煤制天然气项目的环保建设

徐西征 徐 彤

1.伊犁新天煤化工有限公司 新疆伊宁 835000；2.煤炭科学研究总院 北京 100013；3.中煤科工清洁能源公司 北京 100013

伊犁新天煤化工有限公司（以下简称新天煤化工）年产20 亿m3煤制天然气项目是国家“十三五”煤炭深加工示范项目，项目总投资185 亿元，位于新疆维吾尔自治区伊犁哈萨克自治州伊宁市，距原料煤供应地伊犁四矿3.5km，距伊犁河水源地21km，距产品输送地西气东输煤制气支线伊宁首站11km。新天煤化工产业园占地面积5.7 km2，煤制气项目总占地4352 亩，其中厂区占地3082 亩，厂外工程占地1270 亩。项目年产天然气20.4 亿m3，副产重芳烃10 万t、多元烃8.4t、轻烃3.11 万t、混合酚2.5 万t、硫铵化肥7.1 万t。

该项目是国内首次建设的年产20 亿m3煤制天然气项目。项目于2009 年6 月30 日奠基，2010—2015 年为项目建设期，2015 年7 月基本达到中交条件，2016—2018 年为新增环保项目建设期。2017 年6 月试生产，2017 年10 月双系列满负荷稳定试运行。由于投资大，建设时间长，建设过程中国家审批机制经历了重大变革，环保标准大幅度提高，给项目建设提出了各种挑战。在新天煤化工全体干部员工共同努力下，项目砥砺奋进、攻坚克难，生产不断迈上新台阶。同时，该项目在设计、建设和运行方面取得了宝贵的经验，培养了人才，出色地完成了煤炭深加工示范任务，尤其是在环保建设方面，为今后的大型煤制天然气项目提供了有益的借鉴。

1 专注环保严格要求

新天煤化工积极响应国家号召，高度重视环保工作，建立健全了公司的环境保护管理机构和程序，对水、气、固废的排放不断进行改进，环保设施投入达到27 亿多人民币。

1.1 环境保护管理组织机构

公司的环境保护工作由分管安全的副总经理和总工程师规划布署，职能由安全环保部组织。安全环保部配备环境保护分管副主任1 人，专业管理人员3 人。各车间及职能部门配备兼职环保网络员，落实具体环保工作。

1.2 环境保护管理程序与规定

公司安全环保部组织编制了《环境保护检查管理规定》、《环境保护统计管理制度》、《危险废物管理规定环保税缴纳及环境保护专项资金申请管理规定》、《“三废”及噪声排放、处置管理规定》等环境保护管理规定。

安全环保部负责组织全员环保培训，并对部门车间专兼职环保人员、环保设备设施操作人员进行考试测评。在系统调试、试车期间，对环保设备设施进行性能检测，实现废气收集处置，净化、煤气水、污水等处释放气集中收集处置；废液集中处置，生产废水经除油、脱酸、脱氨、脱酚后送污水处理，合格后送回用系统，实现了废水零排放；危废收集处置，产生的固体废物主要为焦油焦粉、生化污泥，均送往热电煤粉锅炉掺烧，实现了有机危废的无害化处置。

1.3 主要措施

（1）严格按照环评和批复进行项目建设，对重大变动及时审批环评变更，严格遵守环保设施“三同时”。

（2）提高各项污染物治理措施环保标准，并预留标准提高的措施。

（3）重视全厂异味气体的处理。煤制天然气工厂的异味气体来源主要是各储罐呼吸气、装车气、废水处理废气、煤焦油及焦油煤粉、低温甲醇洗排放气等废气。异味气体对厂区和周边环境影响较大，但长期以来一直没有引起业内足够的重视。新天煤化工项目在设计阶段便根据废气成分统筹考虑，进行分质处理。例如，废水生化处理加盖收集的臭气过去通常采用生物除臭、吸附和光催化处理，但处理效率低，效果有限，难以保证达标排放。新天煤化工项目对此采用了蓄热氧化方式处理，处理效果较好；再例如，含氧废气包括油气回收废气、全厂呼吸气等废气[2]，在本项目中如果与锅炉距离合适，都作为锅炉二次风进锅炉协同处理。

（4）有机固体废物实施无害化处理。在本项目中，含尘焦油普遍采用三相分离离心机进行处理，分离后的固体焦油煤粉进入锅炉掺烧；对于废水生化处理污泥，经过压滤、干化减量脱除水分，将得到的干化污泥直接送入热电锅炉与燃料煤掺烧，或与粉煤成型做成型煤，返回气化炉气化。事实证明，这些处理方法行之有效，从技术角度看也是较为合理的处理方式，但需要注意的是，这些方法需要在环评阶段进行评价。另外，本项目还配套建设了一般固废综合利用和危险废物处置设施，减少固体废物外排。

（5）控制在线监测的大气污染物排放指标。在线监测的大气污染物排放指标按照排放的小时均值来控制，指标多，数量多，环保设施设计标准高，监管严。本项目充分考虑了环保设施的设计裕量，以应对煤质条件变化、负荷调整和操作的变化带来的影响，确保气体污染物达标排放。

（6）污水零排放。以固定床气化为龙头的煤制天然气项目污水量大，成分复杂，污水处理和回用难度很大。要达到污水零排放，其中的生化处理、深度处理、浓盐水结晶、结晶盐综合利用都需要高度重视，要留有足够的负荷调节能力。

（7）固定床气化低温甲醇洗排放废气的问题。固定床气化低温甲醇洗排放的废气直接排放难以达到现行的石油和化学工业污染物排放标准，废气的处理要充分考虑性质和成分，蓄热氧化是可行的低温甲醇洗废气挥发性有机物（VOCs）处理措施。

（8）防渗工程。近年来石油化工工程防渗设计标准和规范不断完善，要求不断提高。防渗措施主要在工程建设阶段进行，且大都属于隐蔽工程，后期整改难度很大。因此，在工程设计和建设过程中要高度重视防渗设施设计和施工，避免出现返工整改。

2 更高要求下的环保建设

2.1 两次环评对比

伊犁新天煤化工项目经过了自治区和国家了两次环评。第一次于2009 年12 获得了自治区环保厅环评批复，第二次是2016 年通过了原环保部环评审批。两次环评审批依据的标准、污染物排放变化、环保投资变化情况见表1。

表1 2009 年环评报告与2016 年环评报告标准变化

2009 年环评与本次环评实施新标准后，减少污染物排放对比见表2。

表2 2009 年环评与2016 年环评实施新标准后减少污染物排放对比

本项目新增环保设施及投资见表3。

表3 项目新增环保设施及投资情况 万元

2.2 改进方法

新增了部分环保处理设施，包括危废填埋场、刚性废水暂存池、蓄热氧化、超低排放、生化池加盖、油气回收和污泥干化等，增加投资超过10 亿元。

（1）完善了三级风险防控系统和应急防范、处置措施，预案采取充分预防和控制措施。

（2）项目建设与可研期间的设计相比增加环保设施20 多项，主要包括：热电锅炉烟气超低排放装置、煤气净化废气处理的蓄热式热氧化处理设施、罐区和装卸系统油气回收设施、浓盐水结晶装置、污水处理站恶臭气体密闭收集装置、地下水监测设施、CO2在线监测设施、21 万m3刚性废水暂存池、四个末端事故水池、污泥干化项目、废气在线监测设备、烧氨火炬、酸性气入锅炉掺烧装置等。

（3）除催化剂外，项目初期没有涉及危废物质及处置情况。实际生产过程中产生结晶杂盐、生化污泥等，生态环境管理部门均要求按照危险废物管理。为填埋结晶盐等危险废物，企业按照《危险废物填埋污染控制标准》，建设了危险废物填埋场。

（4）国家的污染物排放标准大幅度提高，如可研设计热电执行《火电厂大气污染物排放标准》（GB13223- 2003）中的III 时段标准，即SO2排放浓度为400mg/ Nm3，拟推荐采用炉内喷钙尾部增湿活化脱硫工艺，脱硫剂采用生石灰；烟尘浓度控制在50mg/ Nm3内，氮氧化物没有要求。但后期环评要求执行火电厂超低排放标准，即氮氧化物50mg/ Nm3、SO235mg/ Nm3、烟尘5mg/ Nm3。

（5）硫回收可研设计SO2排放执行850mg/ Nm3标准。实际建设中，取消了硫回收排放口，改为酸性气入锅炉掺烧，并入热电超低排放脱硫处理，执行SO235mg/ Nm3标准。

（6）建设中取消了蒸发塘设计，增加了园区事故风险防控池。

（7）后期补充了废水不外排的可行性和可靠性论证。

3 经验与建议

煤制天然气是我国天然气供应的有益补充，作为我国重要的战略能源储备技术之一，既可以增加天然气供给，又可以实现煤炭高效清洁利用、优化能源结构实现产品增值、平抑进口气价格，确保能源安全。并且煤制天然气工艺流程短，技术成熟，相比于煤制油，煤制天然气的技术路线较短，转化效率水平较高、单位热值耗水率较低，具有高效节能等优势。就目前而言，全球已投产的工业级煤制天然气装置并不多，我国的规划产能列世界之最。当前阶段煤制气项目建设要积极争取国家宏观政策扶植，争取地方政策支持；重视煤质分析评价，选择适当的气化工艺，做好设备选型；重视环保管理和环保设施的建设；重视人才的引进和培养；合理安排建设工期。同时，在关键领域和重点技术方面还需要进一步深入研究。

就煤制天然气示范项目而言，现阶段的任务主要集中在以下几个方面：一是煤炭气化工艺采用组合气化，解决大规模采煤之后的块煤和粉煤平衡的问题；二是废水高效处理和废水回用，解决废水近零排放的问题；三是浓盐水分盐结晶和结晶盐综合利用，解决结晶盐的去向问题；四是探讨固体废物和危险废物综合处理技术，减少外排的固体废物和危险废物的产生量。

同时，要关注煤制天然气的主要副产品煤焦油的管理问题。长期以来，煤焦油一直按照危险化学品进行管理，但2016 年以来煤焦油被要求按照危险废物管理，价格大幅度下降，未能体现其应有的价值，给环境保护部门和煤制气企业带来了很大的工作量，也影响了煤制天然气行业的健康发展。目前全国有高温焦油和中低温煤焦油2600 万t 左右，约占石油消费量的5%，是我国石油供应的有益补充，建议国家给予现代煤化工生产的煤焦油危险废物管理全过程豁免。