摘要：煤不仅可作为燃料，许多工业也离不开它。深加工的煤炭包括煤炭的气化、煤炭的液化、煤炭的焦化等。煤炭加工利用一方面提高了煤炭的利用效率，另外在利用的过程中也会造成环境的污染。
关键词：煤炭焦化；煤炭气化；煤炭液化；环境问题
一、煤炭深加工转化过程引起的环境问题
1.1煤气化过程的污染排放
1.1.1气化废水的来源及特性
在煤的气化过程中，煤中含有的一些氮、硫、氯和金属，在气化时部分转化为氨、氰化物和金属化合物；一氧化碳和水蒸气反应生成少量的甲酸，甲酸和氨又反应生成甲酸钱。这些有害物质大部分溶解在气化过程的洗涤水、洗气水、蒸气分流后的分离水和贮罐排水中，一部分在设备管道清扫过程中放空。与炼焦相比，气化对环境的影响要小得多。
1.1.2气化废气的来源及特性
废气主要来源于煤气化过程中的几个部分粉尘污染，主要是将煤炭进行破碎的时候出现的粉尘飞扬，主要集中在煤场仓库以及气化原料准备阶段。
有害气体的污染，液化气虽然在密闭的反应炉内生产，但是在提炼过程中，必可避免的话产生工业废弃以及煤气的泄漏及放散。再者，对煤炭设备进行检修时需要对设备进行鼓风、放空，尤其是煤气炉加煤装置的煤气泄漏造成的污染较为突出，这些过程都或多或少的直接向大气放散不少的煤气。有害物质在冷却净化处理过程中，随着循环水进人沉淀池和水塔里面，随着水汽的蒸发逸到大气层中。
1.2煤液化过程的污染排放
煤碳的液化分为直接液化和间接液化两大类。煤直接液化时，煤经过加氢反应，所有异质原子基本被脱除，也无颗粒物，回收的硫可变成元素硫，氮大多转化为氨。煤间接液化时，催化合成过程中排放物不多，未反应的尾气（主要是CO）可以在燃烧器中燃烧，排出的废气中NOX和硫很少，没有颗粒物生成。因此煤的液化对环境的影响非常的轻微。煤液化过程的污染物主要是液化残渣，它是一种高碳、高灰和高硫的物质，在某些工艺中占到液化原煤总量的40%左右，需进一步进行处理才能满足生产生活的需要。
二、煤炭的加工方法和途径
2.1煤焦化的方法和途径
煤的干馏与焦化煤隔绝空气进行热分解，释放出水分、挥发分和吸附气体，产生煤气、焦油和焦炭(或半焦)的过程，称为煤的干馏。按干馏的终温的不同，煤的干馏分为底温干馏(终温为500-600~)、中温干馏(700-800℃)和高温干馏(900N1000℃)。目前的炼焦生产属于高温干馏范畴，主要指由黏结性的烟煤在室式焦炉内隔绝空气加热到950℃左右，经干燥、脱吸、熔融、黏结、固化、收缩等阶段，生产冶金焦炭，同时副产煤气、高温焦油及其他各种化学产品的过程。在中国目前煤炭除了用于发电以外，炼焦是煤炭的另一个主要利用途径。
2.1.1炼焦过程主要经历的几个阶段：
(1)干燥脱吸阶段12O℃以前放出外在水和内在水分，200℃以前析出吸附于煤孔间隙中的气体，如CO、CO和CH4等。(2)热解开始阶段这一阶段的起始温度随煤变质程度而异，一般在200～300发生，主要产生化合水和CO、CO和CH等气态产物，并有微量焦油析出。(3)胶质体产生和固化阶段大部分粘结性烟煤在350～450％大量析出焦油和气体。几乎全部焦油在这一温度下产出，释放的气体以CH及其同系物为主，另有少量不饱和烃和H、CO、CO等。这些气体和残余的煤粒一起形成胶质体状态。进一步加热，胶质体热解更加激烈，析出大量挥发物，粘结性烟煤熔融相互黏结，固化为半焦。(4)半焦收缩和焦炭形成500℃左右黏结性烟煤经胶质体状态，散状煤粒熔融、相互黏结而形成半焦。700~950~半焦进一步热分解，析出少量的气体，半焦进一步收缩，使其变紧变硬，裂纹增大，最终形成焦炭。
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2.1.2煤焦化主要包括的工序
(1)备煤目前绝大多数焦化厂使用配煤炼焦，原料煤的粉碎和配合是炼焦生产的第一道主要的工序。(2)炼焦包括从焦炉装煤、结焦到推焦、熄焦、筛焦的整个过程。炼焦生产首先应制定合理的加热制度，保证各炭化室的焦饼在规定的结焦时间内均匀成熟。出焦和装煤应严格按照推焦计划进行，以保证安全生产，延长焦炉的寿命。焦炉调节应达到最高的热效率，并保证炉温均匀、压力合适、操作顺利。(3)产品回收其主要的任务是冷却煤气，回收其中的焦油、氨、苯等化学产品。煤气经初冷分离出部分氨水和焦油后，再经过脱奈、脱硫、脱氨、终冷、脱苯等净化过程，作为工业和民用气源，在此过程中副产各种化学产品。
2.2煤液化的方法途径
直接液化碳主要包括以下4个生产过程
(1)将碳破碎至0．1mm以下，混合其他制浆溶剂一起熔炼，被称为煤浆制备。(2)煤浆在容器内经过高温(420~470~)、高压(6N30MPa)下进行加氢反应，生产各类液态碳化物为主的产品。(3)将反应过程中产生的液态碳化物进行分离，分别归置气体烃、液化油和残渣，并将重油取出作为循环熔剂配煤浆用。(4)将归类的液化油进行提炼，根据生活中的需要，将各类液化油制成符合质量要求的航空煤油，各型号汽油和柴油。间接液化碳是以煤基合成气(CO+H2)为原料，在一定的温度和压力下，定向地催化合成烃类燃料油和化工原料的工艺，包括煤气化制取合成气及其净化、变换、催化合成以及产品分离和改质加工等过程。
2.3煤气化的方法和途径
煤在气化炉内会发生一系列复杂的物理变化和化学变化，主要有：煤的干燥、煤的干馏和煤的气化反应。煤气化是重要的洁净煤应用技术之一，被大量的用在人们的生产和生活中，煤炭的形成需要的特殊条件以及大量的时间，随着技术的发展，煤炭的挖掘速度也在增加，导致煤炭石油资料日益紧张，高效清洁的气化煤的地位也越来越重要。煤气化主要包括以下几个过程：(1)煤的干燥煤的干燥是指煤中水分的挥发，是一个简单的物理过程。(2)将煤进行分解叫做煤的干馏煤。煤的干馏又包括煤热解过程的物理变化和煤干馏过程的化学反应。
三、改进深加工改善环境问题的具体措施
3.1加强创新科学技术
要改善我国煤炭生加工产生的环境问题，首先就是推进创新科学技术，进一步促进整体煤炭深加工的装备水平。一方面，不断优化我国煤炭、化工产业，加大对新技术、新设备的投入，不断优化和改造我国煤炭深加工企业，以提升其深加工的技术水平，最终实现提升新产品、新技术的开发，从而实现控制煤炭深加工产生的环境问题的目标。另一方面，依托与焦化企业的分布与煤炭深加工副产品的总量，通过合理的布局和装置规模，以最大限度的提高资源利用率，最终减少对环境的污染。
3.2注重煤焦油加工，推行洁净煤技术
一方面，要注重到煤炭深加工中煤焦油的深加工技术开发，进一步扩大精细化加工的开发与投入。就我国目前的情况来看，要实现这一目标首先要解决的问题就是如何提高煤焦油单组的返利效率，以提高产品的纯度。从改善生产工艺配套设施入手，尽可能地得到更多的价值组分，并延伸加工产业链，以达到提高资源利用率的效果。
3.3加强污染排放控制与废弃物处理
我们要加强污染排放控制与废弃物处理工作，从生产末端到源头的全过程煤炭深加工进行防治和控制，结合集中综合控制，实现五个方面的转变，注重煤炭燃烧所造成的污染。另外，健全和完善相关法律法规，严格控制煤炭深加工产生的污染排放和废气处理，促使企业积极承担起保护环境的责任，从根本上解决环境污染问题。
结束语：
总的来说，当前煤炭深加工所产生的环境问题已经成为人民关注的焦点。因此，可以通过加强创新科学技术，提倡煤焦油加工，推行洁净煤技术，同时加强污染排放控制与废弃物处理，全面促进煤炭深加工环境问题的解决。
参考文献
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[2]杜群.煤炭深加工和资源综合利用发展探讨[J].硅谷，2014（8）：156，158.
[3]乔建明.煤炭深加工与利用的重要性探索[J].中国高新技术企业，2014（24）：118-119.
论文作者:贾一波
论文发表刊物:《新材料·新装饰》2018年4月上
论文发表时间:2018/10/8
标签：煤炭论文; 过程论文; 炼焦论文; 焦油论文; 过程中论文; 气体论文; 加工论文; 《新材料·新装饰》2018年4月上论文;