張兆衛(wèi)

摘 要：煤化工經(jīng)過(guò)多年的發(fā)展，生產(chǎn)技術(shù)、“三廢”治理技術(shù)、設(shè)備制造技術(shù)均有了長(zhǎng)足的進(jìn)步，產(chǎn)品品種不但包含合成氨、甲醇等傳統(tǒng)產(chǎn)品，而且拓展到烯烴、芳烴、燃料油等現(xiàn)代石油化工產(chǎn)品，清潔生產(chǎn)也達(dá)到了較高的水平，生產(chǎn)中的“三廢”均能得到有效治理，且處理工藝技術(shù)成熟可靠。本文介紹了以焦化為代表的傳統(tǒng)煤化工、以新型氣化工藝為代表的新型煤化工的“三廢”處理技術(shù)。

關(guān)鍵詞：煤化工;“三廢”;處理

隨著我國(guó)工業(yè)經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展，依托我國(guó)“富煤貧油少氣”的一次能源結(jié)構(gòu)特征，對(duì)煤炭的開(kāi)采和利用也得到了大幅度提高。而在新一代煤化工技術(shù)中，以煤炭氣化為龍頭，一碳化工技術(shù)為基礎(chǔ)，合成、制取各種化工產(chǎn)品和燃料油的煤炭綜合潔凈利用，與電熱等聯(lián)產(chǎn)可以實(shí)現(xiàn)煤炭能源高效轉(zhuǎn)化利用的目標(biāo)。因此，分析研究煤炭氣化工藝過(guò)程中治理三廢對(duì)于我國(guó)煤炭清潔利用技術(shù)的可持續(xù)發(fā)展有著積極的推動(dòng)作用，對(duì)于促進(jìn)我國(guó)經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)與環(huán)境保護(hù)的協(xié)調(diào)發(fā)展具有一定的指導(dǎo)意義。

1 三廢的來(lái)源

煤化工三廢主要來(lái)源于化工產(chǎn)品制造生產(chǎn)過(guò)程中，從另外一個(gè)角度來(lái)看，三廢種類及排放量主要取決于原材料、煤化工工藝路線及生產(chǎn)設(shè)備的選擇優(yōu)化。對(duì)于煤漿氣化而言，原材料中的成分組成主要影響著廢水、廢渣;煤化工工藝路線主要影響著廢水、廢渣和廢氣;生產(chǎn)設(shè)備的選擇設(shè)計(jì)不合理影響工藝指標(biāo)的穩(wěn)定和控制，進(jìn)而對(duì)廢水、廢渣影響較大。煤氣化廢水是指在煤炭氣化生產(chǎn)有效氣（CO+H2）產(chǎn)品過(guò)程中排放至下游或界區(qū)的工藝廢水、廢氣洗滌水、冷卻水等的總稱。煤氣化廢氣是指在粗煤氣的生產(chǎn)環(huán)節(jié)中因各種原因，諸如反應(yīng)不完全、生產(chǎn)工藝不完善、生產(chǎn)過(guò)程不穩(wěn)定、產(chǎn)生不合格的產(chǎn)品、生產(chǎn)過(guò)程中的跑冒滴漏以及事故性的排放等而產(chǎn)生和排放的污染大氣的有毒有害氣體。在GE 水煤漿氣化工藝過(guò)程中，廢氣的主要來(lái)源有：磨煤機(jī)煤倉(cāng)頂部、緩沖煤倉(cāng)及破碎間等;氣化爐開(kāi)停車排放氣、閃蒸單元酸性氣等;高壓閃蒸罐、高壓閃蒸分離罐、低壓閃蒸罐安全閥的火炬排放氣、除氧器頂部排放的氣體等。煤氣化固體廢渣是指在水煤漿制備過(guò)程中從水煤漿中篩選出的不符合工藝要求的固體大顆?；蛎禾繗饣^(guò)程中因煤中含有的礦物質(zhì)等非有效成分未能發(fā)生完全氣化反應(yīng)而不可避免的產(chǎn)生的爐渣。GE 水煤漿氣化工藝中，固體廢渣主要來(lái)源有：磨煤機(jī)出口滾筒篩下料口、煤漿大槽頂部滾筒篩下料口、氣化爐氣化反應(yīng)后經(jīng)鎖斗排至渣池的粗渣、經(jīng)過(guò)四級(jí)閃蒸后的灰水送往壓濾機(jī)得到的濾餅以及隨粗煤氣從洗滌塔出口排放至下游變換系統(tǒng)的小部分灰塵顆粒。

2 焦化生產(chǎn)的“三廢”治理技術(shù)和控制方法

1）焦化廢水處理技術(shù)。焦化企業(yè)產(chǎn)生的廢水來(lái)源較多，根據(jù)水中污染物的特點(diǎn)又可分為高濃度焦化廢水和低濃度焦化廢水。高濃度焦化廢水來(lái)源有煤氣凈化及化學(xué)產(chǎn)品回收過(guò)程、酸洗法苯精制過(guò)程、焦油加工過(guò)程、洗油加工過(guò)程、蒸氨過(guò)程等;低濃度焦化廢水包括焦油加工瀝青池排污水、生產(chǎn)裝置軸封冷卻排水、生產(chǎn)裝置區(qū)沖洗地坪排水、化驗(yàn)室排水及生產(chǎn)裝置區(qū)內(nèi)的初期雨水等。不同種類廢水的水質(zhì)指標(biāo)差別較大，需要經(jīng)過(guò)不同的處理才能達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)。高濃度焦化廢水需先經(jīng)過(guò)物化處理法來(lái)除油、脫酚、蒸氨，降低水中COD、氨氮以及揮發(fā)酚的濃度，使其成為低濃度焦化廢水，再送至后續(xù)污水處理系統(tǒng)處理，否則過(guò)高的COD、氨氮和酚類等物質(zhì)會(huì)抑制甚至殺死生化處理工段的微生物。經(jīng)物化處理的廢水、低濃度焦化廢水和生活污水進(jìn)入污水處理系統(tǒng)后，進(jìn)行預(yù)處理，預(yù)處理階段廢水經(jīng)過(guò)除油池、隔油池、氣浮池、調(diào)節(jié)池，進(jìn)入生化處理階段。焦化廢水處理站常用的處理工藝分別是A/O 活性污泥法脫氮工藝、A/O 生物膜法脫氮工藝、A/A/O 生物脫氮工藝。

廢水經(jīng)生化處理后，進(jìn)入后處理工藝，即絮凝沉淀和過(guò)濾，處理后廢水可部分回用用于熄焦、洗煤和煉鐵沖渣。如果后處理排放的廢水仍需要有其它用途，如用作循環(huán)冷卻水系統(tǒng)補(bǔ)充水，需進(jìn)行深度處理后方可回用。

2）焦化粉塵廢氣控制處理技術(shù)。供煤、備煤系統(tǒng)：焦化原料堆場(chǎng)，煤堆表面易形成煤塵，尤其是春秋二季，這些煤塵逸出會(huì)對(duì)周圍大氣造成污染，防治措施有：① 噴水：噴水于煤堆表層，待濕潤(rùn)后煤堆表面硬化，不易形成揚(yáng)塵，噴水設(shè)施有固定管道式、半固定管道式、移動(dòng)式噴掃機(jī)組;② 噴覆蓋劑：在煤堆表面噴覆蓋劑，可有效防止煤塵逸出，還可防止雨水沖刷而造成洗精煤的流失以及煤的氧化和自燃;覆蓋劑的種類很多，如瀝青、焦油、石油樹(shù)脂、醋酸乙烯樹(shù)脂、聚乙烯醇等。粉碎機(jī)室，粉碎機(jī)安裝吸塵罩，收集后的含塵氣體送袋式除塵器進(jìn)行除塵，除塵后排放，回收下來(lái)的煤塵返回粉碎機(jī)后的運(yùn)輸帶上與配合煤一起進(jìn)入煤塔。貯煤塔頂部，旋風(fēng)除塵或袋式除塵，捕集的粉塵用管道返回煤塔內(nèi)，從裝煤車再入爐煉焦。配煤槽頂部密封防塵，采用自動(dòng)開(kāi)啟的密封蓋板。配煤槽運(yùn)行時(shí)，蓋板的犁頭自動(dòng)開(kāi)啟并移動(dòng)，閉合密封。裝煤：目前焦化廠普遍采用裝煤除塵地面站或干式除塵裝煤車，可實(shí)現(xiàn)達(dá)標(biāo)排放，其中地面站使用較普遍。推焦：推焦煙塵的常見(jiàn)控制方法有兩種：一是增加焦炭結(jié)焦程度，形成完全成熟的焦炭，既可降低粉塵散發(fā)量，又可降低有害物質(zhì)散發(fā)量;二是安裝移動(dòng)除塵裝置。熄焦：目前，國(guó)內(nèi)大部分焦化廠在生產(chǎn)中采用濕法熄焦，會(huì)產(chǎn)生大量的混合氣流，從熄焦塔頂部逸出，其中含酚、CO 等數(shù)種污染物，對(duì)大氣造成污染，因此，一些大型焦化廠逐漸采用干法熄焦替代濕法熄焦。干法熄焦則是利用惰性氣體，在密閉系統(tǒng)中將紅焦熄滅，并配備良好的除塵設(shè)施，基本上不污染環(huán)境，并且干法熄焦能夠產(chǎn)生蒸汽，可用于發(fā)電，避免生產(chǎn)相同數(shù)量蒸汽的鍋爐對(duì)大氣的污染，尤其減少了SO2、NO2 向大氣的排放。篩焦：篩分設(shè)備應(yīng)設(shè)密封罩和抽風(fēng)點(diǎn)，安裝機(jī)械除塵裝置，除塵效率要大于90%。各樓層應(yīng)鋪設(shè)水沖地坪設(shè)施。無(wú)組織排放廢氣：冷鼓、焦油分離工段各類儲(chǔ)槽、脫硫再生塔、硫銨工段等設(shè)備逸散的無(wú)組織排放廢氣，設(shè)連通管后，通入氨水澄清槽。

3）焦化廢渣治理利用技術(shù)。大量的焦化廢渣堆放在廠區(qū)，不僅占用土地，而且在下雨時(shí)會(huì)隨雨水流入河流，造成水體污染，因此，必須對(duì)焦化廢渣進(jìn)行再利用，避免對(duì)環(huán)境造成二次污染。目前，我國(guó)常見(jiàn)的焦化廢渣回收利用方式主要有以下幾種：焦油渣的利用：回配到煤料中煉焦、粘結(jié)劑在電池用的電極生產(chǎn)中采用、作燃料使用。酸焦油的利用：對(duì)于硫酸銨生產(chǎn)過(guò)程中的酸焦油，一般采用酸焦油洗滌回收裝置分離回收其中的氨水、焦油和硫酸銨;粗笨酸洗產(chǎn)生的酸焦油，可以通過(guò)萃取裝置回收其中的苯，也可以在催化劑的作用下與甲醛發(fā)生縮合反應(yīng)，還可以與混合苯和粗笨精制殘液混合，在催化劑的作用下聚合得到石油樹(shù)脂。洗油再生殘?jiān)茫簱饺虢褂椭谢蚺渲苹旌嫌?通過(guò)間歇式釜或連續(xù)式管式爐加熱和蒸餾的方式生產(chǎn)苯乙烯一茚樹(shù)脂。酚渣的利用：將酚渣與130℃的軟瀝青一起混合后，送入焦油蒸餾階段回收利用，酚渣還可以用來(lái)生產(chǎn)黑色石炭酸，也可以作為溶劑凈化再生酸。

近幾年，我國(guó)煤化工經(jīng)歷了一個(gè)快速的發(fā)展時(shí)期，雖然發(fā)展時(shí)間不長(zhǎng)，但通過(guò)試點(diǎn)的大型煤化工項(xiàng)目也積累了一定的寶貴經(jīng)驗(yàn)。如今，面對(duì)新形勢(shì)，為改善環(huán)境和經(jīng)濟(jì)社會(huì)的可持續(xù)發(fā)展，我國(guó)煤化工產(chǎn)業(yè)必須走高效、節(jié)能和環(huán)境友好的可持續(xù)發(fā)展之路，應(yīng)將防范和解決環(huán)境保護(hù)問(wèn)題貫穿于煤化工項(xiàng)目規(guī)劃、設(shè)計(jì)、建設(shè)、運(yùn)行和管理等全過(guò)程之中。只有合理解決了煤化工的環(huán)保問(wèn)題，煤化工產(chǎn)業(yè)才能取得更好更快的發(fā)展，并逐步被公眾所接受。

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