专家解读：煤制天然气工厂如何治理产生的VOCs等污染物？

 

　　煤制天然气项目是我国新型煤化工产业规划发展方向之一，目前已有数家示范性项目投产运行。煤制天然气项目具有装置规模大、建设投资高的特点。此类项目的兴建对当地的经济及环境有着较为重大的影响，尤其是项目建设对环境的影响成为人们关注的重点。煤制天然气项目主要污染物有哪些？环评对污染物的关注要点在哪里？如何控制、治理污染物？中国五环工程有限公司副总工程师肖晓愚日前接受记者的独家专访。

 

 

 

　　【CCN】煤制天然气项目主要污染物有哪些？污染物的来源是什么？

 

　　【肖晓愚】煤制天然气项目的污染物有废气、废水和固体废物三大类。废气污染源分为有组织排放源和无组织排放源两大类。有组织废气排放源包括：工艺废气、燃烧烟气和火炬系统燃烧烟气。工艺废气是指工艺装置运行时产生并直接排放的废气，包括煤气化装置、净化装置、硫回收装置、焦油加氢装置、固体贮运设施、污水处理场等。燃烧烟气是指工厂各装置的锅炉、热风炉、燃烧炉、加热炉等产生的烟气。火炬系统燃烧烟气是指火炬系统收集装置开停车及非正常工况下各装置排放的可燃性气体，经火炬系统燃烧后排放的燃烧烟气。无组织排放源包括生产装置区的泄漏和储运系统挥发排放两类。装置泄漏指各生产装置阀门、管线、设备本体可能发生的跑、冒、滴、漏以及安全阀超压释放逸散到大气中的废气。储运系统的无组织排放源主要有固体储运装置区产生的颗粒物、液体罐区/装卸区的储罐呼吸蒸发排放和装卸鹤管等的挥发排放。

 

　　煤制天然气工厂废水的类别按水质分为：生产废水、生活污水、含盐废水、冲洗废水、事故污水和初期雨水等。生产废水是由煤气化装置、净化装置、焦油加氢装置、生产装置区等产生的废水。含盐废水包括各装置废热锅炉排污水、循环水站冷却塔排污水、除盐水站酸碱中和排水等。冲洗废水指对输煤系统栈桥等冲洗产生的含煤废水和装置污染区域地面冲洗产生的废水。初期雨水和事故污水指全厂污染区域汇集的初期雨水和事故污水。

 

　　煤制天然气工厂产生的工业固体废物分为一般固体废物和危险固体废物两类。一般固体废物主要包括气化灰渣和滤饼、其他装置使用过的废吸附剂、废分子筛和废铝胶、清净下水产生的化学泥污等。危险固体废物主要包括废催化剂、废脱硫剂、废瓷球、污水处理场“三泥”、罐底油泥、污水处理产生的化学污泥、可溶性结晶盐等。

 

　　【CCN】一直以来，工业企业挥发性有机物(简称VOCs)的治理，是大气污染防治的重要内容。煤制天然气项目环评对VOCs的关注点有哪些？

 

　　【肖晓愚】随着人们对VOCs对环境和人体健康危害性的认识不断加深，我国对VOCs治理的要求日渐法律化、规范化。新建煤制天然气项目对工厂废气排放已要求考虑VOCs全过程解决方案，包括：VOCs排放环节排查、VOCs监测体系及总量估算、全过程VOCs治理方案等。排查范围包括工厂工艺及公用工程系统全流程，主要包含：工艺废气、污水处理系统尾气的收集及治理，原料/成品罐区的储罐设备、液体装卸区无组织排放气体，燃烧废气，装置设备、管道泄漏以及安全阀超压起跳排放等。

 

　　【CCN】煤制天然气工厂如何治理产生的VOCs以满足相关法律法规的要求？

 

　　【肖晓愚】针对生产装置区的VOCs，工厂生产装置区有组织排放废气需做进一步处理后方可排放，通常可考虑采用蓄热燃烧方式(RTO)加以处理。该方法对VOCs净化效率达到99%以上，可有效减少VOCs的排放。

 

　　针对储运区VOCs，储罐类型设计上根据物料的特性，采用氮封、内浮顶等措施，减少储罐的呼吸蒸发排放;在装卸区设置油气回收设施，采用吸附+冷凝技术，回收油品装卸时所产生的油气，减少油品装卸的挥发排放;采用有效密封鹤管、液下浸没式装车、先进的定量装车系统等减少蒸发排放及无组织排放。

 

　　针对污水处理系统的VOCs，对全厂污水处理系统会产生有机废气逸散的污水调节池、生化池、污泥脱水机房和污水缓冲池等处，需考虑废气的收集处理。通常考虑为上述机房和水池设计加盖，集中收集后采用生物填充脱臭法进行处理。经处理后可有效减少放空尾气中的VOCs。

 

　　【CCN】对于危险废弃物，煤制天然气工厂应如何加以处置？

 

　　【肖晓愚】对工厂产生的危险废物，宜先考虑能否内部处理，工厂自身不能处理的最终考虑外委处置。例如针对污水处理场产生含水量较高的“三泥”，通过进行干化处理，污泥含水量可由80%降低到50%，减少了危险废物外输量。对污水处理系统产生的化学污泥，可首先经压滤机或真空过滤机干燥至含水60%，再经蒸汽干燥至含水30%后送至原料煤堆场，与原料粉煤掺混后送粉煤气化炉气化，替代部分石灰石助熔剂。对于浓盐水蒸发结晶产生的结晶盐，经分离、干燥等处理后，硫酸钠、氯化钠单质盐晶体可作为产品外售，实现资源化利用;针对不同种类的废催化剂、废瓷球、废脱硫剂等需采取不同的处理/处置措施。凡含贵重金属的废催化剂，以及涉及专利必须回收的废催化剂，均按送回制造厂回收处理;对能够作为资源再利用的，应交给有资质的单位做原料回收利用。对上述措施均不能采用的危险固体废物，外委送至有资质和能力的单位处理/处置。

 

　　【CCN】为减少对环境的负面影响，煤制天然气项目有哪些技术值得进一步突破？

 

　　【肖晓愚】煤气化装置是整个流程中最大的废水排放源，采用清洁煤气化技术如气流床工艺，可大大减少废水产生量及所排出废水的处理难度，此种工艺可进一步加以研究、发展;对于采用传统固定床工艺的气化装置，前端初步水处理的酚氨回收工艺如何进一步完善和保证稳定运行是业内一直重点关注的课题，值得进一步突破。

 

　　CO2温室气体减排是煤制天然气及其他煤化工项目必须重视的内容，CO2食品级利用市场需求有限，CO2捕集封存(CCS)也有地域及地质条件要求。目前，结合光催化水分解技术的CO2加氢制甲醇及其他化学品工艺广受关注，期待早日取得技术突破。

 

　　结合新建煤化工项目废水近零排放的要求，浓盐水多效蒸发后的分盐结晶技术是工厂固体废物资源化利用的一项关键技术，试验及示范装置已证明其可行，在大型工业化装置中的应用正待验证。此外，针对外委送出的危险废物，由于各地危废处置中心的设置和处理能力是随着当地工业及城市建设的进展而配套发展的，目前很多地区对应的处置能力是不足的。后续可能会有新建大型煤化工项目与区域性危险废物处置中心同期建设的情况。今后危险废物处理工艺的选择和发展也应是与煤化工项目一并关联考虑的领域。

 

　　综上所述，煤制天然气项目产生的污染物多种多样，废气、废水和固体废物来源不同，处理方式也迥异，处理时应秉承减量化、无害化、资源化等原则，对不同来源的污染物施以合适的处置方式。其中，对VOCs和危险废弃物的处理尤其应当给予足够的重视。此外，实现对关键环保技术的研发突破是煤制气项目改进的必由之路，业内人士仍需大力攻克难题，找到合理的解决方案，以推动煤制气的技术发展和产业进步。