劉文(兗州煤業鄂爾多斯能化有限公司,內蒙古 鄂爾多斯 014300)
煤化工濃鹽水“零排放”處理技術進展
劉文(兗州煤業鄂爾多斯能化有限公司,內蒙古鄂爾多斯014300)
本文將闡述煤化工濃鹽水處理技術存在的問題,介紹我國煤化工行業中濃鹽水“零排放”處理技術的進展情況。
煤化工;濃鹽水;零排放
隨著經濟的快速發展,經濟發展水平已經與環境保護產生了不協調的現象。在煤化工產業中,濃鹽水的排放對生態環境的影響尤為突出。為了解決這種不協調現象,我們必須加大力度發展煤化工濃鹽水“零排放”處理技術,有效的對生產過程中產生的濃鹽水進行妥善的處理,實現濃鹽水的“零排放”,減少對生態環境的破壞,實現煤化工行業的可持續發展。
在煤化工產業中,濃鹽水的排放對生態環境的影響最大,煤化工濃鹽水“零排放”是我們必須要實現的目標,是對濃鹽水處理的最理想的狀態,這種狀態可以通過發展濃鹽水處理技術來實現。但是,煤化工濃鹽水處理技術中還存在許多方面的問題,這些問題集中體現在處理技術的工藝流程長、技術難度大以及系統復雜等方面。在這些環節中,無論哪一個環節出現問題都無法實現濃鹽水的“零排放”標準。因此,想要實現濃鹽水“零排放”,必須解決濃鹽水處理技術中的難題。與此同時,高投資、高運行成本、高能耗等,都是當前制約煤化工濃鹽水處理技術發展的重要因素。除此以外,排污費以及工業用水的稅費不高,獎懲制度不夠嚴厲都會影響濃鹽水“零排放”處理技術的使用。
煤化工濃鹽水的處理技術是實現煤化工“零排放”的最重要技術。在對濃鹽水進行處理的方式中,如果將它們用于對煤堆場及灰渣場的除塵工作,這些濃鹽水中含有的氯離子會對場所內的設備產生腐蝕作用,還會對灰渣場造成二次污染,影響灰渣的質量,因此,這種處理方式已經不再被使用了。另外,如果直接采用蒸發的方式對濃鹽水進行處理則運行費用會非常高。因此,對濃鹽水進行蒸發過程中,需要使用其他的處理技術與蒸發技術互相配合,實現運行成本的有效控制。
2.1煤化工濃鹽水的預處理技術
煤化工濃鹽水中會存在大量的懸浮物、膠體以及結垢離子,這些成分會對膜系統的運行產生不良的影響。因此,在對濃鹽水進行濃縮之前,要對濃鹽水進行預處理,預處理需要使用的技術包括絮凝、沉淀、微濾、超濾、活性炭過濾、多介質過濾等處理技術。濃鹽水在經過這樣的預處理技術進行處理后,能夠有效的預防微生物污染、膠體污染、有機物污染、結垢以及膜劣化等。
2.2煤化工濃鹽水的膜濃縮預處理技術
在濃鹽水處理中使用膜濃縮技術,能夠大幅度的降低濃鹽水處理工作的資源投入,同時減少使用蒸發技術對濃鹽水進行處理的規模。目前我國最常用的膜濃縮預處理技術有膜濃縮工藝、震動膜濃縮工藝、納濾膜濃縮工藝以及高效反滲透技術等。另外,還有正滲透技術,這種膜濃縮技術還處在研發過程中,但是這項技術的發展前景值得我們關注。煤化工濃鹽水在經過膜濃縮處理后,會將高濃鹽水的質量濃度控制在后續容易加工的范圍內。如果這個環節中的高濃鹽水濃度低于這個范圍,就表示膜濃縮的倍數不夠,高濃鹽水的量就不能滿足要求,導致后續中高濃鹽水固化處理的投資增加和處理運行成本的增加。相反,如果這個環節中的高濃鹽水濃度高于這個范圍,就會增加濃鹽水膜濃縮環節的工作負荷,提高膜濃縮投資和運行成本。
2.3煤化工高濃鹽水的蒸發技術
煤化工濃鹽水經過膜濃縮工序后就成為了高濃鹽水,這種鹽水不可使用膜濃縮技術再次進行處理。這個時候,我們就可以使用蒸發技術對濃縮后的高濃鹽水進行蒸發,這項技術的經濟性相對較高,是處理過程中的重要除硬單元。所以,在對煤化工濃鹽水進行處理的過程中是不能完全脫離蒸發技術的,蒸發技術能夠將濃鹽水再次進行高度的濃縮,使其達到結晶的效果。目前,主要的蒸發結晶技術包括自然蒸發技術、強化自然蒸發技術、機械壓縮蒸發工藝、多效蒸發工藝、多效閃蒸工藝以及膜蒸餾技術。這些技術中大部分設備材質需要使用高強度、耐腐蝕合金鋼,這些材料的使用會使投資加大、能耗增加、運行成本提高。
2.4煤化工濃鹽水的結晶技術
噴霧結晶技術主要用于處理超高濃度的濃鹽水,這類鹽水一般會出現在經過膜濃縮處理和蒸發處理后的階段,在這個階段之后需要對濃鹽水進行結晶處理,完成鹽的固化工作。結晶處理是濃鹽水固化前的最后一步,必須要有較高的穩定性和可靠性。因此,這個階段必須選擇經濟和技術方面都能夠滿足要求的結晶技術,這樣的技術有噴霧結晶技術和蒸發結晶技術。蒸發結晶技術就是通過熱處理的方式將濃鹽水中的水分蒸發出去,在容器內部形成結晶的技術。噴霧結晶技術則是在結晶塔內,使用隔膜泵輸入高濃鹽水,再用噴嘴將高溫的高濃鹽水噴成霧狀,使他們與熱空氣同時下降,霧滴就會與低溫氣流接觸,兩者之間的熱量就會完成交換,水分就會蒸發成水蒸氣,這些水蒸氣會冷凝成淡水回收利用,鹽類則直接冷卻為大量的晶體,從而完成高濃鹽水的結晶。噴霧結晶技術的優勢在于結晶的過程中不會與容器進行接觸,避免了結垢作用對容器的影響。噴霧結晶技術的優點是控制方便、操作簡單、自動化程度高等,但同時也存在能源消耗大的缺點。因此,目前的研究趨勢是將噴霧結晶技術于其他技術科學的結合在一起,完成濃鹽水的處理。
煤化工濃鹽水“零排放”處理技術屬于技術密集度較高的技術,它的發展關系著煤化工產業對生態環境的影響。目前在我國的煤化工產業中只有極少數的企業能夠實現煤化工濃鹽水“零排放”,因此,我們必須加大力度發展煤化工濃鹽水中的預處理技術、膜濃縮預處理技術、蒸發技術以及結晶技術。使大多數的煤化工企業能夠實現濃鹽水的“零排放”,減少對生態環境的破壞。