煤制甲醇企业三废减排的技术与方法

席国辉 ， 楚永利

(河南龙宇煤化工有限公司 ， 河南 永城　476600)



煤制甲醇企业三废减排的技术与方法

席国辉 ， 楚永利

(河南龙宇煤化工有限公司 ， 河南 永城476600)

以煤为原料加工生产甲醇，其工艺流程复杂，在生产过程中会产生一定量的废水、废气、废渣等污染物，做好“工业三废”减排工作，在减少对自然环境影响的同时，还能取得良好的经济效益。本文根据现场运行管理经验，从技术与管理两方面论述了在当前严峻的环保形势下煤制甲醇企业如何做好“工业三废”的减排工作。

煤制甲醇 ； 工业三废 ； 减排

随着国家最严环保法律法规的相继出台，环保部门对生产现场检查力度逐步加大，煤制甲醇企业环保压力空前巨大，环境保护已成为企业的生命线，做好“工业三废”的治理与减排工作已迫在眉睫。

1　生产工艺简介及产污环节分析

1.1生产工艺简介

河南龙宇煤化工有限公司(以下简称龙宇煤化工)年产50万t甲醇项目采用先进的壳牌粉煤气化、低压甲醇合成和三塔精馏工艺技术，主要生产工艺为：原料煤经制粉干燥后，在气化炉中与气化剂(氧气、水蒸气)反应生成粗煤气(主要是CO和H2)，经降温、除尘后进行CO变换，以调整原料气中CO和H2比例至1∶2。变换后，用低温甲醇洗涤去除原料气中的硫化物、过多的CO2。纯净的CO和H2经压缩后，在压力8.0 MPa、温度225 ℃、铜催化剂条件下合成甲醇，经冷凝得到粗甲醇，粗甲醇经精馏去除高、低沸点杂质后得到产品精甲醇。

1.2产污环节分析

1.2.1工艺废气

煤气化工艺产生的废气主要有制粉工艺尾气、石灰石粉仓排放气、煤粉仓排放气、加压输送工艺尾气；酸脱工序产生的废气主要为脱硫脱碳尾气及脱硫脱碳富含H2S酸气；硫回收工序产生的废气主要为硫回收尾气。

1.2.2锅炉烟气

年产50万t甲醇项目配套3台130 t/h循环流化床锅炉装置，产生的主要废气为锅炉烟气。主要污染物为烟尘、SO2和NOx，采用高效袋式除尘器除尘、石灰—石膏湿法炉外脱硫、选择性非催化还原工艺(SNCR)脱硝后由120 m烟囱达标排放。

1.2.3工艺废水

生产过程中产生的工艺废水有煤气化废水、酸脱废水、甲醇精馏废水等。水中主要污染因子为COD、BOD5、硫化物、氨氮等。

1.2.4工业固废

生产过程中产生的工业固废主要包括煤制粉废渣、煤气化飞灰、煤气化废渣、煤气化煤泥、锅炉飞灰、锅炉废渣等。

2　工业三废减排技术措施

2.1矿井涌水综合利用

项目生产用水全部采用矿井涌水作为水源，设计供水量为5 400 t/h，满足项目用水量要求。矿井涌水盐分含量较高，需经脱盐处理，属资源综合利用，每年可节约新鲜水资源约900万t，实现了“增产不增污”。

2.2中水回收再利用

项目排水系统原设计为生产废水与厂区生活污水混合进入污水处理站进行预处理后，与城镇生活污水混合进入区域污水处理厂进行深度处理后外排。为节约利用水资源，龙宇煤化工进行了中水回用改造，将区域污水处理厂排水重新回用至水处理系统，经处理后再次用于生产。系统设计回用量为625 t/h，实现了水资源的循环利用[1]。

2.3区域污水厂曝气器升级改造

区域污水处理厂CASS池曝气器原为玻璃钢材质蝶式曝气器，因CASS池曝气强度大，导致曝气器经常损坏，设备故障率较高且曝气不均匀，氧利用率低，能耗高。为了提高曝气效果，龙宇煤化工进行了曝气器升级改造，将玻璃钢材质曝气器改造为不锈钢材质曝气器，另在CASS池中增设管式曝气器，实行管式曝气与蝶式曝气混合曝气。改造后，曝气的周期由原来5 h缩短至3.5 h，污水处理量由原来的8 000 t/d提至10 000 t/d，有效地减轻了环保压力，且每小时可节约电量70 kW·h，每年可节约电费约36万元[2]。

2.4锅炉烟气湿法脱硫

为了适应国家对烟气排放指标的新要求，龙宇煤化工在原有炉内添加石灰石脱硫的基础上，建成投运了3×130 t/h循环流化床锅炉配套炉外脱硫系统。该系统采用石灰—石膏湿法工艺，以石灰粉为吸收剂，经加水消化处理后制成吸收剂浆液，在吸收塔内与烟气中二氧化硫进行化学反应，生成石膏。单塔处理烟气200 000 Nm3/h，脱硫效率>95%，脱硫后烟气中SO2浓度≤100 mg/Nm3，每年削减SO2约2 600 t[3]。

2.5酸性气体二次脱硫

酸脱工序富含H2S酸气，原设计经三级克劳斯硫回收装置处理后生产硫黄，设计产量为4 000 t/d，年经济效益约300万元，酸气经脱硫后达标排放。为了将废气对环境的污染程度降至最低，龙宇煤化工对硫回收尾气排放进行改造，将反应后的硫回收尾气送入炉外脱硫系统，与锅炉废气一并处理后通过烟囱排放，有效地避免了硫回收尾气放空对环境的影响。

2.6CO2气体双重利用

龙宇煤化工在年产50万t甲醇项目建设阶段，已提出用CO2代替N2作为输送煤粉的载气及系统充压使用，得到设计单位认可，此举既增加了产品产量又减少了CO2排放。由于其利用率仅有15%，为持续降低碳排放量，在原始设计的基础上，龙宇煤化工又引进投用5万t/a液体CO2生产工艺，回收多余CO2，仅2015年CO2减排量就达到38 502 t，产生了显著的减排和经济效益，实现了废气资源化利用。

2.7除臭装置消异味

项目配套污水处理站主要用于气化和甲醇废水临时储存及预处理，由于化工废水中含有少量的醇类、氨、硫化氢等有害气体，导致部分有害气体挥发至大气环境，形成异味。为彻底消除异味，净化厂区环境，龙宇煤化工建设了污水站除臭装置。该装置将污水站除SBR池外的其他池体进行全封闭改造，然后通过引风机将池内的有害气体送入洗涤塔，与不断循环的氢氧化钠+次氯酸钠混合液反应，吸收消除异味，有效地改善了污水站周边工作环境。

2.8卧螺机——新型污泥分离技术改造

气化装置煤泥处理装置原设计是真空带式过滤机，该设备在生产过程中经常出现故障，耗费大量的人力、物力，每年仅更换滤布的费用约30万元，且煤泥运输至渣场时容易造成扬尘污染；为了减少扬尘、降低维护费用，龙宇煤化工进行了卧螺机改造，通过管线直接将煤泥输送至渣场过滤，实现了“渣不落地”，彻底改善了厂区环境状况，且每年节约运行成本近50万元。

3　工业三废减排管理措施

3.1制定量化减排计划

根据上级环保部门要求，在上年三废排放量的基础上，结合当年环保设施的改扩建及管理情况，制定科学详细的量化减排计划，并按照计划认真组织实施，以达到三废减排的目标。

3.2实施正向激励减排机制

实行环保数据日统计、周总结制度，并配套下发《环保达标排放考核办法》，考核分为浓度达标考核和总量达标考核两部分。根据环保承担风险和环保管理贡献大小，每月为参与单位预支环保达标排放基金，实施激励机制。月末统计参与单位考核项目完成情况，按照考核标准扣减预支基金，进行浓度考核，在浓度达标考核基础上，采用月度日均值对废水排污单位和治污单位进行总量达标考核。月底兑现考核，强化内部环保管理，促进“三废减排”目标的实现。

3.3加强环保日常监测

制定下发环境监测计划，按照计划要求，龙宇煤化工质检中心对煤气化污水、甲醇污水、集水池、事故池、破氰装置、监测池、污水厂进出口、雨水池、排水池的pH值、COD、氨氮等指标每天监测一次；对甲醇厂酸脱废气、CO2产品气总硫每天监测一次；对硫回收尾气总硫每天监测四次，并出具分析报告，使“三废”减排计算有据可查，科学合理。

3.4定期开展环保隐患排查

根据“工业三废”类型，将环保隐患分为废水环保隐患、废气环保隐患和固体废物环保隐患。针对以上三个方面，每月组织一次系统环保隐患排查和专项环保隐患排查，召开环保隐患排查专题会。对查出的隐患进行风险评估下发“五定表”并跟踪落实，及时消除隐患，确保环保设施正常运行，各类环保指标达标排放，为三废减排提供保证。

4　工业三废减排效果

根据水、气在线监测数据及市环境监测站出具的监测报告，龙宇煤化工各项环保指标稳定达标排放，排放总量符合排污许可证和环评批复中的总量控制指标。“十二五”期间，龙宇煤化工共处理工业废水334万t，厂区生活污水82万t；区域污水处理厂共处理污水1 865万t，其中城镇生活污水1 449万t，削减COD 3 496 t，削减氨氮1 446 t；除尘脱硫设施共削减烟尘264 052 t，削减二氧化硫10 816 t；硫回收系统共生产硫黄13 337 t，直接经济效益约为1 068万元。

5　结束语

“工业三废”的治理与减排工作是环境保护工作的重点，也是实现可持续发展的重要举措。“十二五”期间，龙宇煤化工认真响应国家节能减排号召，通过技术创新与管理创新双重手段保证减排目标的顺利完成。“十三五”期间，龙宇煤化工将按照公司提出的“环保投入一路绿灯”、“生产与环保冲突时，优先保障环保”的要求，继续加大对减排项目资金投入，全力落实环保各项措施，做到环境效益、经济效益、社会效益的有机统一，实现清洁生产、绿色发展的目标。

[1]李圭白,张杰.水质工程学[M].北京:中国建筑工业出版社,2005:673-675.

[2]张自杰.排水工程(下册)(第4版)[M].北京:中国建筑工业出版社,1999:150-155.

[3]吴忠标.燃煤锅炉烟气除尘脱硫设施运行与管理[M].北京:北京出版社,2007:173-177.

2016-07-16

席国辉(1986-)，男，助理工程师，研究方向为化工废水处理，电话：15036692063。

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