煤化工裝置泄漏物料對(duì)循環(huán)水處理的危害

王 波

（潞安煤基清潔能源有限責(zé)任公司，山西 長(zhǎng)治 046000）

0 引言

在煤化工企業(yè)生產(chǎn)活動(dòng)過(guò)程中，需要使用的物質(zhì)包括煤炭、氧氣和水等，其對(duì)外產(chǎn)出的主要產(chǎn)品，包括乙烯、天然氣以及油類物質(zhì)等。煤化工企業(yè)在生產(chǎn)設(shè)備運(yùn)行及生產(chǎn)活動(dòng)中必定會(huì)產(chǎn)生化工污水，且其中包含無(wú)法在自然環(huán)境中分解的，同時(shí)具備生物毒性和生態(tài)環(huán)境危害性的化學(xué)物質(zhì)[1-2]。

根據(jù)權(quán)威機(jī)構(gòu)公開發(fā)表的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，我國(guó)煤炭資源的儲(chǔ)備數(shù)量相對(duì)充足，相較而言水資源的儲(chǔ)備數(shù)量有限，水資源儲(chǔ)備數(shù)量相對(duì)不足是影響制約我國(guó)煤化工行業(yè)領(lǐng)域總體經(jīng)營(yíng)發(fā)展水平的關(guān)鍵因素。為克服水資源供應(yīng)不足問(wèn)題，我國(guó)絕大多數(shù)煤化工企業(yè)，均在生產(chǎn)活動(dòng)過(guò)程中引入運(yùn)用了循環(huán)水處理技術(shù)。對(duì)于循環(huán)水處理系統(tǒng)而言，其在運(yùn)作過(guò)程中除了可能發(fā)生煤泥堵塞問(wèn)題外，由于工藝物料具有的較強(qiáng)腐蝕性，在自然因素影響和人為操作不當(dāng)情況下可能發(fā)生泄漏問(wèn)題[3]。例如在甲醇物質(zhì)發(fā)生泄漏情況下，通常會(huì)在水中形成和出現(xiàn)數(shù)量較多的白色泡沫直接導(dǎo)致循環(huán)水處理系統(tǒng)中的水質(zhì)快速惡化。

1 煤化工生產(chǎn)簡(jiǎn)述

所謂煤化工生產(chǎn)，就是運(yùn)用各種先進(jìn)技術(shù)設(shè)備，使用各種科學(xué)技術(shù)手段調(diào)整煤炭的基本存在方式，增加煤炭的基本使用途徑和具體使用范圍，具體運(yùn)用的生產(chǎn)工藝，包括煤氣化生產(chǎn)工藝、煤液化生產(chǎn)工藝以及煤間接液化生產(chǎn)工藝等。

煤化工企業(yè)通過(guò)運(yùn)用上述幾種生產(chǎn)工藝，能夠生產(chǎn)出尿素類產(chǎn)品、合成油類產(chǎn)品，以及燒結(jié)陶粒產(chǎn)品等，實(shí)現(xiàn)能源的轉(zhuǎn)化運(yùn)用，提高煤炭使用效率，有效滿足我國(guó)社會(huì)生產(chǎn)生活各領(lǐng)域需求。

2 煤化工污水的主要特點(diǎn)

從基本物質(zhì)組成結(jié)構(gòu)看，煤化工污水中通常包含有數(shù)量眾多的類烷烴類物質(zhì)、芳香烴類物質(zhì)、含硫類物質(zhì)、含氰類物質(zhì)以及氨類物質(zhì)等有害化學(xué)物質(zhì)。根據(jù)相關(guān)研究機(jī)構(gòu)公開發(fā)表的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，煤化工污水中包含的，可能引發(fā)環(huán)境污染問(wèn)題的化學(xué)物質(zhì)有300 余種，針對(duì)煤化工污水展開處理，其所需要的技術(shù)方法和技術(shù)方式要求相對(duì)較高。

根據(jù)污水中實(shí)際含鹽度高低水平，通常將煤化工污水劃分處理成有機(jī)污水和含鹽污水兩種類型。相比較而言，含鹽污水中的鹽分含量較高，屬于典型的高鹽度污水，其形成過(guò)程主要包含除鹽水系統(tǒng)對(duì)外產(chǎn)生的污水、生產(chǎn)回用系統(tǒng)對(duì)外排放的污水以及煤氣洗滌過(guò)程等；而有機(jī)污水中有機(jī)類污染化學(xué)物質(zhì)的含量較高，其能導(dǎo)致自然水體環(huán)境中包含的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)成分超量，誘導(dǎo)形成“赤潮”現(xiàn)象[4]。目前化工企業(yè)類型眾多，不同類型的煤化工企業(yè)在開展產(chǎn)品生產(chǎn)活動(dòng)過(guò)程中形成的污水具備顯著差異，其中具體包含的有害化學(xué)物質(zhì)種類也存在明顯不同。

3 裝置泄漏帶來(lái)的危害后果

在煤化工企業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中，如果化工裝置發(fā)生泄漏問(wèn)題，不僅會(huì)導(dǎo)致生產(chǎn)過(guò)程的時(shí)間進(jìn)度明顯變緩，還會(huì)發(fā)生水體環(huán)境污染問(wèn)題或者是爆炸事故等嚴(yán)重后果。

3.1 循環(huán)水處理系統(tǒng)

在我國(guó)煤化工企業(yè)經(jīng)營(yíng)運(yùn)作過(guò)程中，受地理位置等多種因素影響，水資源是制約煤化工企業(yè)發(fā)現(xiàn)的極為重要的因素。由于煤礦資源在空間地域分布狀態(tài)方面的特殊性，引致我國(guó)絕大多數(shù)煤化工企業(yè)被動(dòng)選擇運(yùn)用循環(huán)水處理系統(tǒng)[5]。

循環(huán)水處理系統(tǒng)的主要作用，就是將煤化工企業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中形成的含鹽污水和有機(jī)污水，通過(guò)除鹽處理系統(tǒng)、含鹽廢水膜濃縮處理系統(tǒng)以及高鹽廢水處理系統(tǒng)開展處理，減少水中的有害物質(zhì)，實(shí)現(xiàn)處理完成的水資源在煤化工企業(yè)產(chǎn)品過(guò)程中循環(huán)運(yùn)用。

在循環(huán)水處理過(guò)程中，如果發(fā)生化工生產(chǎn)裝置泄漏問(wèn)題，將會(huì)顯著增加污水中含有的有害化學(xué)物質(zhì)數(shù)量，讓煤化工污水處理變得極為困難。除此之外，在發(fā)生化工生產(chǎn)裝置泄漏情況下，會(huì)導(dǎo)致原本能夠被回收利用的水資源，在極短的時(shí)間內(nèi)發(fā)生污染惡化，企業(yè)需加大投入處理泄漏水污染問(wèn)題，導(dǎo)致企業(yè)經(jīng)營(yíng)成本增加，影響產(chǎn)品產(chǎn)出效率，甚至影響企業(yè)整體經(jīng)營(yíng)狀況和效益[6]。

3.2 化工裝置泄漏對(duì)水循環(huán)處理的危害

在煤化工企業(yè)產(chǎn)品生產(chǎn)過(guò)程中，化工裝置內(nèi)部通常存儲(chǔ)著數(shù)量眾多的甲醇、天然氣以及苯等化學(xué)物料，而在上述物料發(fā)生泄漏問(wèn)題情況下，將會(huì)直接對(duì)循環(huán)水處理系統(tǒng)產(chǎn)生不良影響，其主要發(fā)生的原因在于循環(huán)冷卻系統(tǒng)內(nèi)部冷卻器組件對(duì)應(yīng)的換熱管結(jié)構(gòu)遭受到腐蝕破壞，并且可能發(fā)生結(jié)構(gòu)破裂或者是穿孔情況。假若化工物料在泄漏后進(jìn)入循環(huán)水內(nèi)部，通常會(huì)導(dǎo)致循環(huán)水的水質(zhì)表態(tài)在較短時(shí)間內(nèi)發(fā)生較大惡化。

例如，甲醇發(fā)生泄漏問(wèn)題后，通常會(huì)在冷凝器和換熱器設(shè)備的管壁表面位置形成出較厚的油膜層結(jié)構(gòu)，該種物質(zhì)可能與化工污水中包含的懸浮物質(zhì)成分結(jié)合，繼而生成污垢物質(zhì)。由于水垢與污垢實(shí)際具備的導(dǎo)熱系數(shù)水平顯著低于金屬管材料對(duì)導(dǎo)熱系數(shù)指標(biāo)要求，客觀上會(huì)降低相關(guān)設(shè)備在具體運(yùn)行過(guò)程中的傳熱效率，導(dǎo)致部分裝置實(shí)際運(yùn)行過(guò)程中能源消耗水平顯著提升，降低設(shè)備運(yùn)行效果，提高了企業(yè)的運(yùn)行成本。

在2020 年，我國(guó)某煤化工企業(yè)循環(huán)水處理系統(tǒng)集水池內(nèi)部呈現(xiàn)出數(shù)量較多的白色泡沫現(xiàn)象。在此情況下，技術(shù)工作人員針對(duì)循環(huán)水體環(huán)境中的異養(yǎng)菌總數(shù)指標(biāo)和總體鐵元素物質(zhì)含量展開測(cè)定，同時(shí)針對(duì)所有的冷卻器設(shè)備和換熱器設(shè)備開展檢修處理，明確發(fā)現(xiàn)了丙烯與甲醛在泄漏后進(jìn)入到循環(huán)水內(nèi)部，繼而引致?lián)Q熱器設(shè)備內(nèi)部的管道組件發(fā)生穿孔問(wèn)題，且在部分位置甚至出現(xiàn)了管道組件破裂問(wèn)題，在循環(huán)水處理系統(tǒng)內(nèi)部藻類植物合成的甲基纖維素物質(zhì)影響作用下，在夏季高溫環(huán)境作用下，最終導(dǎo)致出現(xiàn)白色泡沫現(xiàn)象[7]。

4 煤化工裝置泄漏后水循環(huán)處理主要方法及措施

4.1 循環(huán)水處理系統(tǒng)的改良

要在廢水處理系統(tǒng)內(nèi)部安裝人工智能處理器設(shè)備，將煤化工生產(chǎn)過(guò)程需要涉及的各類化學(xué)物質(zhì)的相關(guān)資料輸入到系統(tǒng)內(nèi)部，并且將與之配套的化學(xué)處理記錄到處理器設(shè)備，并設(shè)置使用場(chǎng)景和使用情況及條件，這就為煤化工污水處理系統(tǒng)添加保護(hù)栓與防火墻，通過(guò)人工智能實(shí)效循環(huán)水系統(tǒng)的優(yōu)化改良，提升風(fēng)險(xiǎn)防控效率，降低裝置泄漏發(fā)生概率。

4.2 及時(shí)切斷泄漏源頭

由于煤化工企業(yè)在產(chǎn)品生產(chǎn)過(guò)程使用的各類化學(xué)物料具有較強(qiáng)的腐蝕性，其對(duì)污水處理系統(tǒng)內(nèi)部各類設(shè)備的腐蝕能力也相對(duì)較強(qiáng)。在化學(xué)物料與循環(huán)水中含有的微生物成分或者是懸浮物成分相互結(jié)合情況下，通常會(huì)導(dǎo)致產(chǎn)生種類構(gòu)成復(fù)雜的，呈現(xiàn)出泥沙狀表現(xiàn)特征的生物黏泥類或者是污垢類物質(zhì)，繼而導(dǎo)致循環(huán)水處理系統(tǒng)的實(shí)際運(yùn)行使用過(guò)程遭受到較為嚴(yán)重的破壞[8]。

在此種情形下，如果能夠及時(shí)針對(duì)泄漏源頭采取有效措施展開切斷操作，將因泄漏導(dǎo)致的各類問(wèn)題控制在萌芽狀態(tài)，在通過(guò)使用剝離處置、醫(yī)用藥品殺菌處置手段以及排放處置方法，恢復(fù)循環(huán)水處理系統(tǒng)的正常穩(wěn)定運(yùn)行狀態(tài)，控制修復(fù)活動(dòng)環(huán)節(jié)中投入的經(jīng)濟(jì)成本。

4.3 加強(qiáng)監(jiān)測(cè)管理

煤化工裝置是用于存儲(chǔ)和承載化學(xué)物料的關(guān)鍵設(shè)備，客觀上應(yīng)當(dāng)切實(shí)加強(qiáng)對(duì)煤化工裝置與設(shè)備以及針對(duì)循環(huán)水處理設(shè)備的監(jiān)測(cè)排查維修力度及頻次。

例如要制定形成體系化、規(guī)范化的檢修工作計(jì)劃，定期針對(duì)循環(huán)水冷卻器設(shè)備或者是換熱器設(shè)備展開檢修工作，尤其是在開展物料監(jiān)測(cè)工作過(guò)程中，同時(shí)做好針對(duì)相關(guān)性信息的記錄工作，為開展突發(fā)性泄漏問(wèn)題情況下的搶修處理工作提供關(guān)鍵性參考支撐依據(jù)。要切實(shí)強(qiáng)化循環(huán)水質(zhì)管理工作的實(shí)施力度，對(duì)水質(zhì)處理藥物制劑使用狀態(tài)進(jìn)行調(diào)整規(guī)范，確保實(shí)際處置完成的循環(huán)水物質(zhì)，能夠長(zhǎng)期持續(xù)處在質(zhì)量達(dá)標(biāo)狀態(tài)[9]。

4.4 積極引進(jìn)技術(shù)和加強(qiáng)人才培養(yǎng)

在煤化工生產(chǎn)相關(guān)技術(shù)快速穩(wěn)定持續(xù)發(fā)展的情況下，相關(guān)從業(yè)人員實(shí)際具備的專業(yè)能力水平和整體素質(zhì)是影響制約煤化工企業(yè)組織經(jīng)營(yíng)發(fā)展水平的重要因素。在持續(xù)引入先進(jìn)的檢測(cè)方法、管理方法以及修理方法前提下，加強(qiáng)人才引進(jìn)，招聘經(jīng)驗(yàn)豐富的專業(yè)化人員，提升員工工作能力和專業(yè)化水平，為企業(yè)運(yùn)營(yíng)打下良好人才基礎(chǔ)。

技術(shù)要素和人才要素是煤化工企業(yè)經(jīng)營(yíng)發(fā)展過(guò)程中的第一生產(chǎn)力，也決定煤化工企業(yè)是否具有競(jìng)爭(zhēng)力，特別是在社會(huì)高速發(fā)展的背景下，技術(shù)手段更新較快，相關(guān)企業(yè)必須密切關(guān)注國(guó)內(nèi)外動(dòng)態(tài)，及時(shí)了解最新的技術(shù)方法，對(duì)于適用的先進(jìn)技術(shù)，積極引進(jìn)學(xué)習(xí)，定期組織開展員工培訓(xùn)及學(xué)習(xí)，做好相關(guān)專業(yè)人才的培訓(xùn)工作，提升其專業(yè)技能和整體素質(zhì)，使其擁有責(zé)任心和進(jìn)取心，以細(xì)心認(rèn)真的態(tài)度面對(duì)工作和培訓(xùn)，積極學(xué)習(xí)并運(yùn)用新技術(shù)，并且相關(guān)企業(yè)應(yīng)當(dāng)鼓勵(lì)員工持續(xù)進(jìn)行技術(shù)創(chuàng)新，不斷研究新的生產(chǎn)技術(shù)方法，最終創(chuàng)建出最符合企業(yè)的生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)技術(shù)活動(dòng)流程。

5 結(jié)語(yǔ)

綜合梳理現(xiàn)有研究成果可以知曉，在煤化工企業(yè)組織生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)業(yè)務(wù)推進(jìn)開展過(guò)程中，擇取適當(dāng)措施針對(duì)物料泄漏問(wèn)題展開處置干預(yù)，能支持獲取較好效果。