煤化工以煤为原料,经化学加工使煤转化为气体、液体和固体产品或半产品,而后进一步加工成化工、能源产品的过程。主要包括煤的气化、液化、干馏,以及焦油加工和电石乙炔化工等。随着世界石油资源不断减少,煤化工有着广阔的前景。
2022年中国煤化工的发展现状及未来发展方向
(资料图片仅供参考)
中国煤炭工业协会(下称“中煤协”)公布的数据显示,2021年,现代煤化工四大主要产业——煤制油、煤(甲醇)制烯烃、煤制气、煤(合成气)制乙二醇产能,分别达到931万吨/年、1672万吨/年、61.25亿立方米/年、675万吨/年。其中,除了煤制烯烃同比保持齐平,其他产能均再创新高。
中煤协指出,现代煤化工正在向高端化、多元化、低碳化方向发展,产业化、园区化、基地化发展格局已初步形成。与此同时,碳基新材料研发取得突破,能源转化效率普遍提高,单位产品能耗继续下降,煤炭消费利用空间有力拓展,加速由单一燃料向燃料与原料并重转变。
工业和信息化部、发展改革委、科技部、生态环境部、应急部、能源局联合发布《关于“十四五”推动石化化工行业高质量发展的指导意见》(以下简称《意见》)。
意见提出,到2025年,石化化工行业基本形成自主创新能力强、结构布局合理、绿色安全低碳的高质量发展格局,石化、煤化工等重点领域企业主要生产装置自控率达到95%以上,建成30个左右智能制造示范工厂、50家左右智慧化工示范园区。
煤化工企业的发展,却带来了水污染的问题。煤化工企业用水量极大,产生的工业废水量也大,且水质较为复杂,污染物含量高、解决难度大。据了解,目前我国煤化工企业每年产生约1.17亿吨废水,直接影响着我国的资源水体、生态环境和居民生活,这也是制约煤化工企业发展的主要问题之一。
煤化工废水制约环境发展,啃下煤化工废水这块“硬骨头”
根据我国的能源结构,缺油、少气、多煤的现状,以后将大力发展煤化工来替代石油化工,煤化工作为一个耗能、耗水大户,其产生的工业废水处理不容忽视。只有选择合适的工业废水回收处理工艺才能实现煤的综合利用,实现节能减排的目标,煤化工工业废水循环利用,促进煤化工和生态环境的持续发展。
煤化工废水主要来源于焦化废水、气化废水和液化废水。其中,气化废水中含有酚、氨氮、氟化物等污染物,是煤化工废水中较难处理的废水。尤其废水中的氟离子若未经处理超标排放,不仅可能引起周边人、畜中毒,引发地方性氟病;还会污染土壤和水体,导致对植被、动物和生态环境产生极大地危害。煤气化含氟废水主要来自气体洗涤、冷凝、分馏塔和储罐排水,在煤气化过程中,煤中的一部分氟以氢氟酸气体的形式排放到大气中;一部分进入煤气化废水,成为废水的特征污染物。
2021年1月,国家发展改革委等10部门联合发布了《关于推进污水资源化利用的指导意见》,“废水零排放”一词再被重点提及,并提出到2025年建成若干国家高新区工业废水近零排放科技创新试点工程”,这让煤化工行业对于工业废水问题处理更加重视。此外,随着国家对环保标准的不断提高,也相信出台了日趋严苛的制度标准,目前氟化物已经逐步提标到外排要求1~1.5mg/L以下。
形势如此严峻,废水氟化物超标处理势必达标,因此如何高效稳定除氟是众多煤化工企业头疼的问题。目前,国内外对废水中氟化物的处理主要有沉淀法(化学沉淀法、混凝沉淀法)、电絮凝法、离子交换法、吸附法、电渗析法、反渗透法等。
新思路、新技术挑战高难度
目前,煤气化废水处理的主要发展方向是微生物法和其他处理技术的结合。为了提高出水水质,达到排放标准或回收要求,往往需要采用几种方法联合处理。而组合工艺的目的在于充分发挥各组合单元的优势。针对废水的水质特点,莱特莱德采用曲线微导力高效膜与分子筛耦合高温多频吸附灰水除硬技术,系统由前置多效过滤、分子筛多频率交换塔组成,其中过滤塔去除水中的浊度、胶体、悬浮物,保证分子筛多频交换装置的进水要求。系统处理后废水经过分子筛多频交换装置,去除硬度,回到气化灰水系统循环使用。分子筛多频交换装置可以多次置换反应,可多次循环使用。
莱特莱德曲线微导力膜系统实现了全系统高温运行维护、高效多频率置换、一体化系统集成,达到高效除硬、废水资源化利用,有效避免了气化炉管路结垢造成的停机损失,保证气化炉炉体设备稳定安全运行。将煤气化生产过程中所产生的废水经过处理后回用,不向外界排放废水,实现废水的循环利用和近零排放,解决水资源短缺问题的同时,降低生产成本。
未来,莱特莱德将努力在主导煤气化水处理上取得重大突破,率先蹚出一条煤气化灰水资源化利用新思路,为传统煤化工产业高质量转型发展贡献力量。
结语:
我国能源结构决定了煤化工是我国发展的必然趋势,而煤化工作为一个耗能、耗水大户,其产生的工业废水处理不容忽视。在“零排放”政策背景下,这毫无疑问是对煤化工企业的严峻挑战,也只有选择合适的处理工艺才能实现煤的综合利用,早日实现“废水零排放”的目标,促进煤化工和生态环境的持续发展。