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煤化工廢水處理技術需求

發布時間:2010-12-14 10:57:19  中國污水處理工程網

1 煤化工行業發展概述

煤化工始于18世紀,19世紀形成體系,20世紀成為化學工業的重要組成部分。第二次世界大戰后,石油化工消弱了煤化工在化學工業中的地位。20世紀70年代石油能源危機時,煤化工曾一度再受青睞。進入80年代隨石油供應充足,價格下跌,煤化工在世界范圍內處于蕭條;焦化及焦化加工、電石乙炔化工等傳統煤化工發展滯緩,新一代煤化工基本處于開發階段。

我國煤炭資源相對豐富,能源消費以煤為主,消費比例高達70%左右,另外,我國的化學工業是以煤化工起家的,過去、現在以致將來,煤化工都是我國化學工業的基礎和支柱之一。

1.1 煤化工的范疇

煤化工是以煤為原料,經化學加工轉化成氣體、液體和固體,并進一步加工成一系列化工產品的工業過程。

傳統煤化工,泛指煤的氣化、液化、焦化及焦油化工、電石乙炔化工等。

新一代煤化工,以煤氣化為龍頭,以碳一化學為基礎,合成各種燃料油和化工產品的煤炭潔凈利用技術。


1.2 煤轉化過程


2 煤化工發展趨勢

傳統的煤化工是以低技術含量和低附加值產品為主導的高能耗、高排放、高污染、低效益、即“三高一低”行業,這種對資源過度消耗、嚴重污染環境、粗放的不可持續的發展方式己難以為繼。為此,必需適時加速轉變煤化工的發展方式,著力推進現代煤化工的發展。

現代煤化工是以煤的潔凈利用技術為基礎。以潔凈煤技術、先進的煤轉化技術以及節能、降耗、減排、治污等新技術的集成應用,發展有競爭力的產品。與時俱進地采用新技術,是現代煤化工的核心。

現代煤化工是技術密集型和投資密集型產業,堅持一體化、基地化、大型化、現代化,實施集約經營。

現代煤化工是資源節約型、環境友好型產業。采取最有利于資源利用、降低污染、保護生態、提高效益的建設和運行方式,實現可持續發展。

2.1 現代煤化工基地概念


2.2 煤化工行業特點

2.2.1 煤化工行業是資金和技術密集型行業

煤化工行業是技術密集型行業,現代煤化工基本均以煤氣化為龍頭,且涉及煤炭加氫液化、費托合成、合成甲醇、合成烯烴等關鍵技術,煤化工工藝過程中產品多、裝置多、流程復雜,危險程度高。現代煤化工的裝置設備先進、自動化水平高,從設計、建設到生產需要各個領域的技術,需投入眾多的技術力量。

煤化工行業同時是資金密集型行業,且發展煤化工項目需要配套的煤礦建設、水電供給以及交通設施配套等均需要投入較大的資金。

2.2.2 煤化工行業是資源高消耗型行業

煤化工行業主要消耗的資源是煤炭和水,煤化工產品具有較高的煤耗和水耗,發展煤化工,需要有煤炭資源和水資源的保障。此外,土地資源、人才資源也是煤化工行業的重要資源。

2.3 煤化工行業受環境保護條件的制約

目前,我國SO2 和CO2 排放量較大,其中85%的SO2 的排放來自于煤炭的使用。一次能源以煤為主給中國的環境保護帶來沉重的壓力,使我國在大氣污染治理方面有很多工作要做。
煤化工項目是高耗水、高污染型項目,廢水排放量大。不少煤化工企業廢水排放量已超過該地區水環境承載能力,使水環境和生態等遭到嚴重破壞,也威脅到了許多城鎮的飲用水安全。這給企業帶來了極大的生存壓力。

在可預見的將來,我國以煤為主的能源結構不會有大的改變,在一定程度上甚至還會有所加強,大力發展煤化工勢必與建設地點有限的環境承載力發生矛盾,煤化工的發展將受到環境保護條件的制約。


3 廢水的主要來源

現代煤化工以煤氣化為龍頭,且涉及煤炭加氫液化、費托合成、合成甲醇、合成烯烴等裝置,工藝流程長而且復雜,排放廢水點多面廣,涉及到氣化、凈化、合成等裝置,脫鹽水、鍋爐排水、循環水排水等裝置。

3.1 氣化廢水特點

目前國內使用的較為成熟、可靠的氣化技術有:Texaco、Shell、Lurgi等氣化工藝,根據氣化技術的不同,所產生的廢水水質和水量有所不同。

Texaco工藝,采用水煤漿技術,廢水特性為氨~500mg/L,水質相對潔凈,有機污染程度低;

Shell工藝,采用粉煤氣化技術,廢水特性為高氨~300mg/L,高氰化物~50mg/L,其水質也相對潔凈,有機污染物程度低;

Lurgi工藝,采用固定床碎煤氣化技術,因氣化溫度低,廢水成分復雜,污染程度高等,廢水量較多。

3.2 Lurgi工藝氣化廢水特點

(1) 有機污染物(COD)濃度高: ~7000mg/L;

(2) 氨(NH3-N)濃度高: ~500mg/L;

(3) 總酚濃度高:~1000mg/L,對生物處理有一定的毒性作用;

(4) 硫化物(S2-)含量較高:含量高達700mg/L以上;

(5) 色度深;

(6)含油較高:~200mg/L;

(7)可生化性較差:含有大量難生物降解物質(約占總COD的20~30%),某些污染物還具有一定的抑制作用;

(8)水質水量變化較大;

4 廢水治理目標

在節能減排的大背景下,“先污染后治理”的傳統型煤化工污染控制模式已很難實現環境保護和經濟效益最大化的協調統一。源頭控制和末端治理相結合的零排放綜合治理模式,可最大限度的節約和高效利用各種資源,減少直至不排放污染物。有煤化工廢水需要處理的單位,也可以到污水寶項目服務平臺咨詢具備類似煤化工廢水處理經驗的企業。

4.1 源頭控制、節水減排

煤化工污水種類很多,以工藝劃分有造氣、脫硫、變換、合成、精餾等污水,包括諸多水處理、水利用、廢水處理等操作單元。按串級利用、一水多用、閉路循環等原則,從系統角度可最大限度的降低新鮮水消耗和廢水的排放量。

4.2 末端治理、廢水資源化

煤化工項目為高耗水項目,要降低企業的耗水量,做到清污分流、廢水回用。

4.3 零排放

零排放是廢水排放無限減少直至為零的活動,是實現水資源利用最大化。

5 廢水處理工藝基本要求

5.1 技術成熟、經濟合理的原則進行總體設計,力求節能降耗、工程投資低、運行成本低、操作理方便、工藝技術先進成熟的廢水處理工藝流程。

5.2 工藝流程做到穩定、高效、抗沖擊負荷能力強,運行靈活、設備布置合理結構緊湊;

5.3 設備選型、匹配得當,運行穩定可靠,性價比高,維護保養簡單,使用壽命長;

5.4 采用現代化自控技術,設置必要的監控儀表,實現自動化理,提高理水平;

5.5 處理系統運行有一定的靈活性和調節余地,以適應水質水量的變化;

5.6 設計美觀、布局合理。盡量采取措施減小對周圍環境的影響,合理控制氣味、噪聲。

6 煤化工發展展望

隨著環境承載能力開始減弱,或環境容量較小、生態環境脆弱,環境保護的呼聲越來越高,未來煤化工發展也將是以低投入、高產出、少污染、可循環的機制發展。實施污染物的減量化、再使用、再循環,提高資源利用率,以資源節約、環境保護為標志,實施可持續發展的循環經濟。來源:大阪化工 作者: 張學坤

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