談煤化工企業(yè)的高耗水問題及改革對策

向輝　李久龍　許騰　孔國峰　孫鳳偉

【摘 要】煤炭資源和水資源分配不平衡的矛盾依然一直存在，煤炭化工企業(yè)高耗水問題已成為限制行業(yè)可持續(xù)發(fā)展的重要影響因素，因此，煤化工企業(yè)必須進一步研究高耗水問題，找出高耗水的原因，并提出相應(yīng)的對策，在保證煤化工業(yè)企業(yè)的生產(chǎn)效率的同時，減少水資源的消耗。本文主要從煤焦化、煤氣化、煤液化三方面分析了煤化工企業(yè)高耗水問題的原因，并提出了相應(yīng)的改革對策。

【關(guān)鍵詞】煤化工企業(yè)；高耗水問題；煤焦化；煤液化；煤氣化；節(jié)水對策

中圖分類號： TQ085；TQ53 文獻標(biāo)識碼： A 文章編號： 2095-2457（2018）34-0089-002

DOI：10.19694/j.cnki.issn2095-2457.2018.34.036

我國煤化工技術(shù)仍存在諸多不足，主要表現(xiàn)在綜合利用率低、環(huán)境污染嚴重、能耗高、尤其是水資源消耗高等方面。我煤炭資源和水資源分配比例不夠協(xié)調(diào)，通常在干旱地區(qū)煤炭資源豐富，水資源短缺，煤化工業(yè)行業(yè)的耗水量大。煤化學(xué)技術(shù)目前面臨的高耗水量問題，水資源問題已經(jīng)成為一個關(guān)鍵的限制我國煤化學(xué)工業(yè)發(fā)展的因素，解決煤化工發(fā)展中高耗水問題迫在眉睫。本文主要對煤焦、煤氣化、煤液化等不同煤化工技術(shù)合成燃料油的用水量進行了分析比較，以期為煤焦化的未來發(fā)展提供可行的建議。

1 煤化工企業(yè)高耗水問題分析

1.1 煤焦化

該工藝技術(shù)是我國最早使用的煤化工技術(shù)之一。煤焦化工藝主要是將煤制品原材料制作成焦炭，在生產(chǎn)過程中還會產(chǎn)生煤焦油、焦?fàn)t煤氣等。焦?fàn)t煤氣不僅是重要的燃氣，而且可以作為化工原料煤氣進行深度加工，煤焦油加氫可制得汽油和柴油。隨著世界原油需求持續(xù)增長，原油價格不斷上漲。此外，近年來中國工業(yè)發(fā)展迅速，燃料油需求大幅增加。眾所周知，煤焦油加氫的生產(chǎn)過程需要消耗一定量的水，該技術(shù)工藝主要用于化工產(chǎn)品、高溫焦炭以及煤氣的冷卻處理工藝。隨著我國原油資源的短缺，煤焦油加氫生產(chǎn)技術(shù)正在加速發(fā)展。煤焦油通過加氫可以提高輕質(zhì)油產(chǎn)量和燃料油質(zhì)量，既提高了焦油的綜合利用率，又減少了環(huán)境污染。

1.2 煤氣化

該工藝技術(shù)作為一種新的現(xiàn)代技術(shù)，煤炭氣化主要用于生產(chǎn)合成天然氣、化工和工業(yè)原料氣、煤氣聯(lián)合循環(huán)發(fā)電和提取燃料油等。當(dāng)然，隨著越來越多的嚴重的煤煉焦污染，產(chǎn)能過剩的問題日益突出，越來越多的人關(guān)注煤炭氣化技術(shù)。煤氣化技術(shù)在運行過程中也存在較高的用水量問題，主要表現(xiàn)在煤氣化一次氣化用水量和氣化合成氣深加工用水量方面。該工藝的高耗水量主要是由于該工藝的反應(yīng)會消耗一定量的水，而煤制合成氣工藝的復(fù)雜過程會導(dǎo)致用水量的增加。因此，我們經(jīng)常在氣化爐下游看到余熱鍋爐設(shè)備，主要是為了降低合成氣冷卻后深加工時的耗水量。對于煤氣化過程中的用水量，由于煤焦的不同原料或特定組分以及不同的氣化工藝，每噸煤的用水量是不同的。

1.3 煤液化

該技術(shù)主要是通過將煤炭通過運用一定的技術(shù)轉(zhuǎn)化成液體燃料的一個過程。煤液化技術(shù)根據(jù)生產(chǎn)工藝的不同還可以劃分為直接液化技術(shù)和間接液化技術(shù)兩種。前者耗水率比后者耗水率會低，但是在降低耗水量的情況下會使裝置的運行和投資成本增大。在煤的間接液化中，F(xiàn)-T合成反應(yīng)是最重要的反應(yīng)，生產(chǎn)各種碳氫化合物和含氧化合物已成為煤間接液化的重要方法。而間接液化法，由于工藝過程更加復(fù)雜，涉及到多個耗水環(huán)節(jié)，高耗水情況更加明顯。以下是表格1三個國家的煤液化技術(shù)的耗水量分析。

2 降低煤化工企業(yè)高耗水問題的改革對策

2.1 提高生產(chǎn)管理效能

當(dāng)前隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，日益激烈的市場競爭，也對煤炭化工企業(yè)不斷引進新技術(shù)、新方法和高端技術(shù)人才，并解決生產(chǎn)效率低，環(huán)境污染和破壞，并增加成本等問題還需要完善相應(yīng)的制度和操作流程，加強控制用水量的分析和廣泛的研究，通過加強管理，完善內(nèi)部管理制度等，進而提高水資源的可持續(xù)利用，達到節(jié)水效率的目標(biāo)。除了生產(chǎn)過程會導(dǎo)致高水消費分析，水的消耗情況的條件篩選機制，加強水水質(zhì)分析的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，使用現(xiàn)代智能建筑自動化設(shè)備和計算機網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)測試平臺，提高管理效率，減少人工工作量，提供技術(shù)支持，提高水資源的利用率。

2.2 進一步優(yōu)化和完善運行過程體系

煤化工企業(yè)有許多生產(chǎn)工藝，復(fù)雜的生產(chǎn)工藝，以及許多設(shè)備和技術(shù)可供使用。因此，有必要對造成高用水量的環(huán)節(jié)進行系統(tǒng)分析。在全面評價水資源平衡的基礎(chǔ)上，適當(dāng)引入夾點分析法，提高水資源配置水平。同時，我們應(yīng)該加強廢水的回收利用，提高節(jié)約用水的意識。采用現(xiàn)代計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，加強鏈路和節(jié)點控制，并引入水網(wǎng)系統(tǒng)進行分析，提高梯級用水效果。此外，最后處理的過程，應(yīng)該優(yōu)化冷卻水回收和處理過程，應(yīng)該探索和水網(wǎng)絡(luò)集成技術(shù)不僅減少污水的排放，而且還提高水資源的利用率，達到節(jié)能減排的目的。

2.3 加強硬件設(shè)施配置，提高生產(chǎn)工藝和設(shè)備現(xiàn)代化水平

不斷學(xué)習(xí)和借鑒國外先進煤炭化工生產(chǎn)過程中，引入先進的關(guān)鍵設(shè)備和關(guān)鍵技術(shù)來減少水的消耗過程，為特定需求生產(chǎn)和生產(chǎn)工作，有針對性的廣泛研究，計算和分析設(shè)備技術(shù)、投資和運行費用之間的關(guān)系的科學(xué)規(guī)劃和技術(shù)、設(shè)備投資和規(guī)模，用最少的錢來達到減少水資源消耗的目的。

2.4 提高廢水回收利用率

進一步研究了生產(chǎn)過程后的廢水利用，以提高中水的利用水平。煤化工行業(yè)的污水處理和廢水回收利用效率相對較低。因此，有必要不斷學(xué)習(xí)國內(nèi)外先進的廢水利用和中水開發(fā)利用經(jīng)驗，努力探索深部廢水處理技術(shù)。此外，還應(yīng)分析礦井水處理的深度等技術(shù)，以提高水資源的可利用面積。

3 結(jié)束語

總之，隨著科學(xué)技術(shù)的進步和公眾水資源保護意識的提高，對煤化工企業(yè)的生產(chǎn)提出了更高的要求。煤化學(xué)工業(yè)要實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展，我們必須高度重視水消耗高的問題，根據(jù)生產(chǎn)過程的每個環(huán)節(jié)，不斷優(yōu)化生產(chǎn)工藝，引進先進的設(shè)備和技術(shù)，和高端技術(shù)人員，然后在提高生產(chǎn)技術(shù)水平的基礎(chǔ)上，提高廢水回用利用率，為煤化工企業(yè)生產(chǎn)正常穩(wěn)定運行提供水開發(fā)基礎(chǔ)。

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