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“双碳”背景下现代煤化工高质量发展研究

摘要：随着社会经济的发展和公民科学素养的提高，环境保护也受到了更多重视，节能减排、低碳排放、环境保护已成为社会共识；并被写入了国家发展战略。我国煤炭储量丰富，煤化工产品在工业、农业等各个领域又有着广泛的用途，盈利空间巨大。近几年来，我国煤化工企业发展迅猛，但煤化工企业在生产过程中，不仅会排放大量污染物（如氮氧化物等），而且也会消耗大量能源。由此可见，煤化工企业的迅猛发展，会出现严重的高能耗问题；这必将影响国家拟定的低碳节能增长目标。因此，需要认真研究煤化工企业的能耗问题，并且要认真寻找节能措施。

关键词：“双碳”背景；现代煤化工；高质量发展

中图分类号：TQ53??

文献标识码：A

引言

现代煤化工是煤炭清洁高效利用的途径之一，但其碳排放强度高，单个项目碳排放量大，在国家“双碳”目标下，面临巨大减碳压力，煤化工项目的推进受到制约，因此探寻现代煤化工产业低碳化发展迫在眉睫。对煤化工产业的碳排放研究目前国内大部分学者聚焦于生产过程中，如：净化装置产生的CO2尾气排放、动力中心锅炉产生的烟气排放、气化炉和锅炉的灰渣排放以及外购热、电产生的间接排放等，而忽略了现场运行过程中产生的一些非正常碳排放，包括非计划停车导致的碳排放、装置长期非最优操作导致能耗、消耗过高造成的额外碳排放等。本文在分析了我国煤化工装置的碳排放来源和引起煤化工装置运行过程中非正常碳排放的原因的基础上，提出了采用信息化、智能化的手段，融合现代工厂模式与智能工厂理念，来提高煤化工装置运行效率及稳定性，可为未来降低煤化工装置非正常碳排放提供参考。

1煤化工工艺流程概述

在我国煤化工行业的发展速度是较快的，相关企业选择可行的化学工艺来对煤炭资源加以二次加工，进而使得市场所需的化工原料能够得到满足。煤化工技术、设备更为成熟后，对其加以利用可以使得原料合成反应顺利达成，然而从煤化工行业发展现状予以分析可知，工艺流程是较为复杂的，这就要求相关企业必须要将改革创新做到位。对于煤化工企业来说，应该要依据既定的工艺流程对原料进行合成，煤制合成气的预加工、深加工均要做到位，加工的过程中应该要相对粉煤原料予以干燥处理，并将氧化操作做到位，这样可以使得煤粉能够在设备当中实现氧化反应，如此就可获得合成气体，接下来要对其展开进一步加工，如此就可得到碳氧化合物。在此之后还要进行深度加工，将催化剂加以利用，如此就可使得煤化工产品的生产顺利达成。

2“双碳”背景下现代煤化工高质量发展研究

2.1建立数字孪生工厂

通过建立数字孪生工厂，实时模拟预测生产过程，通过模拟寻找最优操作点，实现装置在线优化，维持装置最优操作。数字孪生主要是由物理空间的物理实体和虚拟空间的虚拟实体组成，通过虚实之间的数据进行动态连接。从化工装置上来讲，企业可以通过生产装置的虚拟模型，实时监测当前实体工厂的运行状态，并通过虚拟模型对实体工厂进行实时智能控制，进一步实现物理工厂和虚拟工厂间的控制与反馈[8-9]。数字孪生工厂的构建，需要建立机理与大数据融合的工厂模型，通过对实体工厂运营的实时感知，利用工业智能技术对工厂的运营数据进行更高层次的实时综合调度和优化，实现生产过程的模拟预测，监测现场运行数据，实现单因素与多因素寻优（EO寻优）的操作点，实现在线优化，提高生产效率。同时，数字孪生工厂可以对比显示系统关键运行和模型计算参数，提供动态可视界面。

2.2提升能源转换效率

通过提升能源转换效率，能够降低污染物排放量，营造更好的企业发展环境。从实际应用情况来看，煤化工行业首先要注重节能降耗工作，提高质量和控制成本水平，这也是成功完成节能降耗工作的关键。同时也需要建立增收节支创效益领导团队，选择认真负责、综合能力强的团队成员，基于煤化工企业实际发展情况，制定年度节约成本和节能目标，将能源消耗灾害管理作为煤化工企业年度管理的重要组成内容，利用原材料管理、过程控制、技术综合管理、改进管理等途径来不断提升煤化工企业资源利用效率。例如，对企业循环流化床锅炉进行彻底改造，将节约能源、创造效益作为发展目的，同时做好输送设备连接改造，时刻关注各项生产指标，从而起到减少资源损耗的作用。另外，也需要开展专项节能活动，提升公众对于节能降耗设备使用的重视度，这样也可以进一步降低煤化工企业生产成本，并且设定各阶段节能目标，对于完成目标的煤化工企业给予鼓励，如果目标没有实现，也需要根据责任制度对相关人员进行处罚，提高煤化工企业员工对于工作的重视度。

2.3整合多种节能降耗措施

通过整合多种节能降耗措施，可以不断加快企业节能减排工作开展进度，提高最终的节能降耗效果。从实际应用情况来看，需做好统筹规划工作，对于多种节能降耗措施进行整合，从而提高节能降耗的效果。在进行整合的过程中，也需要委派专业人员来对生产情况进行研究，做好生产链