的管理者根據(jù)其權(quán)限,可對(duì)相應(yīng)等級(jí)的數(shù)據(jù)資源進(jìn)行修改與刪除操作。4.3.3數(shù)據(jù)的查詢與下載數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)提供了2種查詢方式。根據(jù)實(shí)際需要可選用標(biāo)題、關(guān)鍵字與全文查詢。使用者利用系統(tǒng)的搜索引擎,輸入檢索條件或組合,即可完成數(shù)據(jù)的查詢操作。不同等級(jí)的使用者可下載相應(yīng)等級(jí)的數(shù)據(jù)資源,同時(shí),系統(tǒng)自動(dòng)對(duì)其操作進(jìn)行實(shí)時(shí)統(tǒng)計(jì)。4.3.4數(shù)據(jù)備份數(shù)據(jù)庫(kù)中數(shù)據(jù)安全性由系統(tǒng)的備份與恢復(fù)功能保障。數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)備份文件還可及時(shí)導(dǎo)出,利于系統(tǒng)的進(jìn)一步維護(hù)和轉(zhuǎn)換。
關(guān)鍵詞:現(xiàn)代煤化工;技術(shù);路線;研究
一、我國(guó)現(xiàn)代煤化工的技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)
從世界經(jīng)驗(yàn)看,煤化工的興衰與石油和天然氣化工緊密相關(guān)。受能源結(jié)構(gòu)等多種因素決定,世界大多數(shù)國(guó)家煤化工處于戰(zhàn)略技術(shù)儲(chǔ)備或前期研究階段,但先進(jìn)煤化工技術(shù)的開發(fā)工作從未間斷,也取得了較好的成果,而中國(guó)成了這些技術(shù)的示范和工業(yè)化最好的場(chǎng)地之一。
豐富的煤炭資源是我國(guó)發(fā)展煤化工的良好基礎(chǔ),但由于煤化工產(chǎn)業(yè)具有技術(shù)含量高、技術(shù)開發(fā)周期長(zhǎng)、資金投入大等特點(diǎn),我國(guó)煤化工在多數(shù)新技術(shù)領(lǐng)域方面的基礎(chǔ)研究仍落后于發(fā)達(dá)國(guó)家,而現(xiàn)代煤化工產(chǎn)業(yè)規(guī)模在我國(guó)已進(jìn)入快速擴(kuò)張期,并呈現(xiàn)以下幾個(gè)特點(diǎn)和發(fā)展趨勢(shì)。
(1)現(xiàn)代煤化工產(chǎn)品以補(bǔ)充石油和石化產(chǎn)品為主。以煤為原料替代補(bǔ)充多種清潔能源產(chǎn)品,在一定程度上將緩解我國(guó)石油和天然氣資源不足的壓力,也是未來一段時(shí)期促進(jìn)我國(guó)煤化工發(fā)展的主要?jiǎng)恿Α?/p>
(2) 甲醇制烯烴 技術(shù)已走向成熟,促進(jìn)了煤化工與傳統(tǒng)石油化工的結(jié)合。該技術(shù)在具備較好的經(jīng)濟(jì)效益的同時(shí),也使得石化領(lǐng)域技術(shù)及軟資源優(yōu)勢(shì)得以向煤化工領(lǐng)域轉(zhuǎn)移。
(3)煤制天然氣得益于國(guó)內(nèi)天然氣市場(chǎng)的巨大需求和政策扶植,具有較好的產(chǎn)業(yè)前景。
伴隨著蘭炭產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展,煤焦油制備清潔燃料和化學(xué)品、蘭炭末用于高爐噴吹等下游產(chǎn)業(yè)具備較好的經(jīng)濟(jì)前景和循環(huán)經(jīng)濟(jì)優(yōu)勢(shì)。
(4)合成氨、甲醇、焦炭產(chǎn)業(yè)技術(shù)快速升級(jí),裝置建設(shè)以大型為主,高耗能和小型裝置逐漸被淘汰,甲醇下游產(chǎn)品發(fā)展空間較大。建設(shè)煤、電、油、化一體化大型循環(huán)經(jīng)濟(jì)產(chǎn)業(yè)集群,保障資源供應(yīng),集中控制生產(chǎn)成本,將是未來煤化工發(fā)展的重要形式。
(5)現(xiàn)代煤化工發(fā)展的多項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)已基本得突破,技術(shù)障礙較小,經(jīng)濟(jì)、環(huán)境效益有待檢驗(yàn)。
二、我國(guó)現(xiàn)代煤化工產(chǎn)業(yè)SWOT分析
我國(guó)油、氣資源稀少而煤炭資源豐富,隨著近年來國(guó)際石油價(jià)格不斷上漲,具備了發(fā)展石油替代產(chǎn)品的市場(chǎng)動(dòng)力,現(xiàn)代煤化工產(chǎn)業(yè)得到了如火如荼的發(fā)展?,F(xiàn)代煤化工產(chǎn)業(yè)建設(shè)涉及到工藝設(shè)計(jì)、機(jī)械制造、新型環(huán)保技術(shù)等多方面,現(xiàn)代煤化工產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展對(duì)促進(jìn)我國(guó)整體工業(yè)水平的迅速提高發(fā)揮了重要作用。其中不少現(xiàn)代煤化工技術(shù)處于國(guó)際先進(jìn)水平,甚至有的成套技術(shù)裝備出口到國(guó)外,達(dá)到我國(guó)建國(guó)以來工業(yè)技術(shù)水平的新高度。但一擁而上也帶來了較大的經(jīng)濟(jì)風(fēng)險(xiǎn),在資源的合理利用、環(huán)境威脅等方面依然存在較大問題。
1. 煤炭資源儲(chǔ)備量大
我國(guó)石油可采資源量233億t,剩余可采儲(chǔ)量21億t,預(yù)測(cè)2020年我國(guó)原油消費(fèi)量為6億t,而產(chǎn)量?jī)H為2億t,4億t的石油缺口將使我國(guó)能源安全面臨巨大的威脅。同時(shí)我國(guó)煤炭資源保有儲(chǔ)量13 442億t,煤炭資源相對(duì)豐富,發(fā)展現(xiàn)代煤化工符合我國(guó)資源稟賦特點(diǎn),發(fā)展煤制油是保障能源安全最為現(xiàn)實(shí)的途徑。
2. 能源轉(zhuǎn)換效率較高
目前各類現(xiàn)代煤化工的能源轉(zhuǎn)換效率分別為煤直接液化約59%、煤間接液化約42%、煤制甲醇約45%、煤制天然氣約60%,高于目前我國(guó)燃煤發(fā)電平均35%左右的能源轉(zhuǎn)換效率。盡管美歐國(guó)家以天然氣發(fā)電可使循環(huán)熱效率達(dá)到50%,但我國(guó)的資源稟賦特點(diǎn)決定了現(xiàn)代煤化工具有一定的能源轉(zhuǎn)換效率優(yōu)勢(shì)。
3.單位成本較低
隨著現(xiàn)代煤化工技術(shù)開發(fā)和引進(jìn)的力度增加,規(guī)模化使得煤化工產(chǎn)品單位成本降低,同時(shí)由于上級(jí)企業(yè)多為煤炭生產(chǎn)企業(yè),能夠保證煤炭來源的穩(wěn)定,煤化工企業(yè)贏利空間和抗風(fēng)險(xiǎn)能力增加。
4. 企業(yè)經(jīng)濟(jì)實(shí)力強(qiáng)
伴隨著近年來國(guó)際油價(jià)的攀升,我國(guó)煤炭?jī)r(jià)格同期大幅上漲,國(guó)內(nèi)大型煤炭、石油和電力等行業(yè)龍頭企業(yè)較早獲得利潤(rùn)回報(bào),較早占領(lǐng)國(guó)內(nèi)其他地區(qū)的煤炭資源并發(fā)展現(xiàn)代煤化工。國(guó)有大型能源企業(yè)以其強(qiáng)大的資金實(shí)力、管理經(jīng)驗(yàn)和物流平臺(tái),下大力氣合作研發(fā)、網(wǎng)羅人才,現(xiàn)代煤化工產(chǎn)業(yè)在“十一五”期間出現(xiàn)了波瀾壯闊的產(chǎn)業(yè)建設(shè)局面,并取得了一系列關(guān)鍵技術(shù)領(lǐng)域的突破。
三、我國(guó)現(xiàn)代煤化工發(fā)展對(duì)策
作為石油和石化產(chǎn)業(yè)的有效補(bǔ)充和替代產(chǎn)業(yè),現(xiàn)代煤化工產(chǎn)業(yè)具備長(zhǎng)期發(fā)展?jié)摿?,但現(xiàn)代煤化工項(xiàng)目普遍投資在百億元以上,工藝技術(shù)相對(duì)石油化工復(fù)雜,對(duì)設(shè)備的磨損、水耗普遍高于傳統(tǒng)石油化工,國(guó)外技術(shù)和設(shè)備也需經(jīng)過工程化考驗(yàn),應(yīng)有控制地發(fā)展。同時(shí)需要構(gòu)建成熟的信息通道和技術(shù)經(jīng)濟(jì)平臺(tái),新上項(xiàng)目尤其須做好市場(chǎng)分析,避免盲目上項(xiàng)目帶來的產(chǎn)能過剩。在技術(shù)研發(fā)和示范運(yùn)營(yíng)方面,經(jīng)過近10年來的大規(guī)模建設(shè),不少項(xiàng)目暴露出來一些難以解決的問題,應(yīng)當(dāng)重視局部技術(shù)的研發(fā)和推廣,尤其是關(guān)系到循環(huán)經(jīng)濟(jì)和節(jié)能減排方面技術(shù)的升級(jí),提高大型煤化工的整體經(jīng)濟(jì)社會(huì)效益。
在發(fā)展步驟上,應(yīng)在示范成功的基礎(chǔ)上適度推廣,并經(jīng)過一定經(jīng)濟(jì)周期的檢驗(yàn)。重點(diǎn)發(fā)展煤制化工原料的技術(shù)創(chuàng)新工作,通過技術(shù)發(fā)展提高產(chǎn)品附加值。做好熱能梯級(jí)利用、各類資源通過循環(huán)經(jīng)濟(jì)實(shí)現(xiàn)物盡其用。積累各種現(xiàn)代煤化工項(xiàng)目的物料平衡、熱量平衡和消耗定額數(shù)據(jù),重視煤質(zhì)變化對(duì)整套系統(tǒng)的影響。爭(zhēng)取到2015年現(xiàn)代煤化工部分產(chǎn)業(yè)進(jìn)入成熟期,水耗大幅降低,產(chǎn)品與石化產(chǎn)品具備成本優(yōu)勢(shì),具備大規(guī)模推廣的技術(shù)、經(jīng)濟(jì)、環(huán)境條件,到2020年成為石油化工的替代補(bǔ)充產(chǎn)業(yè)。
參考文獻(xiàn):
[1]薛曉楠.煤化工技術(shù)的研究現(xiàn)狀與進(jìn)展.《考試周刊》.2011,57.
關(guān)鍵詞:煤化工 技術(shù) 路線
中國(guó)的資源稟賦是油、氣短缺,煤炭相對(duì)豐富。中國(guó)煤炭工業(yè)協(xié)會(huì)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù):2007年,全國(guó)煤炭產(chǎn)量25.23億t;2008年,產(chǎn)量為27.16億t,同比增加1.93億t,同比增長(zhǎng)7.65%。2007年我國(guó)原油產(chǎn)量18 665.7萬t,2008年原油產(chǎn)量達(dá)1.89億t,海關(guān)總署統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù):2008年我國(guó)凈進(jìn)口油品近2億t,其中原油進(jìn)口17 472萬t,成品油進(jìn)口2 182萬t,原油對(duì)外依存度已達(dá)48.5%,逼近50%的警戒線水平。2007年,我國(guó)天然氣產(chǎn)量693億m3,進(jìn)口量39億m3,表觀消費(fèi)量732億m3;2008年,天然氣產(chǎn)量達(dá)761億m3。據(jù)中國(guó)煤炭工業(yè)協(xié)會(huì)預(yù)計(jì),2010年我國(guó)煤炭需求量將達(dá)30億t以上;另?yè)?jù)有關(guān)資料介紹,2009年至2011年的3年內(nèi),我國(guó)原油目標(biāo)產(chǎn)量分別是1.92億t、1.96億t和1.98億t;天然氣目標(biāo)產(chǎn)量分別為860億m3、1 050億m3和1 200億m3。在我國(guó)這樣一個(gè)煤炭資源大國(guó),其主要化工產(chǎn)品完全由石油作原料生產(chǎn)是不現(xiàn)實(shí)的。盡管我國(guó)煤化工產(chǎn)業(yè)的發(fā)展目前面臨一系列問題,例如結(jié)構(gòu)不合理,行業(yè)的中小企業(yè)較多而大型現(xiàn)代化高新技術(shù)企業(yè)較少;布點(diǎn)太多,造成產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)雷同;產(chǎn)品附加值較低,有些后續(xù)應(yīng)用技術(shù)沒有跟上等,但發(fā)展煤化工符合我國(guó)國(guó)情,且國(guó)家政策總體上持支持態(tài)度。
一、我國(guó)煤化工現(xiàn)狀及分類
(一)我國(guó)煤化工現(xiàn)狀
我國(guó)煤化工發(fā)展速度相對(duì)較慢,同世界先進(jìn)水平相比,我國(guó)的煤焦油工業(yè)較落后,主要表現(xiàn)為設(shè)備加工能力小,工藝水平低,產(chǎn)品品種少,能耗高,環(huán)境污染嚴(yán)重等。造成這種現(xiàn)象的主要原因是煤焦油分散加工,形不成規(guī)模。目前上海正著手籌建國(guó)內(nèi)一流的煤焦油蒸餾裝置,必將大大提高技術(shù)水平和生產(chǎn)能力。代表煤化工技術(shù)水平的煤氣化技術(shù)也落后于一些發(fā)達(dá)國(guó)家。我國(guó)是一個(gè)農(nóng)業(yè)大國(guó),合成氨產(chǎn)量居世界第一,無煙煤或焦碳合成氨的生產(chǎn)能力約占全國(guó)合成氨生產(chǎn)能力的65%左右,但生產(chǎn)工藝落后,能耗高,污染嚴(yán)重。我國(guó)甲醇的現(xiàn)有生產(chǎn)能力為300萬t/a,其中規(guī)模最大的裝置有上海太平洋集團(tuán)公司以煤為原料的生產(chǎn)裝置,年產(chǎn)20萬t甲醇;齊魯石化公司第二化肥廠引進(jìn)的10萬t/a生產(chǎn)裝置。其余的裝置年生產(chǎn)能力為幾千噸到幾萬噸不等,且技術(shù)落后、規(guī)模小、能耗高。另外,以煤為原料合成碳酸二甲酯、甲酸甲酯等可望實(shí)現(xiàn)工業(yè)化。
(二)分類
1. 傳統(tǒng)產(chǎn)品領(lǐng)域
要對(duì)與石油化工路線相比具有比較優(yōu)勢(shì)的煤化工的產(chǎn)品領(lǐng)域大力進(jìn)行技術(shù)改造,并促使企業(yè)改制、改組,設(shè)法做強(qiáng)做大,增強(qiáng)國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)力。加大產(chǎn)品結(jié)構(gòu)的調(diào)整力度:對(duì)與石油化工路線相比具有劣勢(shì)的產(chǎn)品領(lǐng)域宜加速淘汰、關(guān)閉或轉(zhuǎn)產(chǎn);降低高能耗煤化工產(chǎn)品在行業(yè)的比重,收緊、縮減高能耗產(chǎn)品的出口;限制和淘汰一批能耗高,污染重的企業(yè)。
2. 能源替代品
這一部分是煤化工的潛在市場(chǎng),市場(chǎng)前景廣闊是發(fā)展的重點(diǎn)。以煤制油(直接液化、間接液化)。甲醇的主要潛在市場(chǎng)是作燃料:燃料甲醇(摻燒或全燒);甲醇轉(zhuǎn)化為二甲醚(替代液化石油氣和柴油)中型燃?xì)廨啓C(jī)發(fā)電的燃料;燃料電池;甲醇制烯烴(MTO);甲醇制丙烯(MTP)。
二、現(xiàn)代煤化工產(chǎn)業(yè)技術(shù)發(fā)展的方向
傳統(tǒng)的煤化工技術(shù)包括焦油化工、煤合成氣化工及電石乙炔化工等等。煤的氣化技術(shù)在煤化工的發(fā)展中占有重要的地位,先進(jìn)的催化合成技術(shù)、分離技術(shù)、生物化工技術(shù)、節(jié)能減排技術(shù)、環(huán)保技術(shù)與大型工業(yè)裝備制造技術(shù)是現(xiàn)代煤化工的發(fā)展基礎(chǔ),新型煤化工技術(shù)就是以煤氣化為龍頭組合應(yīng)用現(xiàn)代先進(jìn)的化工生產(chǎn)技術(shù),生產(chǎn)可替代石油的潔凈能源和各類化工產(chǎn)品為成品油、甲醇、二甲醚、乙烯、丙烯等,進(jìn)而發(fā)展為煤氣化技術(shù)為核心的多聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)。已經(jīng)形成煤炭——能源——化工一體化的新興產(chǎn)業(yè)。
世界上目前擁有的新型煤化工技術(shù)主要有——煤氣化技術(shù),以煤為原料生產(chǎn)甲醇的技術(shù),煤路線合成烴類的技術(shù)。最令人關(guān)注的是煤制油合成氣生產(chǎn)烯烴的技術(shù),IGCC技術(shù)在國(guó)外也是煤氣化技術(shù)發(fā)展的一個(gè)熱點(diǎn)。我國(guó)從上世紀(jì)80年代起開始引進(jìn)國(guó)外煤氣化技術(shù),但國(guó)產(chǎn)化的煤氣化技術(shù)與國(guó)外相比還有較大差距,可以預(yù)見以生產(chǎn)可替代石油的潔凈能源和化工產(chǎn)品為主的現(xiàn)代煤——能源——化工一體化產(chǎn)業(yè),即將在我國(guó)興起并得到可持續(xù)發(fā)展。
現(xiàn)代煤化工是屬于技術(shù)密集型和投資密集型的產(chǎn)業(yè),應(yīng)采取最有利于提高經(jīng)濟(jì)效益的建設(shè)及運(yùn)行方式。現(xiàn)代煤化工的發(fā)展要堅(jiān)持一體化、基地化、大型化、現(xiàn)代化和集約化,真正轉(zhuǎn)變經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)方式。
堅(jiān)持一體化。就是把大型煤化工裝置和煤礦結(jié)合起來(當(dāng)然亦可以采取煤—電—化一體化聯(lián)產(chǎn)模式)。把煤氣化裝置建在礦上(或臨近礦區(qū)),力求減少煤炭運(yùn)耗及費(fèi)用,實(shí)施資源優(yōu)化配置,合理使用煤炭資源(按煤質(zhì)資源優(yōu)質(zhì)優(yōu)用,劣質(zhì)劣用,各得其所)。只有形成煤化工與煤礦一體化的利益機(jī)制,才能減少日后的價(jià)格、運(yùn)輸和布局的風(fēng)險(xiǎn)。
堅(jiān)持基地化。化學(xué)工業(yè)內(nèi)在的固有特性適宜于綜合利用和深加工。基地是企業(yè)群體的集稱。基地內(nèi)集中布置相關(guān)企業(yè),可以充分、高效、合理利用各種資源,提高資源配置效率和效益,發(fā)揮企業(yè)的集聚效應(yīng)??傊?,煤化工發(fā)展實(shí)施基地化布局最重要的目的是實(shí)施以市場(chǎng)為基礎(chǔ)的高度資源優(yōu)化配置,謀求集約化經(jīng)營(yíng)。
堅(jiān)持大型化、現(xiàn)代化。只有采用一流的技術(shù)、一流的設(shè)備、一流的管理,建設(shè)大型規(guī)模效益的裝置才能形成一流的煤化工基地,謀求跨越式發(fā)展,具備國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)力。煤化工如不具備國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)力,則無法忍受國(guó)際油價(jià)波動(dòng),和經(jīng)濟(jì)全球化帶來高度的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)的沖擊。
由于煤本身的固有的特性(碳多氫少,礦物雜質(zhì)多,固態(tài)且難以溶化、溶解等),要把從不清潔的能源轉(zhuǎn)為清潔的化工原料,所經(jīng)過的流程長(zhǎng)、環(huán)節(jié)多、技術(shù)要求高、難度大,因而必然導(dǎo)致投資大。煤化工的投資高亦是發(fā)展的制約因素之一。為此,一方面應(yīng)積極采用先進(jìn)技術(shù),發(fā)展規(guī)模裝置,謀求減少單位投資成本,另一方面依靠?jī)?yōu)質(zhì)低價(jià)煤的穩(wěn)定供應(yīng)以及先進(jìn)的節(jié)能降耗技術(shù),謀求降低生產(chǎn)原料成本。經(jīng)濟(jì)效益是考核煤化工能否發(fā)展的最基本因素之一。
三、新型煤化工
新型煤化工是以煤炭為基本原料(燃料),C1化工技術(shù)為基礎(chǔ),以國(guó)家經(jīng)濟(jì)發(fā)展和市場(chǎng)急需的產(chǎn)品為方向,采用高技術(shù),優(yōu)化工藝路線,充分注重環(huán)境友好,有良好經(jīng)濟(jì)效益的新型產(chǎn)業(yè)。它包括了煤炭液化(直接和間接),煤炭氣化、煤焦、煤制合成氨、煤制甲醇、煤制烯烴等技術(shù),以及集煤轉(zhuǎn)化、發(fā)電、冶金、建材等工藝為一體的煤化聯(lián)產(chǎn)和潔凈煤技術(shù)。其中煤炭焦化、煤氣化-合成氨-化肥已經(jīng)是我國(guó)主要的煤化工產(chǎn)業(yè),隨著科學(xué)技術(shù)的快速發(fā)展和市場(chǎng)的巨大需求,煤炭焦化、煤氣化-甲醇、煤制油、烯烴及下游化工產(chǎn)品也得到了快速發(fā)展。新型煤化工實(shí)際上是建立在傳統(tǒng)煤化工基礎(chǔ)上的,與傳統(tǒng)煤化工密不可分。其特點(diǎn)如下。
(一)以清潔能源為主要產(chǎn)品。新型煤化工以生產(chǎn)潔凈能源和可替代石油化工產(chǎn)品為主,如柴油、汽油、航空煤油、液化石油氣、乙烯原料、丙烯原料、替代燃料(甲醇、二甲醚)、電力、熱力等以及煤化工獨(dú)具優(yōu)勢(shì)的特有化工產(chǎn)品,如芳香烴類產(chǎn)品。
(二)煤炭-能源化工一體化。新型煤化工是未來中國(guó)能源技術(shù)發(fā)展的戰(zhàn)略方向,緊密依托于煤炭資源的開發(fā),并與其它能源、化工技術(shù)結(jié)合,形成煤炭-能源化工一體化的新興產(chǎn)業(yè)。
(三)高新技術(shù)及優(yōu)化集成。新型煤化工根據(jù)煤種、煤質(zhì)特點(diǎn)及目標(biāo)產(chǎn)品不同,采用不同煤轉(zhuǎn)化高新技術(shù),并在能源梯級(jí)利用、產(chǎn)品結(jié)構(gòu)方面對(duì)工藝優(yōu)化集成,提高整體經(jīng)濟(jì)效益,如煤焦化-煤直接液化聯(lián)產(chǎn)、煤焦化-煤氣化合成聯(lián)產(chǎn)、煤氣化合成-電力聯(lián)產(chǎn)、煤層氣開發(fā)與化工利用、煤化工與礦物加工聯(lián)產(chǎn)等。同時(shí),新型煤化工可以通過信息技術(shù)的廣泛利用,推動(dòng)現(xiàn)代煤化工技術(shù)在高起點(diǎn)上迅速發(fā)展和產(chǎn)業(yè)化建設(shè)。
(四)建設(shè)大型企業(yè)和產(chǎn)業(yè)基地。新型煤化工發(fā)展將以建設(shè)大型企業(yè)為主,包括采用大型反應(yīng)器和建設(shè)大型現(xiàn)代化單元工廠,如百萬噸級(jí)以上的煤直接液化、煤間接液化工廠以及大型聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)等。在建設(shè)大型企業(yè)的基礎(chǔ)上,形成新型煤化工產(chǎn)業(yè)基地及基地群。每個(gè)產(chǎn)業(yè)基地包括若干不同的大型工廠,相近的幾個(gè)基地組成基地群,成為國(guó)內(nèi)新的重要能源產(chǎn)業(yè)。
(五)有效利用煤炭資源。新型煤化工注重煤的潔凈、高效利用,如高硫煤或高活性低變質(zhì)煤作化工原料煤,在一個(gè)工廠用不同的技術(shù)加工不同煤種并使各種技術(shù)得到集成和互補(bǔ),使各種煤炭達(dá)到物盡其用,充分發(fā)揮煤種、煤質(zhì)特點(diǎn),實(shí)現(xiàn)不同質(zhì)量煤炭資源的合理、有效利用。新型煤化工強(qiáng)化對(duì)副產(chǎn)煤氣、合成尾氣、煤氣化及燃燒灰渣等廢物和余能的利用。
(六)經(jīng)濟(jì)效益最大化。通過建設(shè)大型工廠,應(yīng)用高新技術(shù),發(fā)揮資源與價(jià)格優(yōu)勢(shì),資源優(yōu)化配置,技術(shù)優(yōu)化集成,資源、能源的高效合理利用等措施,減少工程建設(shè)的資金投入,降低生產(chǎn)成本,提高綜合經(jīng)濟(jì)效益。
四、對(duì)發(fā)展新型煤化工產(chǎn)業(yè)關(guān)鍵技術(shù)的建議
(一)煤炭液化技術(shù)
無論是引進(jìn)技術(shù)還是自主開發(fā),建設(shè)煤直接液化或間接液化工廠都需要國(guó)內(nèi)有大量技術(shù)配套方面的研究和工程。另外,一次性投資較大也是其共有的特點(diǎn)。因此,現(xiàn)階段國(guó)家部署在少數(shù)條件適合的企業(yè)和地區(qū)進(jìn)行工程化和商業(yè)化示范項(xiàng)目,可以在技術(shù)開發(fā)、工程化推進(jìn)以及商業(yè)化運(yùn)作等方面積累豐富的經(jīng)驗(yàn),為今后大規(guī)模產(chǎn)業(yè)化發(fā)展奠定扎實(shí)的基礎(chǔ)。同時(shí),開發(fā)具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的煤液化技術(shù)也是當(dāng)前和未來幾十年產(chǎn)業(yè)化持續(xù)發(fā)展的客觀需求。目前,國(guó)內(nèi)擬建的煤液化項(xiàng)目多采取跨行業(yè)、多元化聯(lián)合投資和多渠道融資的方式解決資金籌措問題,這是今后煤液化項(xiàng)目建設(shè)的發(fā)展方向。
(二)甲醇和二甲醚合成技術(shù)
目前,國(guó)內(nèi)已經(jīng)建設(shè)或擬建設(shè)的甲醇生產(chǎn)項(xiàng)目很多,據(jù)不完全統(tǒng)計(jì),新上項(xiàng)目的總生產(chǎn)能力不低于1000萬t/a。國(guó)外的研究認(rèn)為,甲醇和二甲醚作為代用發(fā)動(dòng)機(jī)燃料(不是少量摻燒),到達(dá)用戶的全成本大于煤基合成油(煤間接液化),同時(shí)二甲醚代替柴油也有相關(guān)技術(shù)問題需要進(jìn)一步研究。因此,今后新建甲醇、二甲醚工程項(xiàng)目應(yīng)充分重視市場(chǎng)需求和供求變化。
(三)煤炭焦化
新建煤炭焦化工程項(xiàng)目應(yīng)立足煤炭企業(yè)原料煤特點(diǎn),采用大型焦?fàn)t和能夠提高焦炭質(zhì)量的先進(jìn)技術(shù)以及必要的環(huán)保技術(shù),以應(yīng)對(duì)未來優(yōu)質(zhì)煉焦煤不足、焦炭市場(chǎng)變化和日益嚴(yán)格的環(huán)保政策帶來的更加激烈的競(jìng)爭(zhēng)。
(四)煤化工多聯(lián)產(chǎn)
煤液化、煤基甲醇、二甲醚、煤炭焦化等煤化工技術(shù)在單元工藝(如煤氣化和氣體凈化)、中間產(chǎn)物(如合成氣、氫氣)、目標(biāo)產(chǎn)品等方面具有很大的互補(bǔ)性。研究表明,將不同的工藝(包括產(chǎn)品再加工,如甲醇制取醋酸等)進(jìn)行優(yōu)化組合實(shí)現(xiàn)多聯(lián)產(chǎn),并與尾氣發(fā)電、廢渣利用等形成綜合聯(lián)產(chǎn),有利于降低工程項(xiàng)目的建設(shè)投資及目標(biāo)產(chǎn)品的平均生產(chǎn)成本,提高整體項(xiàng)目的經(jīng)濟(jì)性和抗風(fēng)險(xiǎn)能力。因此,多聯(lián)產(chǎn)是煤炭企業(yè)今后發(fā)展大型煤化工和能源綜合產(chǎn)業(yè)的技術(shù)方向。
總之,我國(guó)發(fā)展新型的煤化工產(chǎn)業(yè)要因地制宜,學(xué)習(xí)世界的先進(jìn)經(jīng)驗(yàn)和技術(shù),形成多元化的產(chǎn)品鏈條,增強(qiáng)自身發(fā)展能力和發(fā)展后勁。在發(fā)展重點(diǎn)上,要適應(yīng)市場(chǎng)需求,創(chuàng)造名牌產(chǎn)品,增強(qiáng)市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)能力,確立煤化工在世界化工行業(yè)中的地位和作用。
參考文獻(xiàn)
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關(guān)鍵詞:煤化工;企業(yè)廢水;處理技術(shù);研究進(jìn)展
中圖分類號(hào):X784 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A 文章編號(hào):1008-021X(2016)11-0155-02
煤炭資源是我國(guó)重要的能源之一,而且我國(guó)煤炭資源的儲(chǔ)量居世界前列。隨著我國(guó)社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展,煤資源的消費(fèi)結(jié)構(gòu)和方式也發(fā)生了較大的變化,但是還存在煤炭利用效率不高的現(xiàn)象,加劇了環(huán)境污染的現(xiàn)象。煤化工技術(shù)是指以原煤為原料,采用化學(xué)等方法等技術(shù)措施,使煤炭轉(zhuǎn)化為氣態(tài)、液態(tài)和固態(tài)的產(chǎn)品的過程[1]。煤化工所涉及的產(chǎn)品眾多,提升了煤炭的利用效率,是推動(dòng)煤炭能源高效利用的重要途徑。但是,煤化工企業(yè)的發(fā)展,卻帶來了水污染的問題,煤化工企業(yè)用水量大,產(chǎn)生的廢水成分復(fù)雜,而且毒性大,若不進(jìn)行有效的處理,對(duì)周圍環(huán)境將造成嚴(yán)重的損害,此外,還會(huì)造成水資源的浪費(fèi),在一些缺水地區(qū),既不經(jīng)濟(jì)也不合理。因此,研究和開發(fā)科學(xué)高效的煤化工廢水處理技術(shù),不僅能夠促進(jìn)煤化工行業(yè)的發(fā)展,減少環(huán)境的污染,而且能夠最大限度的利用水資源。
1煤化工企業(yè)廢水的特點(diǎn)
煤化工企業(yè)產(chǎn)生的廢水水量大、成分復(fù)雜,按來源可分為焦化廢水、氣化廢水和液化廢水。焦化廢水是在煤焦化的過程中產(chǎn)生的廢水,主要產(chǎn)生于煉焦用水、煤氣凈化、產(chǎn)物提煉等過程中[2]。該類廢水的特點(diǎn)是,水量大、COD和氨氮濃度高,而且廢水中含有長(zhǎng)鏈、雜環(huán)化合物,此外還有苯、酮、萘等一些多環(huán)化合物,該類物質(zhì)難以生物降解,而且具有致畸、致癌特性。氣化廢水是煤氣化過程中獲得天然氣或者煤氣過程中產(chǎn)生的廢水,主要含有洗滌污水、冷凝廢水和蒸餾廢水等。該類廢水的主要特點(diǎn)是COD、氨氮、酚類、油類等污染物濃度高,此外,廢水中的一些物質(zhì)對(duì)微生物的生長(zhǎng)具有毒害和抑制作用。液化廢水時(shí)在煤進(jìn)行液化生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的廢水,該類廢水的特點(diǎn)是污染物含量高,無機(jī)鹽含量低。
2煤化工企業(yè)廢水的處理技術(shù)
2.1預(yù)處理技術(shù)
煤化工產(chǎn)生的廢水中酚和氨的含量較高,此外還有油類物質(zhì),經(jīng)過預(yù)處理,這些物質(zhì)可被回收利用,而且還能降低對(duì)后續(xù)處理工藝的污染負(fù)荷,使污水處理系統(tǒng)更為穩(wěn)定。2.1.1脫酚煤化工廢水中所含有的酚,可利用具有高比表面積的吸附材料進(jìn)行脫酚處理,當(dāng)吸附材料吸附飽和后,在利用有機(jī)溶劑或蒸汽對(duì)吸附劑進(jìn)行解脫再生[3]。常用的吸附材料有改性的膨潤(rùn)土、活性炭以及大孔的吸附樹脂。天然的膨潤(rùn)土在其表面具有親水性的硅氧結(jié)構(gòu),對(duì)水中有機(jī)物的吸附性差。因此,在利用膨潤(rùn)土作為吸附劑時(shí)通常對(duì)其進(jìn)行改性在加以利用。有研究者對(duì)天然的膨潤(rùn)土和經(jīng)過改性的有機(jī)膨潤(rùn)土的脫酚性能進(jìn)行了研究,結(jié)果表明改性后的膨潤(rùn)土吸附活化能更大,達(dá)到平衡的時(shí)間較小,吸附酚的量更大。活性炭也是常用的吸附劑之一,活性炭的具有高比表面積、表面的孔結(jié)構(gòu)發(fā)達(dá),而且價(jià)格相對(duì)低廉。因此,在煤化工廢水脫酚處理中常用活性炭為吸附劑。有研究者利用活性炭吸附濃度為60mg/L的苯酚,在溫度為30℃,pH值為6.0的條件下,苯酚去除率為86%。還有研究者采用活性炭纖維來作為煤化工廢水脫酚的吸附材料,該材料具有吸附和解吸速度快,再生條件好的優(yōu)點(diǎn)。隨著高分子材料技術(shù)的發(fā)展,新型的吸附材料展現(xiàn)出了更為優(yōu)越的吸附性能,例如大孔吸附樹脂的應(yīng)用,大孔吸附樹脂與吸附物質(zhì)之間靠范德華力來吸附,其表面還有巨大的比表面積,相比活性炭等吸附材料,它具有空分布窄,容易解脫等優(yōu)點(diǎn)。2.1.2除油煤化工企業(yè)產(chǎn)生的廢水中含有一定的油類,油類物質(zhì)將會(huì)黏附在菌膠團(tuán)的表面,進(jìn)而阻礙了可溶性有機(jī)物進(jìn)入到微生物的細(xì)胞壁,從而影響了生物處理工藝的效果,因此在進(jìn)入生化處理單元前應(yīng)對(duì)煤化工廢水進(jìn)行出油,以提高后續(xù)的處理效果。通常情況下,生化處理廢水要求進(jìn)水中含油量需小于50mg/L。在煤化工廢水的油類物質(zhì)通常采用隔油池和氣浮法來進(jìn)行控制[4]。2.1.3蒸氨煤化工廢水氨氮的濃度很高,主要來源于煤制氣反應(yīng)中高溫裂解和煤制氣反應(yīng)剩余的氨水。高濃度的氨氮,在進(jìn)行生化處理過程中會(huì)抑制硝化細(xì)菌的活性,進(jìn)而導(dǎo)致生活處理工藝處理效果不佳,不能保證出水氨氮達(dá)標(biāo)。目前脫氨的過程主要采用水蒸氣汽提法,將煤化工產(chǎn)生的廢水中通入大量的高溫蒸汽,使其充分的接觸,以此將廢水中的氨氮進(jìn)行吹脫,這樣可以有效的降低廢水中氨氮濃度。吹脫出的氨氮在經(jīng)過分離、蒸餾等步驟進(jìn)行回收再利用。
2.2深度處理技術(shù)
煤化工廢水中污染物濃度極高,成分復(fù)雜,而且難以降解。煤化工廢水經(jīng)過預(yù)處理后COD、氨氮等污染物的濃度得到了一定程度的降解,而難降解有機(jī)物在生化處理過程中幾乎沒有被降解,因此經(jīng)過生化出后還需對(duì)其進(jìn)行深度處理,進(jìn)而滿足出水的排放標(biāo)準(zhǔn)。目前在煤化工廢水處理中應(yīng)用最多的深度處理技術(shù)是高級(jí)氧化技術(shù),主要有臭氧氧化技術(shù)、非均相催化臭氧氧化技術(shù)、超臨界水氧化技術(shù)、光催化氧化技術(shù)等[5]。2.2.1臭氧氧化技術(shù)臭氧是一種強(qiáng)化劑,其氧化過程有兩種途徑,一種是直接通過分子臭氧氧化,另一種是間接的通過臭氧分解并生成羥基自由基來進(jìn)行氧化[6]。臭氧氧化技術(shù)可以降低煤化工廢水中的COD,同時(shí)還能夠降低水中的色度和濁度,同時(shí)在該過程中不產(chǎn)生二次污染。有研究表明,在內(nèi)循環(huán)的反應(yīng)器中,利用臭氧對(duì)煤化工廢水進(jìn)行深度處理,COD的去除率可到40%~50%,其中對(duì)酚類和雜環(huán)類有機(jī)物效果最好。隨著對(duì)臭氧氧化技術(shù)的深入研究發(fā)現(xiàn),臭氧在單獨(dú)使用過程中,有機(jī)物和臭氧反應(yīng)后通常會(huì)生成醛和羧酸,而這兩種物質(zhì)不能再和臭氧繼續(xù)反應(yīng),進(jìn)而限制了臭氧的礦化作用,降低了臭氧的處理效果。因此,研究者采取了其他的措施以提高臭氧的氧化作用,有研究者采用UV與臭氧聯(lián)用來進(jìn)行廢水的處理,結(jié)果表明臭氧的氧化能力比單獨(dú)使用時(shí)提高了10倍以上,極大地改善了臭氧的氧化能力。2.2.2非均相催化臭氧氧化技術(shù)非均相催化臭氧氧化技術(shù)是建立在臭氧氧化的基礎(chǔ)之上的一類新型的高級(jí)氧化技術(shù),是臭氧在特定的催化劑作用下產(chǎn)生高效的羥基自由基對(duì)有機(jī)物進(jìn)行氧化分解,主要使用的催化劑有金屬氧化物、金屬改性的沸石、活性炭等[7]。目前研究最多的是金屬氧化物,例如Al2O3、TiO2等。此外,影響其氧化效果的因素還有pH值和溫度。pH值主要是影響OH的產(chǎn)生,pH值升高有助于提高OH的產(chǎn)生,進(jìn)而提高氧化能力。在催化氧化過程中,催化劑不僅起到催化的作用,而且還具有吸附作用,pH值的變化將影響金屬氧化表面的電荷的轉(zhuǎn)移,進(jìn)而影響了對(duì)有機(jī)物的吸附能力。2.2.3超臨界水氧化技術(shù)超臨界水氧化技術(shù)是利用水在超臨界狀態(tài)下,具有非極性有機(jī)溶劑的性質(zhì),進(jìn)而對(duì)有機(jī)物進(jìn)行氧化分解的技術(shù)。該技術(shù)具有反應(yīng)效率高,處理徹底。反應(yīng)器結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單等優(yōu)勢(shì),但是由于超臨界狀態(tài)的水具有嚴(yán)重的腐蝕性,無機(jī)鹽在反應(yīng)過程中會(huì)結(jié)晶析出,進(jìn)而導(dǎo)致設(shè)備和管道堵塞等問題,最終提高了超臨界廢水的處理成本,影響了工業(yè)化應(yīng)用的進(jìn)程。2.2.4光催化氧化技術(shù)光催化氧化技術(shù)是利用半導(dǎo)體材料,在紫外光照射下將吸附于材料表面的氧化劑進(jìn)行激發(fā),進(jìn)而產(chǎn)生具有強(qiáng)化性能的羥基自由基,然后利用羥基自由基對(duì)有機(jī)物進(jìn)行氧化分解。TiO2是應(yīng)用最多的光催化劑,有研究者利用光催化技術(shù)處理模擬的苯酚廢水,結(jié)果表明,TiO2的投加量為2g/L、pH值為3,光照2.5h的條件下,苯酚的去除效果最佳,可達(dá)到96%。TiO2光催化技術(shù)對(duì)難降解有機(jī)物的處理效果十分顯著,但是現(xiàn)階段還未能應(yīng)用于煤化工廢水的處理中,原因在于該催化劑不能充分的利用太陽(yáng)能,反應(yīng)器設(shè)計(jì)難以符合實(shí)際的應(yīng)用。相信隨著技術(shù)的發(fā)展,這些問題終將會(huì)被解決,給煤化工廢水處理技術(shù)帶來新的突破。
3結(jié)語(yǔ)
煤化工技術(shù)給煤炭資源的利用帶來了新的發(fā)展方向,提高了煤炭的利用效率。但是煤化工企業(yè)產(chǎn)生的廢水又給我們提出了一個(gè)新的難題,由于其水量大,污染物濃度高,而且成分復(fù)雜,毒性大,單一的處理技術(shù)根本不能滿足要求。建議企業(yè)和研究機(jī)構(gòu)在結(jié)合實(shí)際工程的前提下,加大對(duì)煤化工廢水處理技術(shù)的研究,努力及早實(shí)現(xiàn)處理效率高、環(huán)境友好的廢水處理技術(shù),以帶動(dòng)煤化工行業(yè)向著更高的方向發(fā)展。
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關(guān)鍵詞 煤化工行業(yè) 好含鹽廢水 系統(tǒng)優(yōu)化
中圖分類號(hào):X703 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A
我國(guó)煤化工行業(yè)的起步較晚,近年來雖然取得了一定的成績(jī),但是在煤化工相關(guān)附屬活動(dòng)中表現(xiàn)的并不盡如人意。我們知道,煤化工是一個(gè)復(fù)雜的過程,其中伴隨著系統(tǒng)的化學(xué)反應(yīng),這些反應(yīng)一方面促使了煤化工產(chǎn)品的最終實(shí)現(xiàn),但是,不可避免的一些廢水借此生成,如何對(duì)這些廢水尤其是高含鹽廢水進(jìn)行處理和優(yōu)化,達(dá)到“零排放”或者節(jié)能減排的標(biāo)準(zhǔn),就顯得尤為重要。尤其在當(dāng)前環(huán)境下,我國(guó)的煤化工技術(shù)處于起步階段,面臨著來自于技術(shù)、經(jīng)濟(jì)、環(huán)境和規(guī)劃管理方面的諸多問題。但是,就在當(dāng)下,國(guó)際上和國(guó)家層面上的對(duì)環(huán)境治理的要求越來越高、越來越緊迫。在這種情況下,煤化工企業(yè)處于一個(gè)極為困難的境地,一方面要對(duì)社會(huì)的要求作出正確的積極的反應(yīng),另一方面,還要在現(xiàn)有的技術(shù)水平上進(jìn)行全方面的創(chuàng)新。但是,也只有如此,才能實(shí)現(xiàn)煤化工企業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。
一、化工廢水與煤化工廢水的分類與處理技術(shù)
(一)化工廢水的種類和處理技術(shù)概述。
對(duì)化工企業(yè)生成的廢水而言,一般將其分為“工藝有機(jī)廢水”和“含鹽廢水”兩大類。前者主要以工藝廢水和生活污水為主,污染物主要為COD,并且該類廢水中的含鹽量相對(duì)較低,對(duì)其進(jìn)行處理的過程相對(duì)較易,有機(jī)廢水的處理過程首先要對(duì)水質(zhì)特點(diǎn)進(jìn)行分析,然后經(jīng)過預(yù)處理和生化處理等相關(guān)措施后,將其在回用到生產(chǎn)工藝過程之中;后者,即含鹽廢水的來源較為廣泛,在循環(huán)水系統(tǒng)排水中會(huì)出現(xiàn)含鹽廢水,在除鹽水系統(tǒng)排水和鍋爐排水中也會(huì)出現(xiàn)含鹽廢水,甚至在回用水的處理系統(tǒng)濃水中也會(huì)生成。因此,含鹽廢水的處理一般較為復(fù)雜,通常的處理方法是通過“膜濃縮”技術(shù),即通過超濾與反滲透相結(jié)合的技術(shù),對(duì)該類廢水進(jìn)行處理,也可以通過熱濃縮技術(shù)使廢水中的雜質(zhì)得到一定程度的濃縮,其中生成的清水可在此用于循環(huán)水系統(tǒng)之中,剩余的濃高鹽廢水(高含鹽廢水)將視情況對(duì)其進(jìn)行再處理。
(二)煤化工廢水的分類和處理技術(shù)概述。
在現(xiàn)代煤化工企業(yè)中,廢水的分類同樣是按照含鹽量進(jìn)行的,分類的結(jié)果同樣是有機(jī)廢水和含鹽廢水兩大類。但是,與其他化工企業(yè)所產(chǎn)生的廢水不同的是,煤化工過程中產(chǎn)生的有機(jī)廢水的成分存在著顯著的差別,這種差別與煤氣化工藝有著明顯的關(guān)系。截止到目前,國(guó)內(nèi)、外有近二十種煤氣化技術(shù),這些技術(shù)的引進(jìn)是利用主要與煤質(zhì)的特點(diǎn)與投資成本有關(guān)。另一方面,在煤化工行業(yè)中,含鹽廢水中“鹽”的來源是極為特殊的,它的生成機(jī)制與補(bǔ)充新鮮水和循環(huán)冷卻水密切相關(guān),同時(shí),在除鹽水生產(chǎn)過程也會(huì)產(chǎn)生新的高含鹽廢水,并在在有機(jī)廢水的處理過程中,往往要添加相應(yīng)的藥劑,而這也會(huì)產(chǎn)生相應(yīng)的高含鹽廢水。比如,在國(guó)內(nèi)某大型煤炭企業(yè)中,煤制天然氣項(xiàng)目要以新鮮水進(jìn)行補(bǔ)充,而在這一過程中帶入進(jìn)去的鹽量就已經(jīng)超過了系統(tǒng)鹽量的一半以上,即便是在生產(chǎn)過程與水系統(tǒng)添加化學(xué)藥劑的過程中,也會(huì)產(chǎn)生近30%的鹽量。雖然能夠?qū)ρh(huán)冷卻系統(tǒng)的循環(huán)倍數(shù)進(jìn)行系統(tǒng)優(yōu)化和選擇,但是廢水含鹽量卻難以實(shí)現(xiàn)真正的降低。一般而言,煤化工行業(yè)含鹽廢水的TDS往往保持在5000mg/L左右,處于較高的水平。
二、煤化工行業(yè)高含鹽廢水的排放、處理技術(shù)與障礙
(一)煤化工行業(yè)高含鹽廢水的排放處理方法。
對(duì)煤化工行業(yè)而言,對(duì)高含鹽廢水的處理方法主要有兩類,一類是直接排放,一類是處理后排放。但是無論是哪一種排放方法,都應(yīng)在最終(理論上)實(shí)現(xiàn)“零排放”的要求。一般而言,實(shí)現(xiàn)高含鹽廢水的零排放還存在兩類不同的方式,其中一種面向區(qū)域范圍的零排放,另一種的排放范圍更小,往往屬于廠區(qū)內(nèi)的排放。對(duì)于前者而言,要求在項(xiàng)目的周邊區(qū)域內(nèi)存在能夠消納高含鹽廢水的場(chǎng)所或者企業(yè),這些場(chǎng)所或者企業(yè)在生產(chǎn)過程或者生產(chǎn)工藝上能夠與煤化工企業(yè)形成一定的“互補(bǔ)關(guān)系”,這種互補(bǔ)關(guān)系能夠促進(jìn)水資源的“梯級(jí)利用”。而這些場(chǎng)所或者企業(yè)對(duì)水質(zhì)的要求一般較低,比如煉鐵高爐、洗煤廠等,或者一些用于鍋爐沖渣、煤場(chǎng)或者渣場(chǎng)噴灑的場(chǎng)所。當(dāng)然,將高含鹽廢水進(jìn)行區(qū)域性的排放存在著一定的限制,周圍企業(yè)的用水量、灰渣場(chǎng)及煤場(chǎng)面積以及儲(chǔ)存量和開放性等往往是有限的,使得它們對(duì)高含鹽廢水的吸收量處于特定的范圍之內(nèi);對(duì)于后者,即廠區(qū)內(nèi)高含鹽廢水的排放而言,處理的難度是更大一些的,這是因?yàn)椋瑥S區(qū)內(nèi)對(duì)高含鹽廢水綜合利用的方式十分有限,不能像前者那樣“直接”進(jìn)行排放,因此需要特定的化學(xué)工藝對(duì)其進(jìn)行處理,降低廢水濃度。
(二)煤化工行業(yè)高含鹽廢水的處理技術(shù)。
在煤化工企業(yè)總,高含鹽廢水的處理技術(shù)和方法主要集中于以下幾個(gè)方面:(1)深井灌注法。這種方法首先應(yīng)用于美國(guó)和墨西哥等國(guó)家,但是推廣起來有較高的難度,這是因?yàn)椋摲椒▽?duì)自然、地質(zhì)等條件的要求較高,難以得到相關(guān)法律、法規(guī)的支持,并且至今也未獲得相關(guān)的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn);(2)自然蒸發(fā)池法。這是一種傳統(tǒng)的降低廢水鹽度的方法,處理過程中需要建設(shè)面積較大的水池,在水池中貯存高含鹽廢水,通過對(duì)太陽(yáng)能的利用,使其中的水分自然蒸發(fā),鹽分得到保留,在對(duì)其進(jìn)行定期清理之后在注入相應(yīng)的高含鹽廢水,如此反復(fù)。該方法可重復(fù)使用的頻率較高,對(duì)工藝上不存在較大的難度,只需在池內(nèi)增加相應(yīng)的防滲措施即可。當(dāng)然,這種方法也存在著一定的弊端,如果煤化工企業(yè)隨處的區(qū)域降雨量較大、蒸發(fā)量較小,或者處于地面擁擠、人口稠密的地區(qū),將使其面臨較大的束縛,可利用性也將大打折扣;(3)蒸發(fā)結(jié)晶法。該方法是通過特殊的手段使高含鹽廢水中的鹽分以結(jié)晶的方式析出,從這一點(diǎn)看,與自然蒸發(fā)池法的工作原理類似。所不同的是,該方法中蒸發(fā)結(jié)晶主要通過“多效蒸發(fā)處理技術(shù)”和“機(jī)械蒸汽再壓縮循環(huán)蒸發(fā)技術(shù)”為主。其中,經(jīng)“多效蒸發(fā)”處理后回收的淡水會(huì)達(dá)到90%左右,而“機(jī)械壓縮結(jié)晶技術(shù)的熱效率相對(duì)更高,其淡水的回收率能夠達(dá)到98%左右,基本實(shí)現(xiàn)了淡水的全部回收;(4)“NACE”法。該方法是將“反滲透技術(shù)”與“蒸餾技術(shù)”結(jié)合在一體的新工藝,該工藝的核心部分一種商業(yè)納米結(jié)構(gòu)的聚合物材料——“納米結(jié)構(gòu)高核電電解質(zhì)”。這種材料的工作特點(diǎn)是對(duì)分子進(jìn)行過濾,水分子可以從中通過,而其他離子(離子)將被隔離在外。 “NACE”工藝工藝中產(chǎn)生的高含鹽廢水再進(jìn)入到“炭化焚燒爐”中進(jìn)行處理,其中的有機(jī)物被碳化掉,以此來實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排的目的。
(三)煤化工行業(yè)高含鹽廢水處理過程中遇到的障礙。
雖然在前文給出了幾種常見的煤化工行業(yè)高含鹽廢水處理方法,但是在實(shí)際應(yīng)用中卻存在一定的障礙。比如,在煤化工行業(yè)中,煤化工藝裝置中難以獲得大量的低壓蒸汽,這就限制了高含鹽廢水濃縮結(jié)晶的程度。此外,熱濃縮設(shè)備腐蝕也是十分嚴(yán)重的問題之一,這是因?yàn)?,水中的高鹽分會(huì)對(duì)設(shè)備產(chǎn)生一定的腐蝕作用,這將降低熱濃縮的處理率,也會(huì)威脅到設(shè)備的使用壽命和安全運(yùn)行,并且正是因?yàn)檫@些因素的存在,使得高含鹽廢水的處理成本一直處于較高的水平。鑒于此,同時(shí)來自于技術(shù)與處理成本的限制,我國(guó)國(guó)內(nèi)煤化工項(xiàng)目中難以找到長(zhǎng)期正常運(yùn)行的案例。此外,即便是對(duì)于對(duì)設(shè)施設(shè)備要求較低的“自然蒸發(fā)池”也存在較高的限制,比如,該方法要求占地面積較大,對(duì)該地區(qū)的氣候等條件也要求“苛刻”等,使得該方法只能在特定的區(qū)域內(nèi)得到應(yīng)用;而NACE法的設(shè)備運(yùn)行成本雖然較低,但是尚未發(fā)現(xiàn)建成后完整運(yùn)行的案例,工業(yè)化的水平一直處于較低的層面;而焚燒法在處理高含鹽廢水時(shí)能耗較高、對(duì)防腐蝕性的要求也較高,要想獲得穩(wěn)定的運(yùn)行也是相對(duì)困難的。
三、煤化工行業(yè)高含鹽廢水處理的系統(tǒng)優(yōu)化
(一)從更高的層面重視對(duì)煤化工高含鹽廢水回收與處理。
為了實(shí)現(xiàn)煤化工行業(yè)高含鹽廢水的處理高效率,需要從更高的層面重視對(duì)煤化工高含鹽廢水回收與處理。只有這樣,才能做到目標(biāo)的分解和逐層實(shí)現(xiàn)。為此,需要做到以下幾點(diǎn):完善煤化工企業(yè)制度,建立和企業(yè)治理結(jié)構(gòu),引進(jìn)先進(jìn)的煤化工高含鹽廢水的處理技術(shù)和管理經(jīng)驗(yàn),在政策和決策層面向高含鹽廢水處理方面傾斜,相應(yīng)國(guó)家和社會(huì)的號(hào)召;不斷提高煤化工企業(yè)的風(fēng)險(xiǎn)管控水平,將現(xiàn)有的技術(shù)、設(shè)備、設(shè)施進(jìn)行轉(zhuǎn)化開發(fā)和再利用,積極的尋找條件和政策方面的支持,建立和健全煤化工企業(yè)和行業(yè)的高含鹽廢水處理綜合體系,實(shí)現(xiàn)資源的共享和風(fēng)險(xiǎn)公擔(dān)機(jī)制。
(二)改進(jìn)和優(yōu)化煤化工高含鹽廢水的處理工藝和處理技術(shù)。
在煤化工行業(yè)的實(shí)際生產(chǎn)過程中,要想實(shí)現(xiàn)高含鹽廢水“零排放”這一理想狀態(tài)是有較大困難的。這是因?yàn)?,在煤制氣的過程中,要產(chǎn)生大量的廢棄物,并且成分復(fù)雜,其中除了含有氨、氰等無機(jī)污染成分,還含有一定的酚、萘、蒽等化合物,這就導(dǎo)致了很多煤化工高含鹽廢水的水質(zhì)處于理論指標(biāo)的上位,在這種情況下,高含鹽廢水的排放工作就變得更加艱巨。為此,需要改進(jìn)和優(yōu)化煤化工高含鹽廢水的處理工藝和處理技術(shù),曾倩高含鹽廢水的前期預(yù)處理水平,有針對(duì)性的對(duì)煤化工的副產(chǎn)品進(jìn)行分離,以此為后續(xù)的廢水回收處理工作提供支持。比如,在副產(chǎn)品的分離方面,需要做到和做好除油、脫酸和脫氨等工作,提高預(yù)處理的效率降低,提高高含鹽廢水水質(zhì)的處理水平。
四、結(jié)束語(yǔ)
煤炭是我國(guó)主要的能源,而在現(xiàn)代化的進(jìn)程中,煤化工行業(yè)雖然為社會(huì)的發(fā)展和進(jìn)步帶來了一定的貢獻(xiàn),但是,由此產(chǎn)生的一些與環(huán)境和生態(tài)有關(guān)的問題也在逐漸地影響正常的生產(chǎn)和生活,煤化工過程中產(chǎn)生的高含鹽廢水就是其中的一個(gè)主要品類。為了實(shí)現(xiàn)對(duì)此類污染物的處理和再利用,有關(guān)企業(yè)和部門應(yīng)加強(qiáng)合作,開發(fā)技術(shù),引進(jìn)管理理念,共同促進(jìn)現(xiàn)代煤化工企業(yè)和行業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。
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一、推行和實(shí)施素質(zhì)教育,注重學(xué)生的全面發(fā)展。通過規(guī)范的教學(xué)活動(dòng)和豐富的教研活動(dòng),提高專業(yè)素質(zhì)和教學(xué)水平,提高學(xué)生的知識(shí)水平,培養(yǎng)學(xué)生發(fā)現(xiàn)美、欣賞美和創(chuàng)造美的能力。
二、加強(qiáng)學(xué)習(xí),提高自身業(yè)務(wù)能力,努力提高理論水平與實(shí)踐能力。并且積極參加市、區(qū)組織的備課和聽課等活動(dòng),取他人所長(zhǎng),補(bǔ)己之短,在比較中學(xué)習(xí),在實(shí)踐中提高。
三、學(xué)期教學(xué)目標(biāo):
1、認(rèn)真完成美術(shù)教學(xué)工作,做到按表上課,不落一節(jié)課。注重課堂中學(xué)生的自主學(xué)習(xí),培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)習(xí)能力,調(diào)動(dòng)學(xué)習(xí)的積極性。爭(zhēng)取把每節(jié)課的導(dǎo)課設(shè)計(jì)新穎、獨(dú)特。
2、以聽評(píng)課等教研活動(dòng)為基礎(chǔ),備好、上好每一節(jié)課,積極提高教學(xué)藝術(shù)水平。
3 、組織美術(shù)研討和交流活動(dòng),與全組美術(shù)教師互相學(xué)習(xí)、取長(zhǎng)補(bǔ)短,共同提高專業(yè)素質(zhì)。
4、通過各種美術(shù)競(jìng)賽活動(dòng)的開展,激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)美術(shù)的興趣,從而使他們能從中學(xué)到知識(shí),陶冶情操,提高品位,營(yíng)造濃厚的文化藝術(shù)氛圍。a、本學(xué)期,學(xué)校各項(xiàng)活動(dòng)較多,美術(shù)活動(dòng)以班級(jí)為單位,以課堂為載體,搭建展示平臺(tái)。如班級(jí)藝術(shù)園等。b、在本人任課班級(jí)展開人人爭(zhēng)當(dāng)小老師活動(dòng),期初鼓勵(lì)學(xué)生選課選內(nèi)容,提前報(bào)名,然后安排講課,鍛煉學(xué)生的綜合能力。
5、通過課內(nèi)教學(xué)活動(dòng)和組織的課外興趣小組活動(dòng),培養(yǎng)一批美術(shù)特長(zhǎng)生,以點(diǎn)帶面帶動(dòng)全體學(xué)生學(xué)好美術(shù),從而全面提高美術(shù)素養(yǎng)與美術(shù)技能。
二、主要工作
(一)更新教學(xué)理念,指導(dǎo)教學(xué)實(shí)踐。
1、進(jìn)一步認(rèn)真學(xué)習(xí)《基礎(chǔ)教育課程改革綱要》,更新教學(xué)理念,明確課改方向。在改革的實(shí)踐中進(jìn)行理論探索,在實(shí)踐積累中進(jìn)行理論創(chuàng)新,在教改實(shí)踐中反思。通過學(xué)習(xí)和培訓(xùn)、實(shí)踐和反思、改革和創(chuàng)新,全方位地轉(zhuǎn)變教育教學(xué)觀念和提高教育教學(xué)認(rèn)識(shí)。開放教育觀念、開放教學(xué)過程、開放教學(xué)空間、使自己成為學(xué)生的促進(jìn)者、教育研究者、課程的建設(shè)者。
2、認(rèn)真學(xué)習(xí)和研究基礎(chǔ)教育階段課程標(biāo)準(zhǔn),搞好課改年級(jí)課教材的集體備課,并結(jié)合課堂教學(xué)組織觀摩研究課。
3、學(xué)習(xí)有關(guān)教學(xué)策略和教學(xué)評(píng)價(jià)的理論和經(jīng)驗(yàn),推進(jìn)校本課程的研究和開發(fā)。
4、應(yīng)用現(xiàn)代教學(xué)理論開發(fā)多媒體教學(xué)輔助課件。認(rèn)真組織學(xué)習(xí)教育理論刊物、提高搜集信息、處理信息和交流信息的能力,充分利用一切學(xué)習(xí)資源不斷提高理論素養(yǎng)和知識(shí)水平。
(二)改進(jìn)教研方式,做好教學(xué)工作。
1、組織學(xué)科新教材的培訓(xùn),組織教材分析和教學(xué)研究,領(lǐng)會(huì)新教材的結(jié)構(gòu)體系和單元教學(xué)要求。
2、組織教師學(xué)習(xí)《常州市美術(shù)學(xué)科教學(xué)建議》。
3、注重課程與學(xué)生生活經(jīng)驗(yàn)緊密關(guān)聯(lián),使學(xué)生在積極的情感體驗(yàn)中提高想象力和創(chuàng)造力。
三、日程安排
九月份
1、召開全體美術(shù)學(xué)科教師會(huì)議,布置新學(xué)期教研工作。
2、一年級(jí)蘇少版課標(biāo)本教材以及四年級(jí)教材的培訓(xùn)工作。
3、美術(shù)學(xué)科協(xié)進(jìn)組活動(dòng)
十月份
1、小學(xué)美術(shù)新課程教學(xué)研究課、教材教法研討座談。
2、學(xué)科常規(guī)調(diào)研。
3、美術(shù)一年級(jí)集體備課。
4、小學(xué)美術(shù)學(xué)科協(xié)進(jìn)組活動(dòng)
十一月份
1、新教材課堂教學(xué)研討活動(dòng)。
2、課題研究工作。
3、小學(xué)美術(shù)學(xué)科協(xié)進(jìn)組活動(dòng)
十二月份
1、組織參加常州市中小學(xué)美術(shù)教師多媒體課件評(píng)比活動(dòng)。
2、小學(xué)美術(shù)學(xué)科協(xié)進(jìn)組活動(dòng)
3、課題研究工作。
一月份
1、課程改革經(jīng)驗(yàn)交流座談會(huì)。
2、參加市區(qū)美術(shù)學(xué)科專業(yè)委員會(huì)理事會(huì)議,商討下學(xué)期工作。
本年級(jí)學(xué)生對(duì)美術(shù)課興趣濃厚,并具有較好的繪畫基礎(chǔ)和對(duì)各種材料綜合運(yùn)用能力,其中對(duì)繪畫材料的運(yùn)用能力較強(qiáng)。大部分學(xué)生能較好地表現(xiàn)平面形象、立體造型,并能大膽地發(fā)揮想象,作品內(nèi)容豐富,富有生活情趣;有較高的創(chuàng)新意識(shí)和較好的心理品質(zhì)。但也有一部分學(xué)生空間感較弱,對(duì)一些廢舊材料的綜合運(yùn)用能力較差,有待進(jìn)一步地提高。
二、教學(xué)目的要求
(一)總目標(biāo)
學(xué)生以個(gè)人或集體合作的方式參與各種美術(shù)活動(dòng),嘗試各種工具、材料和制作過程,學(xué)習(xí)美術(shù)欣賞和評(píng)述的方法,豐富視覺、觸覺和審美經(jīng)驗(yàn),體驗(yàn)美術(shù)活動(dòng)的樂趣,獲得對(duì)美術(shù)學(xué)習(xí)的持久興趣;了解基本美術(shù)語(yǔ)言和表達(dá)方式和方法,表達(dá)自己的情感和思想,美化環(huán)境與生活。在美術(shù)學(xué)習(xí)過程中,激發(fā)創(chuàng)造精神,發(fā)展美術(shù)實(shí)踐能力,形成基本的美術(shù)素養(yǎng),陶冶高尚的審美情操,完善人格。
(二)各學(xué)習(xí)領(lǐng)域目標(biāo)
1.造型表現(xiàn)學(xué)習(xí)領(lǐng)域
初步認(rèn)識(shí)形、色與肌理等美術(shù)語(yǔ)言,學(xué)習(xí)使用各種工具,體驗(yàn)不同媒體的效果,通過看看、畫畫、做做等方法表現(xiàn)所見所聞,激發(fā)豐富的想象力與創(chuàng)造愿望。
2.設(shè)計(jì)應(yīng)用學(xué)習(xí)領(lǐng)域
學(xué)習(xí)對(duì)比與和諧、對(duì)稱與均衡等組合原理,了解一些簡(jiǎn)易的創(chuàng)作意圖和手工制作的方法,進(jìn)行簡(jiǎn)單的設(shè)計(jì)和裝飾,感受設(shè)計(jì)制作與其它美術(shù)活動(dòng)的區(qū)別。
3.欣賞評(píng)述學(xué)習(xí)領(lǐng)域
觀賞自然和各種美術(shù)作品的形、色與質(zhì)感,能用口頭或書南語(yǔ)言對(duì)欣賞對(duì)象進(jìn)行描述,說出其特色,表達(dá)自己的感受。
4.綜合探索學(xué)習(xí)領(lǐng)域
造型游戲的方式,結(jié)合語(yǔ)文、音樂等課程內(nèi)容,進(jìn)行美術(shù)創(chuàng)作表演和展示,并發(fā)表自己的創(chuàng)作意圖。
三、教材分析
(一)教學(xué)重點(diǎn)
1.學(xué)習(xí)色彩的明度漸變和純度漸變等色彩知識(shí),體驗(yàn)色彩的表現(xiàn)力,并能有目的地加以運(yùn)用。
2.能用日記畫的形式表現(xiàn)生活中的有趣情境、有意義的事和自己喜歡的人物,表達(dá)自己的情感。
用各種瓶子及其它塑造材料,大膽想象并設(shè)計(jì)制作簡(jiǎn)單的立體或半立體造型。
(二)教學(xué)難點(diǎn)
1.利用多種媒體,如蛋殼、廢包裝、稻草等材料制作作品。
2.欣賞情節(jié)性比較強(qiáng)的中外作品,認(rèn)識(shí)該美術(shù)作品的藝術(shù)特點(diǎn)。
3.用水粉、水彩顏料表現(xiàn)周圍的事物,表達(dá)自己的興趣與愿望。
4.運(yùn)用對(duì)比與和諧、對(duì)稱與均衡等組合原理,通過植物籽粒,纖維線材、織物等材料的平面拼貼進(jìn)行造型設(shè)計(jì)。
5.能運(yùn)用紫沙泥等材料進(jìn)行立體造型,并用水粉顏料加工、裝飾。
四、教學(xué)措施
1.應(yīng)將學(xué)習(xí)內(nèi)容與生活經(jīng)驗(yàn)緊密聯(lián)系起來,強(qiáng)調(diào)知識(shí)和技能在幫助學(xué)生美術(shù)生活方面的作用,使學(xué)生在實(shí)際生活中領(lǐng)悟美術(shù)的獨(dú)特價(jià)值。
2.多種形式,組織學(xué)生認(rèn)識(shí)人的情感、態(tài)度、價(jià)值觀的差異性,人類社會(huì)的豐富性,并在一種廣泛的文化情境中,認(rèn)識(shí)美術(shù)的特征、美術(shù)表現(xiàn)的多樣性以及美術(shù)對(duì)社會(huì)生活的獨(dú)特貢獻(xiàn)。同時(shí),培養(yǎng)學(xué)生對(duì)祖國(guó)優(yōu)秀文化的熱愛,對(duì)世界多元文化教育的寬容和尊重。