煤化工尾氣中含有二氧化碳、一氧化碳、甲烷、氫氣等氣體組分，這些氣體是化工、電子、能源、食品、醫(yī)藥等領域的重要基礎原料。由于尾氣回收技術開發(fā)受上游氣源條件(需依托煤化工企業(yè)，擁有較穩(wěn)定的氣源)、氣源特點(組分變化、成分復雜、分離難度大)等因素限制，目前國內該類尾氣回收技術水平較為落后。隨著國家節(jié)能減碳、綠色發(fā)展的政策導向以及行業(yè)污染限制，煤化工企業(yè)必須極盡所能將尾氣“吃干榨凈”，通過回收利用，建立良性的綠色循環(huán)經濟。煤化工尾氣處理及資源化利用技術推廣應用前景十分廣闊。

　　心連心深冷能源股份有限公司煤化工尾氣節(jié)能減碳綜合利用項目，依托心連心化學工業(yè)集團，針對煤化工各個工段尾氣排放特點進行研究，用低溫分離提純技術通過壓縮、凈化、液化、提純等工序，對混合氣體進行分離純化，同時生產二氧化碳、干冰、特種氣體(一氧化碳、二氧化硫、羰基硫、甲烷)等。

　　本項目的行業(yè)背景研究主要分為三個方面：

　　一是國內二氧化碳回收利用技術現狀。目前工業(yè)上二氧化碳的回收方法主要有吸收法、吸附法、膜分離法和低溫精飽。我國早前二氧化碳回收方法主要是威特曼流程，威特曼公司在中國的技術通常是利用乙烯、合成氨等工廠產生的二氧化碳作為原料氣。原料氣進入凈化工廠后進行脫水(低壓脫硫)、水洗、壓縮、高壓脫硫脫水、干燥、液化、提純等便可以生產出工業(yè)或食品級液態(tài)二氧化碳。

　　二是國內外電子特氣技術現狀。相比較來說，電子特氣的市場規(guī)模并不大，但這些“不起眼”的氣體決定著芯片制程和工藝精度。令人揪心的是，電子特氣長期被國際巨頭鉗制，成為我國半導體產業(yè)又一卡脖子領域。殘酷的高科技爭奪戰(zhàn)中，芯片卻是民族工業(yè)之痛。設備中的光刻機，芯片材料中的高端光刻膠等，均掌控在國際廠商手中。電子特氣也不例外，長期以來幾乎被國際巨頭壟斷。

　　三是合成氨尾氣制取LNG技術研究現狀。合成氨工藝作為煤化工最成熟的工藝，技術水平己經相當穩(wěn)定，挖潛空間非常狹小。但在合成氨尾氣回收的問題上，各個工廠歷經了多種方法的輪回，從水洗凈氨變壓吸附提氫工藝到膜提氫和無動力氨回收，雖然在不斷進步，但回收效率仍然不夠高，浪費很大。

　　氫氣的回收率至多達到90%，并且尾氣中的有效氣體成分甲烷，都被送到鍋爐燃燒，回收價值不高。國內于2012年相繼投產了幾套生產裝置，但由于能耗高、氣源不穩(wěn)定，裝置運行效果不佳。河南心連心深冷能源股份有限公司于2013年開發(fā)出合成氨尾氣回收制取LNG技術，解決了上述問題，并于2014年建成國內首套氮氯混合氣體膨脹制冷回收合成氨尾氣中LNG的裝置，并運行成功，能耗低于行業(yè)平均水平。既讓對合成氨生產有用的氫氣得到了回收利用，又讓以前白白燒掉的甲烷有了更好的用途，液化后充裝作為汽車、輪船的燃料。解決了合成氨尾氣資源回收和環(huán)境保護的問題。

　　本項目主要有三大創(chuàng)新點：

　　一是項目采用雙塔精餾和熱泵精餾組合工藝生產二氧化碳。設備高度集成，減少催化氧化脫烴、吸附脫醇、脫水工序，流程大幅簡化，占地面積小。通過工質熱泵精餾、高效板翅換熱器、冷箱技術及能量梯級利用的節(jié)能創(chuàng)新，產品純度達到99.999%以上，且質量穩(wěn)定，能耗低于行業(yè)平均水平。

　　二是項目研發(fā)了合成氨尾氣回收制取高純電子氣技術。項目采用自主研發(fā)的雙塔熱泵精餾、雙級耦合精餾、鼓泡反應與精餾組合工藝等技術，利用節(jié)能環(huán)保工質，實現合成氨尾氣中一氧化碳、甲烷、二氧化碳、二氧化硫的資源化利用，生產出電子級產品(電

　　子級一氧化碳、電子級二氧化碳、電子級二氧化硫、電子級羰基硫、電子級甲烷)，產品純度高、能耗低，可替代國外進口。

　　三是首創(chuàng)氮氬混合氣膨脹制冷回收合成氨尾氣制取LNG工藝。利用裝置自身產生的氮氬混合氣作為制冷工質，除開車過程外，裝置不需要外補氮氣。根據氣體PVT(壓強、體積、溫度)關系，通過透平膨脹循環(huán)無級調節(jié)制冷設計，實現了制冷負荷的無級調節(jié)。

　　(崔增濤 馬明明)