煤制甲醇工藝的污染物處理措施研究

師澤 張曉衛(wèi) 張偉 李惠軍(陜西華電榆橫煤化工有限公司，陜西 榆林 71900)

煤制甲醇工藝的污染物處理措施研究

師澤 張曉衛(wèi) 張偉 李惠軍(陜西華電榆橫煤化工有限公司，陜西 榆林 71900)

甲醇是一種重要的化工原料，還是未來的一種清潔能源，因此甲醇的制備一直深受重視。近年來隨著石油資源的減少，以煤為原料制備甲醇已經(jīng)成為新時(shí)期的發(fā)展趨勢(shì)，這既是我國(guó)能源安全的基本需要，也順應(yīng)了化工行業(yè)的發(fā)展方向。但是煤制甲醇工藝中的污染物仍然不可小視，需要采取科學(xué)有效的措施加以治理。本文就煤制甲醇工藝中污染物處理的具體措施進(jìn)行了探討。

煤制甲醇；污染物；處理措施

1 煤制甲醇工藝的污染物來源分析

煤制甲醇是一項(xiàng)比較復(fù)雜的工藝，中間涉及到包括空分、氣化、合成以及精餾等多種不同的工藝環(huán)節(jié)，在上述環(huán)節(jié)中會(huì)產(chǎn)生大量的廢氣、廢水、廢渣等污染物。盡管這些污染物帶來的危害程度大小不一，但是都會(huì)給生產(chǎn)人員和設(shè)備帶來一定的損害，甚至還會(huì)對(duì)當(dāng)?shù)氐沫h(huán)境產(chǎn)生嚴(yán)重影響，因此必須重視對(duì)煤制甲醇工藝中污染物的處理，認(rèn)真分析污染物來源，針對(duì)性地采取措施進(jìn)行有效處理。其中，廢氣的主要成分為碳氧化合物、氮氧化合物、硫化物以及NH3等，這類污染物的來源一般為煤儲(chǔ)倉、粉煤氣化的粉煤倉及制粉系統(tǒng)過程中的粉塵，工藝過程中產(chǎn)生的廢氣以及鍋爐煙氣中所排污染物中的氣體等；廢水的主要成分為氯化物、氰化物以及P、As等具有污染性的化學(xué)元素，由于煤制甲醇工藝一般使用新鮮水和循環(huán)水，所以廢水中的污染物含量一般是有限的；廢渣的主要來源為工藝反應(yīng)中的廢催化劑和煤氣化裝置排放的氣化爐渣和燃煤蒸汽鍋爐排放的鍋爐爐渣、飛灰等。

2 煤制甲醇工藝的污染物處理原則

煤制甲醇工藝中污染物的處理原則是從源頭出發(fā)，減少末端治理。從源頭出發(fā)主要途徑為優(yōu)化工藝，提高原料的利用率，減少廢物排放。通過優(yōu)化工藝，盡量將污染物的處理問題解決在工藝之中。然后根據(jù)排污特點(diǎn)制定一套切實(shí)可行的污染物治理方案，保證處理方案的科學(xué)性和先進(jìn)性，使排放濃度等指標(biāo)達(dá)到國(guó)家規(guī)定的廢物排放標(biāo)準(zhǔn)。

3 煤制甲醇工藝的污染物處理措施分析

3.1 煤制甲醇工藝中的廢氣處理

第一，粉塵廢氣的處理。粉塵主要來自于煤粉倉儲(chǔ)存?zhèn)}、制粉過程和煤粉氣化過程，環(huán)保治理設(shè)施為高效袋式除塵器。在煤粉倉倉頂、灰倉倉頂和氣化煤倉頂安裝袋式除塵器，廢氣經(jīng)排氣筒排放，排放濃度滿足《大氣污染物綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》中關(guān)于粉塵的排放要求。

第二，工藝廢氣的處理。在開車、正常運(yùn)行、停車檢修、事故停車時(shí)，系統(tǒng)會(huì)產(chǎn)生一些無法利用的毒氣或廢氣，這部分氣體應(yīng)根據(jù)熱值和成分的不同分類處理。系統(tǒng)剛開車后產(chǎn)生的煤氣不具備使用條件，可送至火炬燃耗。對(duì)具有一定熱值的可燃工藝廢氣可以回收用作燃料。甲醇合成裝置產(chǎn)生的馳放氣、膨脹槽產(chǎn)生的膨脹氣以及甲醇精餾過程中產(chǎn)生的不凝氣可以回收進(jìn)入燃料氣系統(tǒng)，然后送至各用氣單位。生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的硫化氫氣體可用硫回收裝置吸收處理，制成硫磺產(chǎn)品，其硫回收效率可達(dá)到99%，回收尾氣達(dá)標(biāo)排放。

第三，燃煤鍋爐煙氣處理。大型的煤制甲醇廠會(huì)配備電廠，因此會(huì)產(chǎn)生燃煤鍋爐排放的煙氣。煙氣含有的污染物主要包括二氧化硫、氮氧化物和煙塵。首先要從原料入手，選用清潔煤。其次對(duì)于煙塵的處理客采用高效的袋式除塵器和靜電除塵。二氧化硫的處理可以采用石灰石-石膏工藝進(jìn)行煙氣脫硫，脫硫效率一般可達(dá)90%以上。同時(shí)采用低氮燃燒技術(shù)，較少氮氧化物的排放。經(jīng)上述處理措施后經(jīng)煙囪高空排放，排放污染物濃度符合《火電廠大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》的相關(guān)要求。

3.2 煤制甲醇工藝中的廢水處理

煤制甲醇過程中的廢水分為兩種，一種是循環(huán)利用的工藝用水和生產(chǎn)廢水。絕大多數(shù)的企業(yè)都將工業(yè)廢水的循環(huán)利用作為工藝設(shè)計(jì)的重點(diǎn)，這項(xiàng)工藝的優(yōu)點(diǎn)在于降低水資源消耗的同時(shí)也降低了污水處理系統(tǒng)的處理負(fù)荷。循環(huán)水中所含有的有毒有害成分有限，通過引入預(yù)處理系統(tǒng)可以降低其有毒有害成分的積累濃度，保證工藝用水的質(zhì)量。生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的廢水中的余熱可以通過熱交換器進(jìn)行回收利用，進(jìn)一步降低廢水的污染程度。煤制甲醇過程中的排放廢水的特點(diǎn)是氨氮含量較高，可以采用預(yù)沉降+SBR+多介質(zhì)過濾的處理工藝。該工藝的優(yōu)點(diǎn)在于流程簡(jiǎn)單、占地面積小和處理效率高。而且經(jīng)過該工藝處理效果好、時(shí)間快，處理后的水質(zhì)普遍較好，而且可以根據(jù)不同工藝和工況條件進(jìn)行靈活的調(diào)整，以滿足生產(chǎn)需求。此外該工藝不易產(chǎn)生污泥膨脹現(xiàn)象，有利于廢水的循環(huán)利用。

3.3 煤制甲醇工藝中的固體廢棄物處理

煤制甲醇工藝產(chǎn)生的固體廢棄物主要分為三種，分別為一般生產(chǎn)固廢、危險(xiǎn)廢物和生活垃圾。一般固廢以綜合利用為原則，根據(jù)其碳含量的不同選用不同的資源利用方式。裝置中的廢催化劑采取返回廠家的方式回收利用，減少排放。氣化爐渣和鍋爐爐渣可以用作建筑材料，外售給當(dāng)?shù)氐乃鄰S或建材企業(yè)。對(duì)于定性為危險(xiǎn)廢物的廢催化劑和廢吸附劑等委托有資質(zhì)的企業(yè)進(jìn)行處置。生活垃圾交由當(dāng)?shù)丨h(huán)衛(wèi)部門統(tǒng)一處理，污水處理廠產(chǎn)生的一般污泥送往填埋場(chǎng)進(jìn)行填埋處理。

4 結(jié)語

近年來隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)和工業(yè)的快速發(fā)展，對(duì)于甲醇的產(chǎn)量需求也逐年增加，同時(shí)生產(chǎn)過程中帶來的環(huán)境污染問題也備受關(guān)注。因此在煤制甲醇工藝中要進(jìn)一步加強(qiáng)對(duì)污染物處理的重視，不斷優(yōu)化和完善污染物處理措施，控制污染物的排放，促進(jìn)煤制甲醇產(chǎn)業(yè)的健康可持續(xù)發(fā)展。

[1]張建恩.煤制甲醇裝置廢氣入三廢爐燃燒運(yùn)行總結(jié)[J].小氮肥.2015(07)

師澤(1983-），男，工程師，本科，現(xiàn)從事化工工藝技術(shù)操作；

張曉衛(wèi)（1981-），男，工程師，本科，現(xiàn)從事化工工藝技術(shù)操作；

張偉（1977-），男，助理工程師，大專，現(xiàn)從事化工工藝技術(shù)管理；

李惠軍（1984—),男，工程師，本科，現(xiàn)從事化工工藝技術(shù)管理。