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关键词:煤化工技术;开采效率;石油资源;可持续发展
各种不可再生资源消耗量的逐渐加大,对于我国环境质量的改善产生了众多不利的影响。在可持续发展理念的推广过程中,煤化工技术的应用越来越受到人们的普遍关注,主要在于这种技术的合理使用能够在一定程度上缓解我国的能源危机,减少石油资源的开采量。煤化工技术经过多年的发展,其中的优势与劣势在实际的应用中逐渐凸显出来。做好煤化工技术的研究工作,加快新型煤化工技术的研发速度,有利于保证社会的稳定发展。
1煤化工技术的发展
煤化工技术在实际的应用中取得了一定的作用效果,为缓解我国的能源危机工作带来了一定的参考依据。这种技术的本质在于:采取可靠的技术手段,将煤炭资源转化为可以使用的气体或者固定燃料,并对衍生出的化工产品进行不断地优化,提高能源的利用效率。常见的煤化工技术可分为:(1)煤液化(;2)煤干馏(;3)煤气化。煤液化主要是指通过化学合成工艺技术将固态的煤转化为液态的燃料,满足社会各行业的能源需求。这种液态的燃料主要的成分是碳氢化合物,实际的应用效果较好,未来的发展潜力大。煤液化主要的操作手段有:直接的煤液化和间接的煤液化。相对而言,间接的煤液化过程较为复杂。它首先是将煤炭通过气化的方式合成具有经济价值的气体,主要成分是二氧化碳及氢气的化合物。这种化合物经过催化剂的作用可以生产出燃烧热量更高的液态烃类产品。直接液化法主要依赖的是溶剂。在煤炭与气态的氢气混合时,为了提高氢气的比例。需要加入一定量的溶剂,最终获得液态的燃料。这种燃料燃烧时释放的热量更多,提高了能源的利用效率。除此之外,煤液化也有其它的方法,像氢煤法、供氢溶剂法等。为了获取焦化产品,需要借助于煤干馏技术。它的实质是通过隔绝空气的方式,对煤炭原料进行强热分解,得到一定数量的焦化产品。这些产品的应用范围广,所带来的经济效益明显,为煤炭企业产业转型工作的开展提供了重要的参考信息。相对每干馏技术,煤气化技术的工作流程相对比较复杂。这种技术的工作流程主要包括:对煤炭原料进行高温热化处理,将固态的燃料转化为气态的可燃性气体。在转化的过程中需要加入一定量的气化剂,提高转化效率。这些气化剂的实际作用效果明显,主要依赖的是二氧化碳及空气之间的相互反应。由于不同的煤炭资源之间存在着一定的差异性,煤气化技术应用中所需的具体条件也有所不同。在最终气体形成的过程中,不同的煤层产生的化工产品有所区别,客观地体现了煤气化技术的良好应用效果。
2新型煤化工技术
经济的不断发展,生产力水平的持续提高,为新型煤化工技术的出现创造了有利的条件。相对传统的煤化工技术,新型煤化工技术最大的优势是减少了能源的消耗量,增加了环境效益,为我国可持续发展战略的落实带来了积极的保障作用。新型煤化工技术的主要内容有:(1)各种合成烃的化学产品;(2)煤气化技术;(3)将煤原料转化为燃烧时释放热量更多的化学产品。各种合成烃化学产品的出现,降低了环境污染问题的发生率。这些产品的来源主要是煤原料,最大的特点是能源的利用率较高、污染小。利用甲醇裂解提取烯烃制取技术的优势,最大限度了保证了煤炭资源燃烧的充分性。这种技术的转化率非常高,但是生产出的产品纯度依然有着一定的问题。在未来的化工产品发展过程中,甲醇裂解提取烯烃制取技术的应用范围将会逐渐地扩大,清洁性产品的生产效率也将不断地提高。煤气化技术作为新型煤化工技术的重要组成部分,在现代化学工艺流程应用中占据着重要的地位。它主要是通过不同成分的催化剂作用将固态的煤原料转化为燃烧更充分的异丁醇及甲醇的混合物,减少有害气体的排放。这些混合物在一定的化学条件作用下,最终转化为异丁稀。它也是高辛烷基化学剂的重要组成部分,有利于提高化工企业的实际生产效率。作为天然气的重要组成成分,甲醇生产效率的高低影响着化工企业的长远发展。我国的煤炭资源储量较大,利用新型煤化工技术可以将煤转化为利用率更高的甲醇,进而生产出环保效果非常明显的天然气。甲醇的来源主要是煤炭。它在化工企业的生产过程中应用较多,是一种重要的化工原料。在草酸的合成过程中,运用新型煤化工技术得到的甲醇,在某些催化剂的作用可以得到草酸。除此之外,像甲酸甲酯的生产也需要利用到甲醇原料。这些方面的内容,客观地体现了新型煤化工技术的优势。
3结语
为了缓解我国的能源危机,加快低碳经济社会的建设步伐,需要运用新型的煤化工技术生产出更多的清洁化工产品。煤化工技术的发展经过了一定的过程,其中某些技术在实际的应用中取得了良好的经济效益和社会效益。大力推广新型煤化工技术,有利于改善我国的环境质量,满足社会各行业的能源需求,减少不可再生能源的消耗量。
作者:戚江丹 李柱 杨文贵 单位:六盘水师范学院
参考文献:
[1]潘利鹏.煤化工技术的发展与新型煤化工技术探讨[J].科技与企业,2013,(03).
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关键词:转化气 甲醇 系统安全 分析
在转化气区域中,从原料到产品,包括工艺过程中涉及到许多易燃易爆物质,如氢气、一氧化碳、硫化氢、甲烷、甲醇等。在生产中一旦操作失误或物料泄漏,极易发生火灾爆炸事故。生产过程中涉及的有毒物料较多,如一氧化碳、硫化氢、甲醇等,均具有一定程度的毒性,在生产运行过程中如果操作不当或发生意外事故,有引起人员中毒事故发生的可能性。特别是一氧化碳存在于各个生产环节,每个环节的泄漏都可能导致人员大量中毒,甚至死亡。因此必须对主要危害物质物性参数进行分析和防范(生产区内常见易燃易爆物质为焦炉气、转化气、硫化氢等,焦炉气、转化气主要含CO、H2)。
一、焦炉气装置工艺设备危险性分析
(一)铁铝预转化和转化过程中飞温
铁铝转化过程中,有机硫加氢转化反应是一个放热反应,但因焦炉气中有机硫含量较低(一般在200mg/NM3左右),因此有机硫加氢转化反应放热量是微不足道的,但是其副反应是强烈的放热反应。焦炉气中氧含量每升高0.1%,温升可达15℃;烯烃每升高1%,温升可达37℃,因此宜发生铁铝催化剂飞温事故。铁锰脱硫槽的铁锰脱硫剂在升温还原过程中也可能出现飞温现象。
(二)气预热炉爆炸
焦炉气预热炉的点火过程也可能会操作不当导致爆炸事故。如果长明灯失效或熄火,应迅速切断燃料气控制阀,重新吹扫燃烧器,并检查长明灯喷嘴是否堵塞。第二次点火需在第一次点火失效、熄火5分钟后进行。
(三)焦炉气转化炉危险性
焦炉气转化炉操作还要精心做好氧碳比、水碳比、水氧比调整。三个比例关系彼此间相互关联,所以在调节某个比例时要时刻注意其他两个比例是否在控制范围内。转化炉烧嘴必须做到焦炉气与氧气混合均匀,燃烧充分,炉顶空间温度场与流场分布合理。避免火焰直接舔到催化剂而将其烧毁;进入催化剂床层前,氧气必须燃烬,温度和组成分布均匀,避免在催化剂床层里仍发生燃烧反应;炉内耐火材料任何一处的温度都不能超过140℃:烧嘴必须能够在很大的流速范围内良好地运行而不限制装置的可操作性:烧嘴采用蒸汽保护和水夹套强制冷却保护。水夹套温度控制也是非常重要的,水夹套内通入除盐水来移走转化炉产生的部分热量,除盐水温度控制在70℃以下,过高可能会引起氧腐蚀,损坏设备焦炉气转化反应一次反应的平衡常数非常大,可以视为不可逆反应;二次反应均为吸热反应,CH4的转化率与温度密切相关,提高反应温度将显著提高平衡转化率。CH4的转化率与转化压力也有一定关系,降低反应压力将显著提高平衡转化率,即低压有利于焦炉气中CH4的转化。
CH4转化率随氧气与焦炉气摩尔比的变化而变化。氧气与焦炉气摩尔比增加,CH4转化率起初提高较快,但当氧气与焦炉气摩尔比增加到一定值时,CH4转化率几乎不再变化,接近10%。催化部分氧化工艺一般采用镍基催化剂,用氧化铝作为载体,该催化剂具有良好的稳定性和活性,为了延长催化剂寿命,转化气出口温度一般在1000℃以内。但由于受到热力平衡的限制,在低于100℃时,甲烷的平衡含量比较高,为了使出口气中甲烷含量尽可能低,在转化炉内需加入大量的水蒸气。烃类物质在高温下易发生裂解反应。一般含碳多的烃类愈益发生裂解反应,碳数相同时,不饱和烃比饱和烃易发生裂解析炭反应。烃类中以CH4最为稳定,如CH4发生析炭反应,则其他烃类发生析炭反应的可能性更大。
(四)焦炉气压缩机的危险性
已投用装置焦炉气压缩机故障导致系统停车事故占据较大比例。曾经出现试车过程中压缩机发生活塞严重破碎而停车的重大事故。已经投用的焦炉气转装置,考虑到焦炉气的组份特点以及及含量,其焦炉气压缩机均采用活塞式压缩机。活塞式压缩机的缺点显而易见,采用离心式压缩机却可能存在记速叶轮上积炭、结蔡、不饱和烃聚合粘附而影响机械运行的不利因素。因此又有采用螺杆压缩机。但无论那种机型在运行过程中发生输出流量、压力的不稳定都将影响转化炉和预热炉的频繁调整,若由于调整不及时,造成氧碳比、水碳比、水氧比调整不当,将引起转化炉过氧爆炸事故或催化剂烧毁。其压缩机本体设备也会受到严重损坏还会造成人员的伤亡事故。
(五)焦炉气转化烧嘴的危险性
纯氧转化危险性很大,特别是烧紫系统。烧嘴为单孔喷射式,有蒸汽保护夹层,带加压水冷却系统,烧嘴外部带有工艺气体分布器,以便入炉工艺气和氧气混合之前均匀分布。烧嘴垂直安装在转化炉颈部的顶端,经过预热的氧气与蒸汽混合物料进入烧嘴,在烧嘴里沿轴向流动并高速喷入转化炉。经过预热的焦炉气与蒸汽混合物料,从转化炉顶部炉颈上的管口侧向进入转化炉,转变方向后在烧嘴外侧与炉颈内侧之间的流道轴向朝下流动,通过固定在烧嘴前端外侧上的分布器均匀分布后,流动到烧嘴头部,从烧嘴里喷出的氧气的高速度使两种流体迅速混合并在混合的瞬间产生燃烧反应,经过转化炉上方的锥形空间后,氧气完全燃烬,燃烧产物然后进入催化剂床层,进一步发生吸热的烃类蒸汽转化反应。通过催化剂床后的转化反应产物,从转化炉底部流出。避免火焰直接舔到催化剂而将其烧毁;烧嘴燃烧火焰应在炉膛中心,避免火焰直接接触到侧面材料表面;防止未混氧气回流,造成氧气管线回火现象;进入催化剂床层前,氧气必须燃烬,温度和组成分布均匀,避免在催化剂床层里仍发生燃烧反应;炉内耐火材料任何一处的温度都不能超过140℃;烧嘴必须能够在很大的流速范围内良好地运行而不限制装置的可操作性;烧嘴采用蒸汽保护和水夹套强制冷却保护设计。
(六)甲醇槽区危险性
甲醇槽区也是重大的危险源。甲醇为第3.2类,中闪点易燃液体,对眼、皮肤及上呼吸道有刺激症状,伴头痛、头晕、乏力、眩晕、酒醉感、昏迷,一旦甲醇贮槽、发生泄漏,其蒸气与空气可形成爆炸性混合物,遇静电、明火、高热能引起燃烧爆炸,与氧化剂接触发生化学反应或引起燃烧。焦炉气转化属于高温、中压操作,所使用的原料焦炉气为可燃性有毒物质,纯氧为助燃剂,产品转化气为易燃、易爆、有毒有害气体,容易发生火灾和爆炸事故。
二、结语
转化过程中事故主要集中发生在铁铝预转化和转化过程;预热炉系统;转化炉系统;焦炉压缩机系统;甲醇槽区等重大危险源。由于此工艺流程和装备的研发国内还处于起步阶段,各方面的经验数据都处于积累阶段是为了更好的更安全的综合利用焦炉气,提高煤的综合利用水平。
参考文献
关键词:常见地质灾害;对策
中图分类号:F407.1 文献标识码:A 文章编号:2095-2104(2013)
经济的快速发展加快了对矿物的需求与消耗,这也为矿产开采企业带来更大的发展机会。然而由于迅猛发展的中小型矿山疏于管理,加之小型矿山的开采方法和选矿工艺落后,大多无环保措施,加剧破坏矿区环境。开采环境明显恶化,矿山地质灾害问题日趋严重,潜在的致灾隐患不断增多,且随时可能发展成灾,造成人员伤亡、设备报废、设施损毁甚至矿井关闭、资源浪费等严重后果。严重制约了社会经济的可持续发展。
我国是发生地质灾害较多、较严重的国家之一,存在着大量的地质灾害隐患,具有灾种多、群发性、高隐蔽性、高突发性和时间上的集中性等特点。地质灾害主要指危害人民生命和财产安全的崩塌、滑坡、泥石流、地面塌陷、地裂缝、地面沉降等六种与地质作用有关的灾害。本文对常见地质灾害的类型进行简要介绍,并着重探讨一下防治措施。
1 常见地质灾害的类型
1.1 地面沉降、地面塌陷与地裂缝
由于东北平原、长江三角洲、珠江三角洲、沿海与湘、云、贵岩溶地区的人口、工业、采矿业迅猛发展,超量开采地下水等原因,在矿区和大中城市产生了地面沉降和地面塌陷,我国因超量抽水而引起地面沉降的有上海、天津、常州、无锡等36个城市,上海、天津最大沉降幅度已超过2米。天津市因地面沉降而造成污水倒灌、积水淹没工厂、交通阻塞、海河泄洪能力降低、多次加高塘沽新港海堤,损失巨大,仅盐场坨地码头每年就需填土10万立方米,耗资达50万元。我国的桂、黔、湘等18个省区已发现岩溶地面塌陷点800多处,有塌陷坑30000多个,使大批的房屋倒塌,农田、水库、山塘毁坏,河流改道,每年造成的经济损失达十几亿元。
1.2 崩塌、滑坡和泥石流
我国是一个多山国家,山地、高原和丘陵占国土面积的69%,每年都产生大量的崩塌、滑坡和泥石流等地质灾害。它们主要分布在我国的中部山区,即祁连山、川西高原一线东部,太行山、鄂西山地、武陵山一线西北、长城以南地区。这些地区因人口和工农业迅速发展,山区资源大量开发,森林和植被破坏严重,生态环境日趋恶化,造成崩塌、滑坡和泥石流等严重灾害。我国近百年死于崩塌、滑坡和泥石流的已达万人,仅1949年以后就在5500人以上,平均每年造成的直接经济损失至少可达40~50亿元。我国西南各铁路沿线受崩塌、滑坡和泥石流灾害的有近万公里,占全国铁路总长近20%,致使铁路运输中断1000~2000小时,直接经济损失1.7亿元。整治费用1.5亿元。近年来,我国部分山区铁路整治崩塌、滑坡和泥石流等灾害的费用已超过10亿元。
2 常见地质灾害的防治措施
2.1加强对地质灾害的综合研究
建立城市地质灾害信息系统,为动力减灾提供综合灾害信息,组织各部门与学科开展灾害的系统科学研究,协作攻关,解决地质灾害的共同难点,要借鉴计算机技术、遥感技术、航天技术,以便科学地制订减灾方案,最大限度地减少灾害损失。在改造利用过程中化害为利,尽可能向着有利于人类生存的良性环境转化。
2.2 建立健全有关减灾法规
我国目前已颁布有关减少和制止人们不当行为作用于自然环境的法律和法规,同时也取得明显的效果。目前仍没有一个有关减灾法律,一部分人还没有对灾害的危害引起高度重视,应加强对全体公民的法制教育,特别是各级领导干部更要重视法规的学习,以提高以法制灾,以法保城的意识,保护人民的安全,促进国民经济的发展。
2.3 加大城市地质灾害防治的投入
加强防灾工程建设,开展包括城市绿化、水土流失治理、防滑、防泥石流和入海口防潮工程,病库、危坝的加固工程,防洪、防震等城市防灾工程,以及小流域治理。同时还要采取综合措施,加强水资源管理,治理“三废”污染,推行垃圾无公害处理,加大垃圾袋装推广的力度,加快完善排水网络,建设城市污水处理厂,发展城市煤气化和供热、改造道路交通建设垃圾变废为宝(如发电、炼油、加工有机肥等)处理装置,不断提高城市防灾保护能力。
2.4 采取多种手段宣传
利用电视、电台、出版物等手段,普及减灾知识。要总结减灾教育经验,弥补工作中不足之地,发挥优势,减灾部门要与教育部门通力合作,采取有效措施,将减灾纳入教育总体规划,适应减灾事业发展之需。扩大招收大中专生规模,培养减灾专业的硕士生、博士生、博士后,调整现有专业结构;结合大学基础教育开设减灾课和专业,有计划邀请国外专家来华讲学,进行学术交流,有针对性派出有关人员到国外培训,学习国外减灾的先进经验。
2.5 推动减灾工作的社会化
社会化减灾起到纽带和桥梁作用,因为社会既是承灾体,也是减灾体。社会活动因80%的人为因素干扰而成为重要的致灾因素,因此减灾需要全社会上下共同努力,把城市减灾工作当成一项重要的社会事业。尽快建立减灾基金,除国家财政一部分投入外,还接受社会各界捐款。减灾工作要大力发展保险事业,国家建立政策性保险公司,同时对商业性保险经营灾害保险业务的采取自愿政策,并给予应有补贴,根据中国的财力情况,采取联合共保办法,共同发展灾害保险,国家应以整体、经济利益发展,在财政上优先照顾灾害保险的发展,灾害的防治好坏,直接关系到整个国民经济的发展,国家要优先考虑减灾保险的财政支持要求,同时,在税收、政策方面扶持灾害保险的发展,推动防治灾害走向社会化,将减灾纳入各行各业的行动计划,把减灾责任分解和落实到单位和个人。
3 结束语
地质灾害不仅包括土地资源学、地貌学、城市环境工程学、结构工程学、生态学、林学、土壤学、大气学、海洋学、资源环境学、系统工程学等,而且包括社会制度、政策法令、国土开发、城市布局、历史状况、社会治安、公民素质、救灾队伍等社会科学。我们应奠定有关地质灾害综合体系的理论基础,用以指导有关实践活动,在统一规模原则下,制定防灾的综合规划,让防灾减灾系统相辅相成。
参考文献:
[1]李江,刘晓维.山洪地质灾害特征及防治对策探讨[J].华东科技:学术版.2012,11.
[2]陈玉桥.浅谈煤矿地质灾害及其防治措施[J].中国科技纵横.2012,22.
[3]巴岱,李涛,李辉,马长慧.新疆巴楚县工业园区地面塌陷工程地质条件分析与治理[J].西部探矿工程,2011,(07).
[4]门妮,余学鹏,李平,于晓辉.重庆市城区地质灾害分级评价研究[J].防灾科技学院学报,2012,(04).