一、煤化工生产工艺复杂导致高耗水
- 气化处理及转化过程耗能耗水：原煤首先要经过气化处理然后再进行转化生产化工产品，在此过程中会造成对能源和水资源的巨大消耗。例如，煤焦化、煤气化、煤液化三种煤化工技术在生产过程中均需要大量的水来参与反应和进行冷却等环节。以煤气化为例，在气化过程中，需要将煤粉与水蒸气在高温高压下进行反应，这个过程中不仅消耗大量的能量，也消耗了大量的水。而煤液化过程同样需要大量的水来进行加氢等反应，从而导致高耗水。
二、煤炭资源和水资源地域分布不均
- 北煤南水格局影响：我国煤炭资源和水资源在地域上分布不均，昆仑山 — 秦岭 — 大别山将产煤区和水源区进行了清晰的南北分划，呈现出北煤南水的典型形态。多煤缺水区的煤化工企业不得不在生产中挤占其他水源，导致生产成本增加。例如，在北方一些煤炭资源丰富但水资源匮乏的地区，煤化工企业为了维持生产，可能会过度开采地下水或者远距离调水，这不仅增加了企业的用水成本，也对当地的生态环境造成了压力。
三、生产过程中各环节的具体耗水情况
- 热电联产等环节耗水占比高：对于煤制合成天然气过程，联合热电站、变换、空分和净化分别占生产过程总耗水量的 23.4%、21.9%、18.8% 和 14.4%。这表明在煤化工生产的多个环节中，都存在着较高的耗水量。例如，热电站需要大量的水来进行冷却和蒸汽循环，而变换、空分和净化等环节也需要水来参与反应和进行分离等操作。
- 循环冷却水站耗水严重：75% 的水消耗是由循环冷却水站的水损失造成的，在所分析的案例中，约 90% 的水损失是由于蒸发。循环冷却水在煤化工生产中起着重要的冷却作用，但由于蒸发等原因，导致大量的水被消耗。这不仅增加了企业的用水成本，也对水资源造成了巨大的压力。
四、不同煤化工技术的耗水特点
- 煤焦化、煤气化和煤液化耗水差异：研究了煤焦化、煤气化及煤液化 3 种不同煤化工技术的水耗问题。煤焦化制燃料油装置总耗水约为 11.8 t；煤液化制燃料油装置吨轻油总耗水量为 9~12.6 t 水。在相同水耗下，煤焦化在制取轻油的同时，还能获得更多焦炭和焦炉煤气。这表明不同的煤化工技术在耗水量上存在差异，同时也反映出不同技术的生产特点和产品结构对耗水量的影响。
综上所述，煤化工行业高耗水的原因主要包括生产工艺复杂、煤炭资源和水资源地域分布不均、生产过程中各环节的具体耗水情况以及不同煤化工技术的耗水特点等方面。这些原因相互交织，共同导致了煤化工行业的高耗水问题。为了解决这一问题，需要从改进生产工艺、优化水资源配置、提高循环冷却水的利用效率以及发展节水型煤化工技术等方面入手，以实现煤化工行业的可持续发展。
