環(huán)保法規(guī)的一嚴(yán)再嚴(yán)，給煤化工企業(yè)造成了巨大壓力�，F(xiàn)代煤化工只有解決了環(huán)保難題，才能真正成為煤炭清潔利用的主力軍，這已經(jīng)成為業(yè)內(nèi)共識。在環(huán)保重壓下，煤化工企業(yè)和科研單位變壓力為動力，在煤化工“三廢”的資源化利用上不斷取得突破，廢水、廢氣和廢渣正在通過創(chuàng)新技術(shù)變身為新產(chǎn)品，越來越多嘗到了甜頭的煤化工企業(yè)也開始將以往的被動治污升級為主動治污。隨著示范項目的運營，我國煤化工行業(yè)在各類廢水處理與近零排放、溫室氣體減排、脫硫脫硝與硫回收、固體廢棄物資源化利用等方面研發(fā)出了許多特色技術(shù)，積累了豐富經(jīng)驗。

未來煤化工產(chǎn)業(yè)增量主要分布在蒙西、寧東、陜北、蒙東、新疆準(zhǔn)東、新疆伊犁等西部地區(qū)，環(huán)境的承載力不容忽視，煤化工生產(chǎn)廢水雖然可實現(xiàn)達(dá)標(biāo)排放，但西部地區(qū)的生態(tài)環(huán)境仍不允許外排，迫切需要采取新的減排技術(shù)和措施，提高產(chǎn)業(yè)環(huán)保水平。
 

圖為中煤陜西榆林能源化工有限公司180萬噸/年煤制甲醇項目。

廢水：追求零排放與廢水回用并舉探索高濃鹽水提取工業(yè)鹽

污水處理使煤化工項目在環(huán)保上飽受垢病。中國石化聯(lián)合會副秘書長兼煤化工專委會秘書長胡遷林表示，目前煤化工廢水處理難度較大，特別是高濃度難降解有機(jī)廢水。例如，固定床氣化和低階煤熱裂解工藝的廢水成分復(fù)雜，含有難降解的焦油、酚、多元酚等，采用一般生化工藝很難處理。此外，含鹽廢水處理也比較難，在缺少納污條件的區(qū)域要實現(xiàn)近零排放成為難題。

據(jù)記者了解，雖然近年來不少煤化工企業(yè)和科研單位針對煤化工污水開發(fā)出多項處理技術(shù)，但實際效果并不理想，成本也較高。煤化工廢水不僅成分復(fù)雜，處理難度極大，同時其污水處理裝置投資費用也很高，大概要占到裝置總投資的10%～20%才能解決污染問題。因此業(yè)界普遍認(rèn)為煤化工污水的“零排放”只能是理想模式，現(xiàn)實中很難實現(xiàn)。

但哈爾濱工業(yè)大學(xué)韓洪軍教授發(fā)布的中煤鄂爾多斯圖克煤制氣項目廢水回用工程的一系列數(shù)據(jù)卻顛覆了這一觀點。該工程采用韓洪軍教授開發(fā)的BEA工藝，通過組合多項專利技術(shù)在裝置投資只占總投資1%的低投入情況下，最終實現(xiàn)了廢水的零排放。而該工程投運至今能夠穩(wěn)定運行17個月的最重要的原因，就是企業(yè)在治污上有收益。采用BEA工藝獲得的回用水成本約為每噸3元，廢水處理后全部回用至原水系統(tǒng)統(tǒng)一調(diào)配，與每噸6元的水資源費相比，企業(yè)自然就有了治污的積極性，廢水的零排放、全回用也就不存在問題了。

就在不久前，大連瑞克科技有限公司研發(fā)的一項名為硝酸催化還原技術(shù)使長期困擾煤制乙二醇項目的廢水處理難題告破。該技術(shù)可使煤制乙二醇工藝廢水中的硝酸含量降至0.1%以下，亞硝酸鈉、硝酸、氫氧化鈉等原料單耗同時下降90%以上，目前已在濮陽永金化工有限公司和洛陽永金化工有限公司工業(yè)應(yīng)用，每年可為企業(yè)節(jié)省原料成本4000多萬元。這一經(jīng)濟(jì)效益顯著的污水處理技術(shù)正在引來更多的煤制乙二醇企業(yè)。

此外，新奧科技發(fā)展有限公司開發(fā)的新型高效一體化煤化工廢水處理技術(shù)、內(nèi)蒙古通遼金煤化工有限公司采用的恩德爐污水處理站、雙良節(jié)能基于蒸發(fā)結(jié)晶技術(shù)開發(fā)的高鹽廢水零排放系統(tǒng)，也都在處理污水的同時為企業(yè)帶來了經(jīng)濟(jì)效益。

對煤化工企業(yè)而言，廢水經(jīng)處理得到回用只是一方面，環(huán)保部門以及企業(yè)重點關(guān)注的是煤化工實現(xiàn)“零排放”后最終得到的雜鹽的出路在哪里。對此，業(yè)內(nèi)人士認(rèn)為，煤化工項目所產(chǎn)生的濃鹽水因來源和預(yù)處理工藝不同，濃鹽水成分也不同，特別是其中的硫酸鈉和氯化鈉濃度差別也很大，所以高濃鹽水的資源化利用途徑不盡相同。但他們最終殊途同歸，都可以從廢水中提出工業(yè)鹽產(chǎn)品，為環(huán)保裝置創(chuàng)造經(jīng)濟(jì)效益。

煤化工高濃鹽水處理的最后階段是蒸發(fā)結(jié)晶，這一過程產(chǎn)生的結(jié)晶鹽目前是按照危廢定性的，其處置費用成為企業(yè)沉重的經(jīng)濟(jì)負(fù)擔(dān)，高濃鹽水難處理依然是煤化工企業(yè)的一大心病。如何才能把濃鹽水中的鹽以工業(yè)鹽的形式提煉出來進(jìn)行銷售，讓環(huán)保裝置產(chǎn)生效益?煤化工企業(yè)和科研單位也提出了一些新的技術(shù)思路。

針對濃鹽水資源化利用最簡單的途徑就是直接結(jié)晶混鹽技術(shù)，它的工藝流程是最短的。哈爾濱工業(yè)大學(xué)正在探索的煤化工濃鹽水直接制取工業(yè)鹽的絡(luò)合分離技術(shù)就是其中的代表。該技術(shù)通過鈍化、絡(luò)合、吹脫、凈化等步驟后得到較為純凈的濃鹽水，最后再采用制鹽行業(yè)的雜鹽分離技術(shù)得到純凈的工業(yè)鹽實現(xiàn)回用，這種工業(yè)鹽產(chǎn)品可達(dá)到氯堿行業(yè)所要求的鹽的組成成分要求。目前這套非常有前景的工藝正在小試中。

在濃鹽水資源化利用上，鹽分質(zhì)結(jié)晶技術(shù)則是更多煤化工企業(yè)和科研單位的主攻方向。鹽分質(zhì)結(jié)晶技術(shù)首先要根據(jù)溶液中硫酸鈉和氯化鈉的濃度不同，結(jié)晶后分別得到硫酸鈉和氯化鈉的精鹽，同時產(chǎn)生少量的雜鹽。據(jù)石家莊工大化工設(shè)備公司副總工程師武彥芳介紹，他們開發(fā)的鹽分質(zhì)結(jié)晶技術(shù)最終產(chǎn)生的雜鹽約占系統(tǒng)總鹽量的1%左右，無論是做危廢還是固廢處理，企業(yè)都能接受，而得到的硫酸鈉和氯化鈉精鹽都可創(chuàng)造可觀的經(jīng)濟(jì)效益。

上海東碩環(huán)保科技有限公司開發(fā)的以ED離子膜濃縮+結(jié)晶分鹽為核心的煤化工廢水“零排放”結(jié)晶分鹽工藝也是一項很有前景的技術(shù)。這項工藝在內(nèi)蒙古伊泰煤制油有限責(zé)任公司16萬噸示范廠完成中試試驗，得到的鹽達(dá)到工業(yè)鹽標(biāo)準(zhǔn)，可將廢水中絕大部分結(jié)晶鹽回收利用。2015年8月23日，該技術(shù)通過中國石油和化學(xué)工業(yè)聯(lián)合會主持的專家評估。

廢氣：回收硫聯(lián)產(chǎn)化肥濃硫酸創(chuàng)效大資源化利用緩解碳減排壓力

在煤化工廢氣處理利用方面，煙氣脫硫、克勞斯硫回收、靜電除塵技術(shù)已經(jīng)非常成熟，并在新建裝置和技術(shù)改造中廣泛應(yīng)用。脫硫本身并不是難事，氨法脫硫更加容易。但氨法脫硫的目的并不僅限于脫出二氧化硫，更重要的是要以二氧化硫作為化工原料，生產(chǎn)出合格的化肥產(chǎn)品，甚至復(fù)合肥料，這才是氨法脫硫的技術(shù)難點。

山東明晟化工工程有限公司憑借多年的化工經(jīng)驗和技術(shù)，先后開發(fā)出五代氨法脫硫技術(shù)。其研發(fā)的氨法脫硫工藝集脫硫、脫硝、除塵一體化于一身，使二氧化硫排放穩(wěn)定控制在5毫克之內(nèi)，并直接生產(chǎn)出低氮多元復(fù)合肥，以最低的經(jīng)營成本創(chuàng)造了最高的經(jīng)濟(jì)效益。據(jù)該公司總經(jīng)理張波介紹，該技術(shù)已在山東明水大化煙氣脫硫項目成功應(yīng)用，可與原脫硫系統(tǒng)互為備用，目前已穩(wěn)定運行6個月，脫硫塔出口在線監(jiān)測SO2濃度始終保持在3mg/Nm3左右，達(dá)到了超低排放近零化。

“向環(huán)保裝置要效益”是科洋環(huán)境工程(上海)有限公司ECOSA濕法制酸硫回收技術(shù)最好的詮釋。科洋硫回收制酸技術(shù)以工業(yè)裝置排放的含H2S酸性氣體為原料，酸性氣體經(jīng)過氧SO2，SO2濕法轉(zhuǎn)化為SO3，再冷凝為H2SO4，生產(chǎn)出工業(yè)級濃硫酸，同時副產(chǎn)大量蒸汽。

該工藝具有非常好的環(huán)境效益和可觀的經(jīng)濟(jì)效益。據(jù)科洋公司銷售總監(jiān)孫鳳俊介紹，經(jīng)ECOSA裝置處理后的尾氣可滿足現(xiàn)行最嚴(yán)格的環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)排放，濃硫酸產(chǎn)品濃度≥93%，品質(zhì)達(dá)到國標(biāo)優(yōu)等品標(biāo)準(zhǔn)。該技術(shù)的的另一個亮點就是熱量回收。由于濕法制酸的產(chǎn)熱量大，且流程放熱梯度利用，平均1噸H2S可副產(chǎn)約6噸蒸汽(420℃、4.5MPa)，經(jīng)濟(jì)效益非�？捎^。

國家環(huán)保部頒布的《重點區(qū)域大氣污染防治“十二五”規(guī)劃》是煤化工項目大氣環(huán)境影響評估的重要依據(jù)之一。根據(jù)該規(guī)劃要求，要嚴(yán)格控制污染物新增排放量，把污染物排放總量作為環(huán)評審批的前置條件，以總量定項目。

2015年煤化工行業(yè)的CO2排放量約為4.7億噸，給我國碳減排帶來壓力。全國統(tǒng)一碳排放權(quán)交易市場計劃于2016年試運行，碳稅也將加快推出，這勢必增加煤化工項目投資成本，影響其綜合競爭力。一旦碳稅突破100元/噸，煤化工項目將難以承擔(dān)。因此，對煤化工項目中產(chǎn)生的二氧化碳進(jìn)行資源化利用既能增加煤化工項目的經(jīng)濟(jì)效益，同時也能緩解我國在碳減排上面臨的壓力。

新奧集團(tuán)一直致力于微藻生物固碳技術(shù)。該技術(shù)通過微藻的光合作用可吸收煤化工生產(chǎn)過程中排放的二氧化碳等廢氣，再通過低成本收集和高效油脂提取等后處理技術(shù)，聯(lián)產(chǎn)生物柴油、保健品原料和飼料添加劑等高附加值產(chǎn)品。該項目已成功入選國家高技術(shù)研究發(fā)展計劃，并獲得專項基金支持。

目前，新奧集團(tuán)已在內(nèi)蒙古鄂爾多斯建設(shè)了化石能源和可再生能源循環(huán)生產(chǎn)基地，利用煤基能源生產(chǎn)過程中排放的二氧化碳和濃鹽水，在周邊的沙荒地養(yǎng)殖微藻生產(chǎn)生物質(zhì)能源，實現(xiàn)能源生產(chǎn)的清潔高效和循環(huán)發(fā)展，該基地已成為國家級的低碳能源生態(tài)循環(huán)示范基地。在微藻生物固碳技術(shù)的研發(fā)上，新奧今后將主要開展三方面的研究工作，即高產(chǎn)油藻株的誘變育種與基因工程改造、微藻養(yǎng)殖工藝優(yōu)化、高效低成本養(yǎng)殖后處理。

隨著研發(fā)的進(jìn)一步深入，可以預(yù)期，未來該技術(shù)在與煤化工項目成功對接后，二氧化碳的資源化利用也將成為煤化工企業(yè)新的效益增長點。

在二氧化碳捕集方面，延長石油采用CERI工藝對煤化工排放的多余高濃度CO2實施低成本、低能耗捕集，并利用CO2排放源與油田同區(qū)發(fā)展的優(yōu)勢，積極探索實踐CO2驅(qū)油。截至目前，延長石油已在靖邊油田和吳起油田建成兩個CO2驅(qū)油及埋存先導(dǎo)性試驗區(qū)，累計注入液態(tài)CO2超過5萬噸，試驗油井最終采收率可在水驅(qū)基礎(chǔ)上提高10%，取得明顯增油效果。今后他們還將進(jìn)一步開展煤化工裝置不同濃度CO2類捕集工作，在實現(xiàn)煤化工行業(yè)碳近零排放的同時。利用CO2驅(qū)油提升采油模塊的經(jīng)濟(jì)效益。

此外，神華寧夏煤業(yè)集團(tuán)公司近幾年也已累計投入26億元環(huán)保資金，對于環(huán)保工藝全部采用“精細(xì)消化”，煤化工廢氣回收率達(dá)99.8%;河南中鴻實業(yè)集團(tuán)應(yīng)用焦化過程主要污染物控制關(guān)鍵技術(shù)后，焦化煙塵收集處理，用來發(fā)電或作為其他產(chǎn)品的原料，污染當(dāng)量減排97%。此外，還有許多企業(yè)在工藝弛放氣、高熱能廢氣利用方面成效顯著。

廢渣：煤氣化細(xì)渣提精煤尾灰造綠粉煤灰提取氧化鋁受熱捧

近兩年，我國煤化工迅猛發(fā)展，固廢堆存量也越來越大，如何回收利用成為令業(yè)界頭疼的問題。面對日益增加的固廢排放量，一些煤化工企業(yè)在高附加值回收上做起了文章。

灰渣和污泥是煤化工裝置產(chǎn)生的兩種主要固廢。其中，灰渣包括粗渣(氣化爐渣)和細(xì)渣(黑水濾餅)兩部分，粗渣的成分與鍋爐灰渣相似,可以同鍋爐灰渣一并利用,作為建材、道路橋梁等摻混原料,但細(xì)渣和粗渣組分有較大差別,其燒失量往往超過20%，不能直接用作建材原料。目前我國每年產(chǎn)生的細(xì)渣總量約1億噸，主要集中在西部地區(qū)。

核工業(yè)煙臺同興實業(yè)有限公司經(jīng)過近4年的研發(fā)，針對細(xì)渣的資源化利用已形成了成熟技術(shù)——細(xì)渣零非放提碳及造綠技術(shù)，通過脫碳技術(shù)把其中的碳提出來，制成精煤，剩下的廢棄物制成植物的培養(yǎng)基，用于綠化。其具體工藝過程是：細(xì)渣經(jīng)篩分、改性后調(diào)成料漿，進(jìn)入浮選柱，浮選柱底流收集分離出低于5%含碳量的廢灰漿，廢灰漿過濾脫水后制成綠培養(yǎng)基，分離的水回用;與此同時，浮選柱的溢流液精煤漿經(jīng)過濾機(jī)或壓濾機(jī)分離，精煤收集后可直接作為燃料煤銷售，也可進(jìn)一步深加工為炭黑或活性炭，水回用。

粉煤灰、煤矸石、氣化爐渣中含有硅、鋁、鎂、鐵、鈣的化合物及少量鈦、鉀、鈉、磷等，從中提取氧化鋁、空心微珠、分子篩以及稀有金屬，進(jìn)行化工高值化利用近幾年發(fā)展很快。特別是粉煤灰提取氧化鋁被看成高效循環(huán)及高值化利用的新路線。目前，內(nèi)蒙古等地有多條利用粉煤灰提取氧化鋁，同時用廢渣生產(chǎn)高標(biāo)號水泥的項目開工。

其中，大唐內(nèi)蒙古再生資源公司開發(fā)的我國第一個高鋁粉煤灰提取氧化鋁年產(chǎn)20萬噸循環(huán)經(jīng)濟(jì)示范項目已于去年實現(xiàn)連續(xù)穩(wěn)定生產(chǎn)，該示范項目創(chuàng)造了一條煤—電—灰—鋁—水泥獨特的循環(huán)經(jīng)濟(jì)產(chǎn)業(yè)鏈。同時，此項技術(shù)還可將其他副產(chǎn)品和排污水全部消化處理掉。氧化鋁生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的硅鈣渣可用來生產(chǎn)水泥，實現(xiàn)了對資源的充分合理利用。

同樣也是在去年，由內(nèi)蒙古蒙西高新技術(shù)集團(tuán)公司投資25億元建設(shè)的年產(chǎn)20萬噸的全國首條石灰石燒結(jié)法粉煤灰提取氧化鋁工業(yè)化生產(chǎn)線也于10月建成投產(chǎn)。該生產(chǎn)線采用堿溶法、拜耳法生產(chǎn)出一級砂狀氧化鋁，在氧化鋁提取過程中產(chǎn)生的廢渣、赤泥，全部用于生產(chǎn)水泥熟料和步道磚等建材產(chǎn)品，形成了低排放、低污染、低成本的循環(huán)產(chǎn)業(yè)鏈。據(jù)悉，項目投運后，蒙西集團(tuán)將以粉煤灰提取氧化鋁技術(shù)為核心，逐步在蒙西工業(yè)園區(qū)打造高鋁粉煤灰資源綜合利用產(chǎn)業(yè)集群區(qū)。

此外，在廢渣綜合利用方面，各地將粉煤灰用于水泥生產(chǎn)和建筑材料已很常見。河南龍宇煤化工有限公司將煤泥輸送到公用工程鍋爐內(nèi)二次焚燒，實現(xiàn)了大型煤氣化裝置生產(chǎn)資源的綜合利用;內(nèi)蒙古伊東集團(tuán)東方能源化工有限公司創(chuàng)辦靈武煤矸石綜合利用電廠，每年利用煤矸石、煤泥等廢棄物80多萬噸;寧夏賽馬實業(yè)在寧東建設(shè)的廢渣綜合利用項目，每年可消耗粉煤灰120萬噸。

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