席國輝 ， 楚永利

(河南龍宇煤化工有限公司 ， 河南 永城　476600)

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煤制甲醇企業(yè)三廢減排的技術(shù)與方法

席國輝 ， 楚永利

(河南龍宇煤化工有限公司 ， 河南 永城476600)

以煤為原料加工生產(chǎn)甲醇，其工藝流程復(fù)雜，在生產(chǎn)過程中會產(chǎn)生一定量的廢水、廢氣、廢渣等污染物，做好“工業(yè)三廢”減排工作，在減少對自然環(huán)境影響的同時，還能取得良好的經(jīng)濟(jì)效益。本文根據(jù)現(xiàn)場運(yùn)行管理經(jīng)驗(yàn)，從技術(shù)與管理兩方面論述了在當(dāng)前嚴(yán)峻的環(huán)保形勢下煤制甲醇企業(yè)如何做好“工業(yè)三廢”的減排工作。

煤制甲醇 ； 工業(yè)三廢 ； 減排

隨著國家最嚴(yán)環(huán)保法律法規(guī)的相繼出臺，環(huán)保部門對生產(chǎn)現(xiàn)場檢查力度逐步加大，煤制甲醇企業(yè)環(huán)保壓力空前巨大，環(huán)境保護(hù)已成為企業(yè)的生命線，做好“工業(yè)三廢”的治理與減排工作已迫在眉睫。

1　生產(chǎn)工藝簡介及產(chǎn)污環(huán)節(jié)分析

1.1生產(chǎn)工藝簡介

河南龍宇煤化工有限公司(以下簡稱龍宇煤化工)年產(chǎn)50萬t甲醇項(xiàng)目采用先進(jìn)的殼牌粉煤氣化、低壓甲醇合成和三塔精餾工藝技術(shù)，主要生產(chǎn)工藝為：原料煤經(jīng)制粉干燥后，在氣化爐中與氣化劑(氧氣、水蒸氣)反應(yīng)生成粗煤氣(主要是CO和H2)，經(jīng)降溫、除塵后進(jìn)行CO變換，以調(diào)整原料氣中CO和H2比例至1∶2。變換后，用低溫甲醇洗滌去除原料氣中的硫化物、過多的CO2。純凈的CO和H2經(jīng)壓縮后，在壓力8.0 MPa、溫度225 ℃、銅催化劑條件下合成甲醇，經(jīng)冷凝得到粗甲醇，粗甲醇經(jīng)精餾去除高、低沸點(diǎn)雜質(zhì)后得到產(chǎn)品精甲醇。

1.2產(chǎn)污環(huán)節(jié)分析

1.2.1工藝廢氣

煤氣化工藝產(chǎn)生的廢氣主要有制粉工藝尾氣、石灰石粉倉排放氣、煤粉倉排放氣、加壓輸送工藝尾氣；酸脫工序產(chǎn)生的廢氣主要為脫硫脫碳尾氣及脫硫脫碳富含H2S酸氣；硫回收工序產(chǎn)生的廢氣主要為硫回收尾氣。

1.2.2鍋爐煙氣

年產(chǎn)50萬t甲醇項(xiàng)目配套3臺130 t/h循環(huán)流化床鍋爐裝置，產(chǎn)生的主要廢氣為鍋爐煙氣。主要污染物為煙塵、SO2和NOx，采用高效袋式除塵器除塵、石灰—石膏濕法爐外脫硫、選擇性非催化還原工藝(SNCR)脫硝后由120 m煙囪達(dá)標(biāo)排放。

1.2.3工藝廢水

生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的工藝廢水有煤氣化廢水、酸脫廢水、甲醇精餾廢水等。水中主要污染因子為COD、BOD5、硫化物、氨氮等。

1.2.4工業(yè)固廢

生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的工業(yè)固廢主要包括煤制粉廢渣、煤氣化飛灰、煤氣化廢渣、煤氣化煤泥、鍋爐飛灰、鍋爐廢渣等。

2　工業(yè)三廢減排技術(shù)措施

2.1礦井涌水綜合利用

項(xiàng)目生產(chǎn)用水全部采用礦井涌水作為水源，設(shè)計(jì)供水量為5 400 t/h，滿足項(xiàng)目用水量要求。礦井涌水鹽分含量較高，需經(jīng)脫鹽處理，屬資源綜合利用，每年可節(jié)約新鮮水資源約900萬t，實(shí)現(xiàn)了“增產(chǎn)不增污”。

2.2中水回收再利用

項(xiàng)目排水系統(tǒng)原設(shè)計(jì)為生產(chǎn)廢水與廠區(qū)生活污水混合進(jìn)入污水處理站進(jìn)行預(yù)處理后，與城鎮(zhèn)生活污水混合進(jìn)入?yún)^(qū)域污水處理廠進(jìn)行深度處理后外排。為節(jié)約利用水資源，龍宇煤化工進(jìn)行了中水回用改造，將區(qū)域污水處理廠排水重新回用至水處理系統(tǒng)，經(jīng)處理后再次用于生產(chǎn)。系統(tǒng)設(shè)計(jì)回用量為625 t/h，實(shí)現(xiàn)了水資源的循環(huán)利用[1]。

2.3區(qū)域污水廠曝氣器升級改造

區(qū)域污水處理廠CASS池曝氣器原為玻璃鋼材質(zhì)蝶式曝氣器，因CASS池曝氣強(qiáng)度大，導(dǎo)致曝氣器經(jīng)常損壞，設(shè)備故障率較高且曝氣不均勻，氧利用率低，能耗高。為了提高曝氣效果，龍宇煤化工進(jìn)行了曝氣器升級改造，將玻璃鋼材質(zhì)曝氣器改造為不銹鋼材質(zhì)曝氣器，另在CASS池中增設(shè)管式曝氣器，實(shí)行管式曝氣與蝶式曝氣混合曝氣。改造后，曝氣的周期由原來5 h縮短至3.5 h，污水處理量由原來的8 000 t/d提至10 000 t/d，有效地減輕了環(huán)保壓力，且每小時可節(jié)約電量70 kW·h，每年可節(jié)約電費(fèi)約36萬元[2]。

2.4鍋爐煙氣濕法脫硫

為了適應(yīng)國家對煙氣排放指標(biāo)的新要求，龍宇煤化工在原有爐內(nèi)添加石灰石脫硫的基礎(chǔ)上，建成投運(yùn)了3×130 t/h循環(huán)流化床鍋爐配套爐外脫硫系統(tǒng)。該系統(tǒng)采用石灰—石膏濕法工藝，以石灰粉為吸收劑，經(jīng)加水消化處理后制成吸收劑漿液，在吸收塔內(nèi)與煙氣中二氧化硫進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)，生成石膏。單塔處理煙氣200 000 Nm3/h，脫硫效率>95%，脫硫后煙氣中SO2濃度≤100 mg/Nm3，每年削減SO2約2 600 t[3]。

2.5酸性氣體二次脫硫

酸脫工序富含H2S酸氣，原設(shè)計(jì)經(jīng)三級克勞斯硫回收裝置處理后生產(chǎn)硫黃，設(shè)計(jì)產(chǎn)量為4 000 t/d，年經(jīng)濟(jì)效益約300萬元，酸氣經(jīng)脫硫后達(dá)標(biāo)排放。為了將廢氣對環(huán)境的污染程度降至最低，龍宇煤化工對硫回收尾氣排放進(jìn)行改造，將反應(yīng)后的硫回收尾氣送入爐外脫硫系統(tǒng)，與鍋爐廢氣一并處理后通過煙囪排放，有效地避免了硫回收尾氣放空對環(huán)境的影響。

2.6CO2氣體雙重利用

龍宇煤化工在年產(chǎn)50萬t甲醇項(xiàng)目建設(shè)階段，已提出用CO2代替N2作為輸送煤粉的載氣及系統(tǒng)充壓使用，得到設(shè)計(jì)單位認(rèn)可，此舉既增加了產(chǎn)品產(chǎn)量又減少了CO2排放。由于其利用率僅有15%，為持續(xù)降低碳排放量，在原始設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)上，龍宇煤化工又引進(jìn)投用5萬t/a液體CO2生產(chǎn)工藝，回收多余CO2，僅2015年CO2減排量就達(dá)到38 502 t，產(chǎn)生了顯著的減排和經(jīng)濟(jì)效益，實(shí)現(xiàn)了廢氣資源化利用。

2.7除臭裝置消異味

項(xiàng)目配套污水處理站主要用于氣化和甲醇廢水臨時儲存及預(yù)處理，由于化工廢水中含有少量的醇類、氨、硫化氫等有害氣體，導(dǎo)致部分有害氣體揮發(fā)至大氣環(huán)境，形成異味。為徹底消除異味，凈化廠區(qū)環(huán)境，龍宇煤化工建設(shè)了污水站除臭裝置。該裝置將污水站除SBR池外的其他池體進(jìn)行全封閉改造，然后通過引風(fēng)機(jī)將池內(nèi)的有害氣體送入洗滌塔，與不斷循環(huán)的氫氧化鈉+次氯酸鈉混合液反應(yīng)，吸收消除異味，有效地改善了污水站周邊工作環(huán)境。

2.8臥螺機(jī)——新型污泥分離技術(shù)改造

氣化裝置煤泥處理裝置原設(shè)計(jì)是真空帶式過濾機(jī)，該設(shè)備在生產(chǎn)過程中經(jīng)常出現(xiàn)故障，耗費(fèi)大量的人力、物力，每年僅更換濾布的費(fèi)用約30萬元，且煤泥運(yùn)輸至渣場時容易造成揚(yáng)塵污染；為了減少揚(yáng)塵、降低維護(hù)費(fèi)用，龍宇煤化工進(jìn)行了臥螺機(jī)改造，通過管線直接將煤泥輸送至渣場過濾，實(shí)現(xiàn)了“渣不落地”，徹底改善了廠區(qū)環(huán)境狀況，且每年節(jié)約運(yùn)行成本近50萬元。

3　工業(yè)三廢減排管理措施

3.1制定量化減排計(jì)劃

根據(jù)上級環(huán)保部門要求，在上年三廢排放量的基礎(chǔ)上，結(jié)合當(dāng)年環(huán)保設(shè)施的改擴(kuò)建及管理情況，制定科學(xué)詳細(xì)的量化減排計(jì)劃，并按照計(jì)劃認(rèn)真組織實(shí)施，以達(dá)到三廢減排的目標(biāo)。

3.2實(shí)施正向激勵減排機(jī)制

實(shí)行環(huán)保數(shù)據(jù)日統(tǒng)計(jì)、周總結(jié)制度，并配套下發(fā)《環(huán)保達(dá)標(biāo)排放考核辦法》，考核分為濃度達(dá)標(biāo)考核和總量達(dá)標(biāo)考核兩部分。根據(jù)環(huán)保承擔(dān)風(fēng)險和環(huán)保管理貢獻(xiàn)大小，每月為參與單位預(yù)支環(huán)保達(dá)標(biāo)排放基金，實(shí)施激勵機(jī)制。月末統(tǒng)計(jì)參與單位考核項(xiàng)目完成情況，按照考核標(biāo)準(zhǔn)扣減預(yù)支基金，進(jìn)行濃度考核，在濃度達(dá)標(biāo)考核基礎(chǔ)上，采用月度日均值對廢水排污單位和治污單位進(jìn)行總量達(dá)標(biāo)考核。月底兌現(xiàn)考核，強(qiáng)化內(nèi)部環(huán)保管理，促進(jìn)“三廢減排”目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)。

3.3加強(qiáng)環(huán)保日常監(jiān)測

制定下發(fā)環(huán)境監(jiān)測計(jì)劃，按照計(jì)劃要求，龍宇煤化工質(zhì)檢中心對煤氣化污水、甲醇污水、集水池、事故池、破氰裝置、監(jiān)測池、污水廠進(jìn)出口、雨水池、排水池的pH值、COD、氨氮等指標(biāo)每天監(jiān)測一次；對甲醇廠酸脫廢氣、CO2產(chǎn)品氣總硫每天監(jiān)測一次；對硫回收尾氣總硫每天監(jiān)測四次，并出具分析報告，使“三廢”減排計(jì)算有據(jù)可查，科學(xué)合理。

3.4定期開展環(huán)保隱患排查

根據(jù)“工業(yè)三廢”類型，將環(huán)保隱患分為廢水環(huán)保隱患、廢氣環(huán)保隱患和固體廢物環(huán)保隱患。針對以上三個方面，每月組織一次系統(tǒng)環(huán)保隱患排查和專項(xiàng)環(huán)保隱患排查，召開環(huán)保隱患排查專題會。對查出的隱患進(jìn)行風(fēng)險評估下發(fā)“五定表”并跟蹤落實(shí)，及時消除隱患，確保環(huán)保設(shè)施正常運(yùn)行，各類環(huán)保指標(biāo)達(dá)標(biāo)排放，為三廢減排提供保證。

4　工業(yè)三廢減排效果

根據(jù)水、氣在線監(jiān)測數(shù)據(jù)及市環(huán)境監(jiān)測站出具的監(jiān)測報告，龍宇煤化工各項(xiàng)環(huán)保指標(biāo)穩(wěn)定達(dá)標(biāo)排放，排放總量符合排污許可證和環(huán)評批復(fù)中的總量控制指標(biāo)?！笆濉逼陂g，龍宇煤化工共處理工業(yè)廢水334萬t，廠區(qū)生活污水82萬t；區(qū)域污水處理廠共處理污水1 865萬t，其中城鎮(zhèn)生活污水1 449萬t，削減COD 3 496 t，削減氨氮1 446 t；除塵脫硫設(shè)施共削減煙塵264 052 t，削減二氧化硫10 816 t；硫回收系統(tǒng)共生產(chǎn)硫黃13 337 t，直接經(jīng)濟(jì)效益約為1 068萬元。

5　結(jié)束語

“工業(yè)三廢”的治理與減排工作是環(huán)境保護(hù)工作的重點(diǎn)，也是實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的重要舉措?！笆濉逼陂g，龍宇煤化工認(rèn)真響應(yīng)國家節(jié)能減排號召，通過技術(shù)創(chuàng)新與管理創(chuàng)新雙重手段保證減排目標(biāo)的順利完成?！笆濉逼陂g，龍宇煤化工將按照公司提出的“環(huán)保投入一路綠燈”、“生產(chǎn)與環(huán)保沖突時，優(yōu)先保障環(huán)?！钡囊螅^續(xù)加大對減排項(xiàng)目資金投入，全力落實(shí)環(huán)保各項(xiàng)措施，做到環(huán)境效益、經(jīng)濟(jì)效益、社會效益的有機(jī)統(tǒng)一，實(shí)現(xiàn)清潔生產(chǎn)、綠色發(fā)展的目標(biāo)。

[1]李圭白,張杰.水質(zhì)工程學(xué)[M].北京:中國建筑工業(yè)出版社,2005:673-675.

[2]張自杰.排水工程(下冊)(第4版)[M].北京:中國建筑工業(yè)出版社,1999:150-155.

[3]吳忠標(biāo).燃煤鍋爐煙氣除塵脫硫設(shè)施運(yùn)行與管理[M].北京:北京出版社,2007:173-177.

2016-07-16

席國輝(1986-)，男，助理工程師，研究方向?yàn)榛U水處理，電話：15036692063。

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