煤化工“三廢”治理技術(shù)概述

煤化工"三廢”治理技術(shù)概述邵超【摘要】闡述了煤化工生產(chǎn)過程中〃三廢”的治理技術(shù)和控制方法,并分別對焦化和氣化生產(chǎn)中的〃三廢”處理技術(shù)進(jìn)行了詳細(xì)介紹.【期刊名稱】《安徽化工》【年(卷)，期】2015(041)005【總頁數(shù)】4頁(P5-8)【關(guān)鍵詞】煤化工;焦化〃三廢”處理;氣化〃三廢”處理【作者】邵超【作者單位】安徽省重化工產(chǎn)業(yè)發(fā)展專家辦公室，安徽合肥230061【正文語種】中文【中圖分類】X784長期以來，化學(xué)工業(yè)為我國經(jīng)濟(jì)振興做出了重大貢獻(xiàn)，但也對環(huán)境造成了嚴(yán)重污染。煤炭化工是化學(xué)工業(yè)的重要組成部分，傳統(tǒng)煤化工是高能耗、高污染的化工門類，受到社會各界的廣泛關(guān)注。社會上不少人由于長期受到工業(yè)尤其是化學(xué)工業(yè)污染的困擾，擔(dān)憂發(fā)展新型煤化工會對自然生態(tài)造成進(jìn)一步破壞。事實(shí)上，煤化工經(jīng)過多年的發(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。本文主要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)。2.1焦化廢水處理技術(shù)焦化企業(yè)產(chǎn)生的廢水來源較多，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。高濃度焦化廢水來源有煤氣凈化及化學(xué)產(chǎn)品回收過程、酸洗法苯精制過程、焦油加工（減壓蒸餾、常壓蒸餾）過程、洗油加工過程、蒸氨過程等；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。高濃度焦化廢水與低濃度焦化廢水的水質(zhì)參考指標(biāo)如表1所示。兩種不同種類廢水的水質(zhì)指標(biāo)差別較大，需要經(jīng)過不同的處理才能達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)。高濃度焦化廢水需先經(jīng)過物化處理法來除油、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，否則過高的COD、氨氮和酚類等物質(zhì)會抑制甚至殺死生化處理工段的微生物。低濃度焦化廢水則直接送至污水處理系統(tǒng)，常見的焦化廢水流程如圖1所示。如圖1，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，工藝流程分別見圖2、圖3。廢水經(jīng)生化處理后，進(jìn)入后處理工藝，即絮凝沉淀和過濾，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。2.2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，煤堆表面易形成煤塵，尤其是春秋二季，這些煤塵逸出會對周圍大氣造成污染，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、移動式噴掃機(jī)組（即噴灑車）；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、石油樹脂、醋酸乙烯樹脂、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，采用自動開啟的密封蓋板。配煤槽運(yùn)行時(shí)，蓋板的犁頭自動開啟并移動，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；二是安裝移動除塵裝置。熄焦：目前，國內(nèi)大部分焦化廠在生產(chǎn)中采用濕法熄焦，會產(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)量蒸汽的鍋爐對大氣的污染，尤其減少TSO2.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。無組織排放廢氣：冷鼓、焦油分離工段各類儲槽、脫硫再生塔、硫銨工段等設(shè)備逸散的無組織排放廢氣，設(shè)連通管后，通入氨水澄清槽。2.3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)會隨雨水流入河流，造成水體污染，因此，必須對焦化廢渣進(jìn)行再利用，避免對環(huán)境造成二次污染。目前，我國常見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：對于硫酸銨生產(chǎn)過程中的酸焦油，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脂。洗油再生殘?jiān)茫簱饺虢褂椭谢蚺渲苹旌嫌?；通過間歇式釜或連續(xù)式管式爐加熱和蒸餾的方式生產(chǎn)苯乙烯一茚樹脂。酚渣的利用：將酚渣與130°C的軟瀝青一起混合后，送入焦油蒸餾階段回收利用，酚渣還可以用來生產(chǎn)黑色石炭酸，也可以作為溶劑凈化再生酸。3.1氣化廢水處理技術(shù)煤氣化廢水因氣化工藝的不同，廢水水質(zhì)也有較大差別。傳統(tǒng)煤氣化工藝的氣化溫度較低，而Shell、航天爐等氣化工藝的氣化溫度相對較高，其氣化溫度一般能達(dá)到1350C~1750C。傳統(tǒng)煤氣化工藝產(chǎn)生的廢水成份較為復(fù)雜，含有大量酚、油、氨氮等有毒有害物質(zhì)，其COD為3000~5000mg/L,總酚含量為620~800mg/L,總氨為200~400mg/L,采用一般的生化工藝很難處理。高溫氣化工藝產(chǎn)生的廢水成份則相對簡單，幾乎不含酚類物質(zhì)，COD也相對較低，一般為300~500mg/L。因此，不同氣化工藝的廢水，需采用不同的組合治理技術(shù)。傳統(tǒng)煤氣化工藝廢水需先經(jīng)過脫酚除氨后，再經(jīng)過預(yù)處理、生化處理和三級處理工藝才能達(dá)標(biāo)排放，而Shell、航天爐等氣化工藝廢水不需經(jīng)過脫酚除氨，直接經(jīng)預(yù)處理、生化處理和三級處理后，即可達(dá)標(biāo)排放。其廢水處理工藝流程示意圖見圖4、圖5。傳統(tǒng)氣化工藝污水經(jīng)脫酚除氨后，再進(jìn)行預(yù)處理，而新型氣化工藝污水則可直接進(jìn)入預(yù)處理工序，廢水預(yù)處理的目的是去除生化不能去除的、對生化處理有影響的物質(zhì)。預(yù)處理階段廢水經(jīng)過除油池、隔油池、氣浮池、沉降池等工序后，進(jìn)入生化處理階段。氣化廢水生化處理工藝有多種，常規(guī)的活性污泥法處理工藝有：A/O活性污泥法、SBR法、氧化溝法；生物膜法處理工藝主要有接觸氧化法等工藝。污水二級生化出水中還有少量氨氮和有機(jī)物，不能達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)，需要對其進(jìn)行三級處理。三級處理階段常采用曝氣生物濾池、混凝沉淀過濾、臭氧氧化、反滲透、活性炭吸附、消毒等工藝組合。三級處理工藝流程可采用絮凝氣浮、臭氧氧化、曝氣生物濾池、過濾吸附工藝流程。其工藝流程示意圖見圖6。3.2焦化粉塵廢氣控制處理技術(shù)供煤備煤系統(tǒng)：在煤料堆場，煤堆表面易形成煤塵，尤其是春秋二季，這些煤塵逸出會對周圍大氣造成污染。防治措施有：建設(shè)封閉式貯煤場，堆場上部不露天、底部硬化，卸煤點(diǎn)設(shè)灑水裝置；噴水于煤堆表層，待濕潤后煤堆表面硬化，不易形成揚(yáng)塵。粉碎機(jī)室：粉碎機(jī)安裝吸塵罩，并配單元袋式除塵器和噴水裝置。間歇固定床吹風(fēng)氣：目前最新的處理方法是將吹風(fēng)氣收集引入〃三廢混燃爐”，燃燒后再排空。但〃三廢混燃爐”并未配套脫硫脫硝和除塵設(shè)施，因此吹風(fēng)氣中的SO2、NOX和粉塵未經(jīng)治理直接排入到大氣中，對環(huán)境造成一定的影響。3.3氣化廢渣治理利用技術(shù)不同的氣化廢渣采用不同的回收利用方法。目前，國內(nèi)常見的廢渣回收處理方法主要有：爐渣灰加以適量的石灰攪拌后，可作為底料筑路；氣化爐渣摻和無煙煤屑作為燃料，使用循環(huán)流化床鍋爐燃燒，既可充分利用爐渣中殘余的有效可燃物，又節(jié)約能源；將灰渣與粘土按一定比例混合用來制磚、做輕骨料、制取水泥等；二氧化硅含量較高的灰渣，可用作橡膠、塑料、深色油漆、深色涂料以及粘合劑的填料。隨著國家環(huán)保法規(guī)要求的提高，如何有效降低煤化工生產(chǎn)中污染物的產(chǎn)生和排放，提高資源的利用效率，已成為煤化工行業(yè)發(fā)展的重要制約因素，特別是在水資源緊缺的區(qū)域，如何有效提高煤化工廢水處理水水質(zhì)、實(shí)現(xiàn)廢水〃零排放”等問題，是近幾年煤化工廢水處理研究的主要方向。比如，對于高濃度的煤化工廢水，傳統(tǒng)的生化工藝無法達(dá)到較好的處理水質(zhì)，因此開發(fā)出生物倍增污水處理、Melon系列電催化、等離子體協(xié)同功能催化材料對煤化工廢水的深度處理等技術(shù)。針對煤化工廢水〃零排放”的環(huán)保要求，震動膜、多級反滲透、蒸發(fā)結(jié)晶等技術(shù)正逐步被推廣應(yīng)用。近幾年，我國煤化工經(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，但通過試點(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，面對新形勢，為改善環(huán)境和經(jīng)濟(jì)社會的可持續(xù)發(fā)展，我國煤化工產(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)行和管理等全過程之中。只有合理解決了煤化工的環(huán)保問題，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?！鞠嚓P(guān)文獻(xiàn)】謝全安，薛利平.煤化工安全與環(huán)保[M].北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2005.谷麗琴，王中慧.煤化工環(huán)境保護(hù)[M].北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2009.劉妍.焦化行業(yè)清