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六是遵循最严的废水排放准则。现代煤化工废水处理和排放要遵循清污分流、污污分治、深度处理、分质回用的原则设计废水处置方案,选用经工业化应用或中试成熟、经济可行的技术。在具备纳污水体的区域建设现代煤化工项目,废水(包括含盐废水)排放应满足相关污染物排放标准要求,并确保地表水体满足下游用水功能要求。在缺乏纳污水体的区域建设现代煤化工项目,不得污染地下水、大气、土壤等。煤化工高浓废水中结晶出来的杂盐因其含有有机物及微量重金属而被划定为危险固废。这些杂盐应全部得到综合利用或安全处理,而目前杂盐分质资源化利用技术还处于攻关阶段,下游产品标准也存在不适用等制约,应高度关注高含盐废水有效处置措施和技术的使用。
七是遵循最严的废固排放准则。固体废物主要包括气化灰渣、锅炉灰渣、废分子筛等,其中危险废物还包括各类废催化剂、废保护剂、污水处理污泥、结晶盐等。根据填埋或暂存物质性质,结合运行实例,要完善危废填埋场和暂存池恶臭治理措施,从减量化、资源化角度提出固废处置方案,减少生化污泥填埋量,开展结晶盐资源化利用研究。
另一方面,要争取技术创新突破
笔者认为,“十三五”期间,现代煤化工要进一步加大核心工艺技术和环保控制技术的创新力度,特别要在关键及核心技术方面取得突破。
一是高浓盐水分盐结晶处理综合利用技术。高浓盐水多级蒸发结晶为杂盐的技术在中煤图克的化肥项目上得到了一定的验证,但这种杂盐的综合利用还是存在问题的。鉴于煤化工结晶盐综合利用难度大,为实现“零排放”而产生的结晶盐的无害化和资源化利用提出的蒸发结晶分盐研究是一个方向,需要进行中试实验。各项污染防治措施的技术经济可行性和运行可靠性得到充分的论证后,才能确定是否准入。结晶分盐综合利用技术通过分步结晶的方式分离出氯化钠、硫酸钠,浓盐水中仍含有大量的有机物等杂质不好处置,其分步结晶的效果也尚无实验数据,而且目前我国氯化钠、硫酸钠的产品质量标准并不适用于工业废水制盐。但该技术为高浓盐水综合利用提供了一条路径,有待进一步验证。
二是高浓度难降解有毒物有机物废水技术。目前的煤气化工艺中采用低阶煤低温气化,如鲁奇炉等。煤中的轻质组分在气化过程中转化为焦油、酚、氨、烷烃类、芳香烃类、杂环类、氨氮和氰、砒啶、烷基吡啶等物质,与煤气同时产生。在随后的煤气洗涤、冷却、净化过程中,上述物质中的绝大部分进入煤气水中,是典型的高浓度难降解有机物废水,而且量大、有毒、有害物质组分结构复杂难处理。EBA煤化工废水处理工艺针对鲁奇炉、液态排渣气化(BGL)炉以及低温裂解等产生的高浓度酚氨废水进行探索性处理。高浓度酚氨废水虽经酚氨回收工艺处理,但进入生化处理系统的废水成分依然复杂且有毒有害,其中酚化合物浓度可达200~1000毫克/升、氨氮浓度可达100~300毫克/升。该工艺以提高废水可生化性、降低废水毒性、提高污泥活性等方面的技术使高浓度酚氨废水处理出水能够满足回用水的标准,作为一条处理路径,有待进一步验证和完善。
三是闭式空冷循环冷却节水技术。闭式空冷循环冷却水系统用软水或除盐水充当冷却水,吸收工艺换热设备热量,升高温度后,进入节能型水膜式空冷器或联合式空冷器管内进行预冷,然后进入喷淋管段被管外的空气和喷淋水吸收热量,降温后由循环水泵加压,至工艺换热设备。软水在闭式循环系统中循环使用,不与外界空气接触,完成吸热和放热的热量传递过程。该工艺替代传统的工业循环冷却水系统,以节能型水膜式空冷器或联合式空冷器代替凉水塔,既保证冷却水温度满足各项工艺要求,还可节水,减少管道设备结垢,提高设备使用寿命,为节水提供了一条处理路径,有待进一步验证和完善。
四是大型洁净煤低能耗煤气化技术。现代煤气化是煤化工装置中的核心技术,如何选择原料煤将会直接影响到现代煤化工项目的能效、环保、安全、投资和效益。现代煤气化发展的趋势和方向应符合我国煤种多、成分复杂的特点。要始终追求那种煤转化率高、气化效率高、有效产率高,节能消耗低、成本造价低、绿色环保优的气化升级工艺。
对干煤粉、水煤浆、碎煤气流床、移动床加压气化技术应进一步升级、集成、耦合及装备大型化,如开发3000吨/日及以上多喷嘴对置式粉煤加压气流床技术,稳定生产、长周期运行、降低投资;开发3000吨/日及以上干粉煤加压激冷气流床技术,提高煤转化率、气化效率和有效产率,稳定生产、降低造价;开发1600吨/日及以上碎煤加压固定床技术、提高碎煤加压气化碳转化率、利用率和装备大型化,降低蒸汽消耗、减少废水排放和处理量;开发3000吨/日及以上湿法水煤浆气化技术,实现低投资、稳定性、长周期、大型化、宽煤种、低消耗。各类现代煤气化技术应在废水处理、废渣循环利用、高浓盐水减量等重大技术领域中有新的突破和发展。
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