煤液化工藝過程三廢排放現(xiàn)狀及防治對策

文_王小娜

1.沈陽環(huán)境科學(xué)研究院； 2.遼寧省城市生態(tài)重點實驗室； 3.沈陽環(huán)科檢測技術(shù)有限公司

煤液化是指以煤炭為原料制取汽油、柴油、液化石油氣的技術(shù)，通常分直接液化和間接液化兩種。

我國是富煤、貧油、少氣的國家，煤液化技術(shù)可以降低我國原油消費的對外依存度。但是煤液化工藝在生產(chǎn)過程中會產(chǎn)生廢水、廢氣、廢渣，其中含有有毒有害成分，可能造成環(huán)境安全事故，制約煤液化技術(shù)的發(fā)展。

1 廢水

1.1 廢水排放現(xiàn)狀

煤直接液化污水由4部分組成：低濃度污水、高濃度污水、含鹽污水、催化劑廢水。

煤間接液化中費托合成是技術(shù)關(guān)鍵，根據(jù)產(chǎn)物和運行控制條件，可分為高溫費托和低溫費托，但都會產(chǎn)生廢水。高溫費托合成廢水的COD高達15000～17000mg/L，低溫費托合成廢水COD達1000～4000mg/L，相對更易于生化處理。

總體來說煤液化廢水具有含鹽量高、腐蝕性強、污染物種類多等特點。目前，為了減少環(huán)境污染、降低水耗，煤液化企業(yè)實行廢水零排放方案，給煤液化廢水的處理又增加了一定的難度。

1.2 常用處理技術(shù)

（1）預(yù)處理

主要采用物理方式去除部分灰渣、油類等；對于生產(chǎn)廢水中含有量大、性質(zhì)特殊、特別是有回收利用價值的污染物時，要先回收其中的污染物，然后再送污水處理場處理。

（2）生化處理

主要采用厭氧、好氧相結(jié)合的生化處理方式進一步處理，但針對不同的污水、不同的污染物含量采用不同的處理工藝。普通的含油污水采用常規(guī)的隔油-氣浮-A/O生化-生物過濾；煤液化高濃度污水，其中較高濃度的有毒、有害物質(zhì)殘留會嚴重影響生化處理系統(tǒng)的穩(wěn)定運行，尤其煤液化廢水對NH3-N的生物硝化處理有一定的毒性， A/O處理工藝極易受到影響，因此需要借助污水預(yù)處理工藝來解決這個問題。

（3）含鹽廢水處理

煤制油煤化工企業(yè)都會遇到含鹽廢水的處理問題，一般采用過濾和反滲透或電滲析的工藝來處理。

低含鹽廢水的處理：常采用反滲透的方式，反滲透是一種以壓力為推動力的膜分離過程；在依靠含鹽廢水給水泵的壓力，使水透過反滲透膜，將水中溶解鹽或污染雜質(zhì)阻止在反滲透膜的另一側(cè)，實現(xiàn)廢水的回收利用，反滲透膜系統(tǒng)的回收率可達65%～75%。

高含鹽廢水的處理：目前處置高鹽廢水的方式有兩種，一種是送蒸發(fā)塘，利用環(huán)境本身的蒸發(fā)能力蒸發(fā)水分；另一種是采用蒸發(fā)結(jié)晶技術(shù)進一步回收水分，產(chǎn)生結(jié)晶鹽。

2 廢氣

2.1 廢氣排放現(xiàn)狀

（1）粉塵氣體

粉塵氣體的來源為煤儲倉、粉煤氣化的粉煤倉以及制粉系統(tǒng)過程中的粉塵，一般采用袋式除塵器對粉塵進行收集。

（2）工藝廢氣

據(jù)統(tǒng)計，煤直接液化項目， 1t油耗水8～9t，排放CO23t，期間還要消耗大量電能。而間接液化所要消耗的各種資源更多，耗水是直接液化的1.5倍，CO2排放更大。據(jù)統(tǒng)計，間接生產(chǎn)1t油要排放7～8tCO2。原料氣中會含有H2S、有機硫以及CO2等雜質(zhì)，若不去除會對油的品質(zhì)、設(shè)備等造成影響。目前，在大型煤液化工業(yè)裝置上選用的酸性氣體脫除技術(shù)主要采用低溫甲醇洗技術(shù)。

（3）鍋爐廢氣

煤液化工藝需消耗大量電能，配套建設(shè)鍋爐，鍋爐廢氣污染物主要為二氧化硫，氮氧化物和煙塵。

2.2 常用處理技術(shù)

（1）粉塵氣體

粉塵氣體的處理方式是在各個排放點設(shè)置高效除塵器，對于除塵下來的煤塵，應(yīng)當(dāng)將其重新返回系統(tǒng)，或者對相關(guān)的廢氣進行高空排放。

常見的除塵裝置主要有慣性除塵器、濕式除塵器、過濾式除塵器和靜電除塵器。

（2）工藝廢氣

目前，在大型煤液化工業(yè)裝置上選用的酸性氣體脫除技術(shù)主要采用低溫甲醇洗技術(shù)。脫出的大量酸性氣體通過硫磺回收裝置回收酸性氣體中的元素硫，主要尾氣處理工藝包括加氫還原吸收工藝、低溫Claus工藝和H2S直接選擇氧化工藝等，尾氣采用熱焚燒工藝焚燒后排入大氣。可副產(chǎn)硫磺產(chǎn)品，總硫回收率可達98.5%～99.8%。小型裝置多采用栲膠脫硫工藝直接脫除CO2氣體并回收硫磺。

（3）鍋爐廢氣

鍋爐廢氣污染物一般采用石灰石-石膏法煙氣脫硫法進行脫硫，采用袋式除塵器、靜電除塵器來除塵。

3 廢渣

3.1 廢渣排放現(xiàn)狀

煤直接液化工藝在正常生產(chǎn)條件下，每年約產(chǎn)生液化殘渣60萬t，煤液化殘渣中的成分是重質(zhì)油30%、瀝青烯20%、前瀝青烯5%和四氫呋喃不溶物(未反應(yīng)的煤和礦物質(zhì))45%，其中未反應(yīng)的煤約占殘渣30%左右，廢鐵基催化劑占10%左右，煤直接液化殘渣一般用于氣化爐摻燒、道路瀝青改良劑等。

煤間接液化項目產(chǎn)生的廢渣主要包括煤氣化爐渣、廢催化劑等。由于煤液化項目煤炭資源消耗量大，煤氣化爐渣產(chǎn)生量也很大。

3.2 廢渣處理現(xiàn)狀

直接液化殘渣主要的去向是循環(huán)流化床鍋爐摻燒，還可用于生產(chǎn)道路瀝青、焦炭、針狀焦、碳纖維等。

氣化灰渣主要是開展資源化利用，如制作鋁系產(chǎn)品、硅系產(chǎn)品、鈦白粉等。不經(jīng)處理直接將灰渣用作路面材料或回填礦井是比較原始的利用形式。灰渣是筑路的好材料，不易下沉，而且施工方便。在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中灰渣可以作為肥料對土壤進行改良，既可以直接用作肥料，也可以采用一定方法將粉煤灰制成磁性肥料、復(fù)合肥料及磁性復(fù)合肥料。

廢催化劑的去向一般廠家回收，或交給有資質(zhì)的單位進行填埋。

4 污染防治對策建議

4.1 煤制油行業(yè)應(yīng)嚴格執(zhí)行產(chǎn)業(yè)政策規(guī)劃

近年來一些煤炭資源產(chǎn)地片面追求經(jīng)濟發(fā)展速度，不顧生態(tài)環(huán)境、水資源承載能力和煤制油工藝技術(shù)仍處于示范階段的現(xiàn)實，不注重能源轉(zhuǎn)化效率和全生命周期能效評價，盲目發(fā)展煤化工，要嚴格執(zhí)行煤化工產(chǎn)業(yè)政策。

4.2 健全煤制油行業(yè)環(huán)境管理政策標(biāo)準(zhǔn)體系

（1）制定煤制油行業(yè)污染防治技術(shù)政策

制定煤制油行業(yè)污染防治技術(shù)政策，引導(dǎo)煤制油行業(yè)綠色發(fā)展，在再煤制油廢水、廢氣、廢渣處理利用方面提出污染防治管理要求，鼓勵先進的三廢治理技術(shù)。

（2）完善煤制油行業(yè)環(huán)境管理標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范體系

目前煤化工方面的環(huán)境管理標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范只有《煉焦化學(xué)工業(yè)污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB16171-2012）、《焦化廢水治理工程技術(shù)規(guī)范》（HJ2022-2012）和《鋼鐵行業(yè)焦化工藝污染防治最佳可行技術(shù)指南》（HJ-BAT-004），并無煤制油行業(yè)的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范，建議制定《煤制油行業(yè)污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》、《煤制油行業(yè)廢渣處置和利用工程技術(shù)規(guī)范》、《煤制油行業(yè)廢水治理工程技術(shù)規(guī)范》等。

4.3 加強煤制油行業(yè)科研管理和科技投入

目前關(guān)于煤制油行業(yè)三廢排放底數(shù)不清，建議組織煤化工方面的專家，依據(jù)煤化工發(fā)展規(guī)劃，立足于煤制油行業(yè)發(fā)展、圍繞煤制油工藝技術(shù)瓶頸及重大環(huán)境問題，提出科研項目立項范圍建議等。

4.4 加強監(jiān)督管理，保證環(huán)保措施落實

環(huán)境管理執(zhí)法人員力量不足、能力不夠、執(zhí)法不嚴、監(jiān)管不力等原因，是造成許多項目環(huán)保措施不能嚴格落實的主要原因。建議對建設(shè)項目實施從環(huán)評審批到建成投產(chǎn)全過程跟蹤管理，通過多種方式、動態(tài)掌握項目建設(shè)進展和環(huán)保措施落實情況。