对新型煤化工清洁技术创新方向的思考
■ 新疆天业集团 苏克菊
“十二五”期间,我国现代煤化工行业围绕促进原料多元化进程,已攻克了一批诸如多喷嘴对置式水煤浆气化技术、煤间接液化技术、新一代费托合成油技术等一系列新型煤化工技术,技术迈上了新的台阶。随着《能源发展“十三五”规划》以及《煤炭工业发展“十三五”规划》的相继发布,行业发展步入新的、有序的、新型煤化工发展时期,煤炭清洁生产、高效利用的趋势更加明显,彻底解决制约新型煤化工行业发展的技术创新更加紧迫。笔者主要从煤化工行业清洁生产方面阐述新型煤化工技术创新的方向,以供参考。
节水资源综合利用
我国煤炭资源和水资源分布不匹配,主要的煤炭产地和煤化工产业分布区域多为水资源相对匮乏、环境相对脆弱的地区,而煤化工行业却是一个水资源消耗大,需要纳污容量大的产业,这种资源格局分配的不均衡与行业特点之间的矛盾,决定了我国开展煤化工必须开发行之有效的节水技术。目前行业常用的节水技术,如开式循环冷却水系统节水技术、空冷技术、闭式冷凝液回收技术、水的梯级利用及重复利用技术等节水措施,在一定程度上减少了产品水耗和废水排放量,但相对于水体总量不足、容量有限的脆弱环境,确实可行的节水技术开发永远在路上。
高浓度有机废水处理技术
来源于煤气化工艺废水的高浓度有机废水,由于其有机物浓度高达1.5万mg/L以上,同时含有大量的有毒、有害物质,污水处理难度极高,这一直是制约煤化工行业规模化发展的技术瓶颈。尤其是在水资源严重匮乏,且生态脆弱的地区,高效达标的污水处理近零排放技术已成为行业发展的必需关键技术。目前,由于需处理的水量大,污水处理工艺组合形式不合理,投资不到位或污染浓度过高处理不彻底等问题而导致的排放不达标,成为业内的共性难题。因此,加强煤化工生产洁净化的工艺技术研发,减少高浓度有机废水的产生量,从源头治污是根本的解决办法;另一方面,开发单个处理效果彻底、多种工艺组合,合理高效的高浓度有机废水处理技术亦是一种研发方向。
高浓度难降解有机物废水处理技术
煤化工废水中高浓有机物、高难降解物、高含毒物、高含油物和高含氨氮等难降解污染物种类多,废水中有机物以芳香族化合物和杂环化合物居多,同时含有硫化物、氮化物、重金属和有毒有机物,色度高,异味大,其BOD与COD 的比值远远小于0.3。这类成分非常复杂的高浓度难降解有机物废水,采用一般的生化工艺很难处理,即便同时设置除酚、氨及回收设施进行预处理,预处理后有机废水的可生化性仍然较差。加上生化处理要求外部环境条件(如温度、pH等)要达到生物处理的最佳条件,否则在生化处理微生物群落中,难以生成针对要处理物质的酶,使其降解性大大降低;同时,废水中含有对微生物有毒或抑制微生物生长的物质(有机物或无机物),使得有机物不能快速降解,生化处理效果不理想。化解高效彻底生化处理要求达到的管理和技术高度,与煤化工高浓度难降解有机物废水本身难处理的特性之间的矛盾,是解决这一难题的关键。因此,开发针对煤化工高浓度难降解有机物废水的、彻底有效、易操作的生化处理技术成为煤化工清洁生产技术的又一重要创新方向。
高浓盐水处理回收技术
煤化工高浓盐废水中的盐主要来源于生产过程中的除盐水系统排水、煤气洗涤废水、循环水系统排水、回用系统浓水以及补充的新鲜水等。含盐废水的总含盐量(TDS)通常在500~5000mg/L,甚至更高。目前,煤化工废水经过蒸发结晶之后,最终得到的是含多种无机盐以及大量有机物的杂盐,这种煤化工杂盐被列入危险废弃物而进行严格管控。由于该杂盐具有极强的可溶性,稳定性和固化性较差,极易造成二次污染。目前很少有现成的危废处理中心可以接收这些杂盐,处理成本也非常高。据相关见诸报端的信息看,极少数可行的高浓盐分离结晶技术成本巨大,企业从盈利角度出发,处理积极性不高。经济有效的高浓盐分离结晶处理技术紧缺,现行杂盐处理成本高,甚至无处可转移的尴尬局面,是造成目前煤化工行业陷入环保窘境的主因。因此,开发煤化工高浓盐水处理回收技术,研发经济可行的低成本煤化工高浓盐分离结晶技术是解决目前制约新型煤化工行业发展瓶颈的又一创新方向。
随着十九大的胜利召开,创新驱动战略已成为各行各业加速发展的源动力。面对万众创新的大氛围,我国煤化工企业也正掀起创新发展的热潮。相信未来制约新型煤化工行业发展的瓶颈一定能不断地被攻克。
