煤制天然气(简称“煤制气”)项目是现代煤化工的一项技术,其技术路线短,能源转化效率高,前景光明。然而,在环保政策日益严苛的当下,该技术产生的固、液、气三类废物不容忽视,尤其是煤制气产生的固体废物种类多样、性质复杂,若处置不当,则会造成不可逆的环境污染,不利于该技术在业界的推广。本文针对煤制气工厂产生的固体废物及其处理方式进行探讨。
种类繁多 性质复杂
煤制气工厂运营过程中的固体废物来源于装置设计中必须装填及周期性更换下来的固体填充物,及工厂工艺装置和辅助处理过程中产生的固体废物。现行的《固体废物污染环境防治法》和《国家危险废物名录》将固体废物分为一般固废废物和危险废物两种。煤制气工厂一般固废废物包括:煤制气工厂煤气化装置和动力站锅炉产生的灰渣;空分装置产生的废分子筛和废铝胶;回用水处理站产生的化学污泥;净水厂产生的滤饼干泥。危险废物包括:煤制气工厂净化、甲烷化、硫回收、焦油加氢等装置使用后的废催化剂;煤制气工厂主要工艺装置使用和后更换下来的废脱硫剂、吸附剂、瓷球载体等;污水处理场产生的“三泥”和罐区产生的罐底油泥;污水处理系统产生的化学污泥;水处理系统蒸发结晶装置产生的纯化母液经杂盐结晶器蒸发干燥后产生的结晶盐等。
煤制气产生的危险废物具有腐蚀性、毒性、易燃性、反应性及感染性等特点,其造成的环境污染具有如下特性:一是污染的复杂性:危险废物种类繁多、性质各异,其污染环境的过程可能会包含转化、代谢、富集等各种复杂方式。二是污染的滞后性:危险废物所含的有害物质向环境中扩散的速率相对缓慢,其污染后需要经过很长时间才能显现,一旦环境污染发生,所造成的损害是持续不断的,不会因为危险废物的停止排放而立即消除。三是污染的不可恢复性:危险废物若处理处置不当发生环境污染后,由于治理难度大、费用高或者现有技术无法治理,将导致生态恢复缓慢甚至无法恢复。
减量化、无害化、资源化处理
煤制气项目应当按照《固体废物污染环境防治法》的“减量化、资源化、无害化”的原则,结合《固体废物处理处置工程技术导则》(HJ 2035-2013)、《危险废物收集贮存运输技术规范》(HJ 2025-2012)、《危险废物处置工程技术导则》(HJ 2042-2014)等要求,对项目产生的固体废物进行防治。
一般固体废物
对于一般固体废物,可采用综合利用和渣场填埋2种方式进行处理。
(1)综合利用
对于煤制气项目煤气化装置和动力站锅炉加工/燃烧原、燃料煤后产生大量的灰渣,首先考虑对其进行综合利用。其中粉煤气化产生的灰渣、动力站锅炉产生的炉渣均可作为道路工程基础材料和建材工业墙体材料的原料。要结合当地实际,尽可能最大化地利用这类固体废物,实现固体废物的资源化利用。
(2)渣场填埋
对于煤制气项目产生的废分子筛和废铝胶,回用水处理站产生的化学污泥、滤饼干泥,及未能进行综合利用的气化/锅炉灰渣需送渣场进行安全填埋处理。渣场设计方案应满足技术合理可行,运行安全可靠,管理维护方便,投资运营费用低,环境卫生保护好的要求;并满足煤制气工厂服务年限内的一般固体废物排放量及各项技术指标,符合我国相关规范的规定;灰渣运输线路应尽量避开生活密集区,少占农田,力求线路短,投资省;充分考虑控制环节的环境保护,防止灰渣、渗滤液对周边环境的污染。
危险废物
对煤制气工厂危险废物,应严格根据《国家危险废物名录》,按照减量化、无害化、资源化的原则,依照危险废物的成分、性质等进行分门别类的有效处理/处置。
(1)废催化剂类
所有的废催化剂在卸出之前都需经充分的吹扫,以尽量除去附着在上面的烃类。按废催化剂所含成分不同,可分为含镍废物、有机溶剂废物等。因此,需要针对不同种类的废催化剂,采取不同的处理/处置措施。凡含贵重金属的废催化剂,以及涉及专利必须回收的废催化剂,均送回制造厂回收处理;对能够作为资源再利用的,应交给有资质的单位做原料回收利用;对不能利用的,交给外委有资质和能力的单位处理/处置。
(2)有机溶剂废物
煤制气项目涉及的有机溶剂废物包括废瓷球、废脱硫剂和废吸附剂等。废脱硫剂能够作为资源再利用的,应交给有资质的单位做原料回收利用;废瓷球(焦油加氢装置产生)与废催化剂一同由厂家回收利用。
(3)废矿物油
煤制气项目产生的废矿物油包括各种油泥和“三泥”。对于罐底油泥,采用COW方法清罐,回收油泥中的烃类,剩余的少量废渣需全部委托有资质和能力的单位进行安全填埋处置。
污水处理场“三泥”包括污水处理场产生的隔油池底泥、浮选池浮渣、生化池等产生的剩余活性污泥、混凝沉淀池污泥等。“三泥”均需在污水场内进行浓缩、搅拌,然后送往离心脱水机脱水,脱水后泥饼含水率一般为85%~88%。采用干化脱水后,“三泥”含水率为 50%,需全部委托有资质和能力的单位进行安全填埋处置。污泥干化常规方法主要有自然干化、热力干化、高干脱水等。煤制气项目通常有足够的余热蒸汽可利用,可以采用热力干化工艺,利用厂内蒸汽对污泥进行干燥处理。该工艺热源稳定、一次性投资较小,占地面积小,无需自备热源,实施难度小,成本较低。
(4)化学污泥
污水处理系统产生的化学污泥,主要成分为CaCO3、Ca(OH)2、Mg(OH)2等。化学污泥经压滤、干化,含水率降至30%左右;将干化后的污泥掺入原料煤中一起进入磨煤干燥系统进行干燥。经干燥后的化学污泥含CaCO3,可用作煤制气项目粉煤气化添加的石灰石助熔剂。
(5)可溶性结晶盐
煤制气项目蒸发结晶装置产生的纯化母液,经杂盐结晶器蒸发干燥后产生的结晶盐,属于HW49可溶性结晶盐,需要全部外委危险废物处置中心稳定固化后安全填埋。
