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煤化工废水处理技术需求

发布时间:2010-12-14 10:57:19  中国污水处理工程网

1 煤化工行业发展概述

煤化工始于18世纪,19世纪形成体系,20世纪成为化学工业的重要组成部分。第二次世界大战后,石油化工消弱了煤化工在化学工业中的地位。20世纪70年代石油能源危机时,煤化工曾一度再受青睐。进入80年代随石油供应充足,价格下跌,煤化工在世界范围内处于萧条;焦化及焦化加工、电石乙炔化工等传统煤化工发展滞缓,新一代煤化工基本处于开发阶段。

我国煤炭资源相对丰富,能源消费以煤为主,消费比例高达70%左右,另外,我国的化学工业是以煤化工起家的,过去、现在以致将来,煤化工都是我国化学工业的基础和支柱之一。

1.1 煤化工的范畴

煤化工是以煤为原料,经化学加工转化成气体、液体和固体,并进一步加工成一系列化工产品的工业过程。

传统煤化工,泛指煤的气化、液化、焦化及焦油化工、电石乙炔化工等。

新一代煤化工,以煤气化为龙头,以碳一化学为基础,合成各种燃料油和化工产品的煤炭洁净利用技术。


1.2 煤转化过程


2 煤化工发展趋势

传统的煤化工是以低技术含量和低附加值产品为主导的高能耗、高排放、高污染、低效益、即“三高一低”行业,这种对资源过度消耗、严重污染环境、粗放的不可持续的发展方式己难以为继。为此,必需适时加速转变煤化工的发展方式,着力推进现代煤化工的发展。

现代煤化工是以煤的洁净利用技术为基础。以洁净煤技术、先进的煤转化技术以及节能、降耗、减排、治污等新技术的集成应用,发展有竞争力的产品。与时俱进地采用新技术,是现代煤化工的核心。

现代煤化工是技术密集型和投资密集型产业,坚持一体化、基地化、大型化、现代化,实施集约经营。

现代煤化工是资源节约型、环境友好型产业。采取最有利于资源利用、降低污染、保护生态、提高效益的建设和运行方式,实现可持续发展。

2.1 现代煤化工基地概念


2.2 煤化工行业特点

2.2.1 煤化工行业是资金和技术密集型行业

煤化工行业是技术密集型行业,现代煤化工基本均以煤气化为龙头,且涉及煤炭加氢液化、费托合成、合成甲醇、合成烯烃等关键技术,煤化工工艺过程中产品多、装置多、流程复杂,危险程度高。现代煤化工的装置设备先进、自动化水平高,从设计、建设到生产需要各个领域的技术,需投入众多的技术力量。

煤化工行业同时是资金密集型行业,且发展煤化工项目需要配套的煤矿建设、水电供给以及交通设施配套等均需要投入较大的资金。

2.2.2 煤化工行业是资源高消耗型行业

煤化工行业主要消耗的资源是煤炭和水,煤化工产品具有较高的煤耗和水耗,发展煤化工,需要有煤炭资源和水资源的保障。此外,土地资源、人才资源也是煤化工行业的重要资源。

2.3 煤化工行业受环境保护条件的制约

目前,我国SO2 和CO2 排放量较大,其中85%的SO2 的排放来自于煤炭的使用。一次能源以煤为主给中国的环境保护带来沉重的压力,使我国在大气污染治理方面有很多工作要做。
煤化工项目是高耗水、高污染型项目,废水排放量大。不少煤化工企业废水排放量已超过该地区水环境承载能力,使水环境和生态等遭到严重破坏,也威胁到了许多城镇的饮用水安全。这给企业带来了极大的生存压力。

在可预见的将来,我国以煤为主的能源结构不会有大的改变,在一定程度上甚至还会有所加强,大力发展煤化工势必与建设地点有限的环境承载力发生矛盾,煤化工的发展将受到环境保护条件的制约。


3 废水的主要来源

现代煤化工以煤气化为龙头,且涉及煤炭加氢液化、费托合成、合成甲醇、合成烯烃等装置,工艺流程长而且复杂,排放废水点多面广,涉及到气化、净化、合成等装置,脱盐水、锅炉排水、循环水排水等装置。

3.1 气化废水特点

目前国内使用的较为成熟、可靠的气化技术有:Texaco、Shell、Lurgi等气化工艺,根据气化技术的不同,所产生的废水水质和水量有所不同。

Texaco工艺,采用水煤浆技术,废水特性为氨~500mg/L,水质相对洁净,有机污染程度低;

Shell工艺,采用粉煤气化技术,废水特性为高氨~300mg/L,高氰化物~50mg/L,其水质也相对洁净,有机污染物程度低;

Lurgi工艺,采用固定床碎煤气化技术,因气化温度低,废水成分复杂,污染程度高等,废水量较多。

3.2 Lurgi工艺气化废水特点

(1) 有机污染物(COD)浓度高: ~7000mg/L;

(2) 氨(NH3-N)浓度高: ~500mg/L;

(3) 总酚浓度高:~1000mg/L,对生物处理有一定的毒性作用;

(4) 硫化物(S2-)含量较高:含量高达700mg/L以上;

(5) 色度深;

(6)含油较高:~200mg/L;

(7)可生化性较差:含有大量难生物降解物质(约占总COD的20~30%),某些污染物还具有一定的抑制作用;

(8)水质水量变化较大;

4 废水治理目标

在节能减排的大背景下,“先污染后治理”的传统型煤化工污染控制模式已很难实现环境保护和经济效益最大化的协调统一。源头控制和末端治理相结合的零排放综合治理模式,可最大限度的节约和高效利用各种资源,减少直至不排放污染物。有煤化工废水需要处理的单位,也可以到污水宝项目服务平台咨询具备类似煤化工废水处理经验的企业。

4.1 源头控制、节水减排

煤化工污水种类很多,以工艺划分有造气、脱硫、变换、合成、精馏等污水,包括诸多水处理、水利用、废水处理等操作单元。按串级利用、一水多用、闭路循环等原则,从系统角度可最大限度的降低新鲜水消耗和废水的排放量。

4.2 末端治理、废水资源化

煤化工项目为高耗水项目,要降低企业的耗水量,做到清污分流、废水回用。

4.3 零排放

零排放是废水排放无限减少直至为零的活动,是实现水资源利用最大化。

5 废水处理工艺基本要求

5.1 技术成熟、经济合理的原则进行总体设计,力求节能降耗、工程投资低、运行成本低、操作理方便、工艺技术先进成熟的废水处理工艺流程。

5.2 工艺流程做到稳定、高效、抗冲击负荷能力强,运行灵活、设备布置合理结构紧凑;

5.3 设备选型、匹配得当,运行稳定可靠,性价比高,维护保养简单,使用寿命长;

5.4 采用现代化自控技术,设置必要的监控仪表,实现自动化理,提高理水平;

5.5 处理系统运行有一定的灵活性和调节余地,以适应水质水量的变化;

5.6 设计美观、布局合理。尽量采取措施减小对周围环境的影响,合理控制气味、噪声。

6 煤化工发展展望

随着环境承载能力开始减弱,或环境容量较小、生态环境脆弱,环境保护的呼声越来越高,未来煤化工发展也将是以低投入、高产出、少污染、可循环的机制发展。实施污染物的减量化、再使用、再循环,提高资源利用率,以资源节约、环境保护为标志,实施可持续发展的循环经济。来源:大阪化工 作者: 张学坤

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