煤液化工藝過程三廢排放現狀及防治對策

文_王小娜

1.沈陽環境科學研究院； 2.遼寧省城市生態重點實驗室； 3.沈陽環科檢測技術有限公司

煤液化是指以煤炭為原料制取汽油、柴油、液化石油氣的技術，通常分直接液化和間接液化兩種。

我國是富煤、貧油、少氣的國家，煤液化技術可以降低我國原油消費的對外依存度。但是煤液化工藝在生產過程中會產生廢水、廢氣、廢渣，其中含有有毒有害成分，可能造成環境安全事故，制約煤液化技術的發展。

1 廢水

1.1 廢水排放現狀

煤直接液化污水由4部分組成：低濃度污水、高濃度污水、含鹽污水、催化劑廢水。

煤間接液化中費托合成是技術關鍵，根據產物和運行控制條件，可分為高溫費托和低溫費托，但都會產生廢水。高溫費托合成廢水的COD高達15000～17000mg/L，低溫費托合成廢水COD達1000～4000mg/L，相對更易于生化處理。

總體來說煤液化廢水具有含鹽量高、腐蝕性強、污染物種類多等特點。目前，為了減少環境污染、降低水耗，煤液化企業實行廢水零排放方案，給煤液化廢水的處理又增加了一定的難度。

1.2 常用處理技術

（1）預處理

主要采用物理方式去除部分灰渣、油類等；對于生產廢水中含有量大、性質特殊、特別是有回收利用價值的污染物時，要先回收其中的污染物，然后再送污水處理場處理。

（2）生化處理

主要采用厭氧、好氧相結合的生化處理方式進一步處理，但針對不同的污水、不同的污染物含量采用不同的處理工藝。普通的含油污水采用常規的隔油-氣浮-A/O生化-生物過濾；煤液化高濃度污水，其中較高濃度的有毒、有害物質殘留會嚴重影響生化處理系統的穩定運行，尤其煤液化廢水對NH3-N的生物硝化處理有一定的毒性， A/O處理工藝極易受到影響，因此需要借助污水預處理工藝來解決這個問題。

（3）含鹽廢水處理

煤制油煤化工企業都會遇到含鹽廢水的處理問題，一般采用過濾和反滲透或電滲析的工藝來處理。

低含鹽廢水的處理：常采用反滲透的方式，反滲透是一種以壓力為推動力的膜分離過程；在依靠含鹽廢水給水泵的壓力，使水透過反滲透膜，將水中溶解鹽或污染雜質阻止在反滲透膜的另一側，實現廢水的回收利用，反滲透膜系統的回收率可達65%～75%。

高含鹽廢水的處理：目前處置高鹽廢水的方式有兩種，一種是送蒸發塘，利用環境本身的蒸發能力蒸發水分；另一種是采用蒸發結晶技術進一步回收水分，產生結晶鹽。

2 廢氣

2.1 廢氣排放現狀

（1）粉塵氣體

粉塵氣體的來源為煤儲倉、粉煤氣化的粉煤倉以及制粉系統過程中的粉塵，一般采用袋式除塵器對粉塵進行收集。

（2）工藝廢氣

據統計，煤直接液化項目， 1t油耗水8～9t，排放CO23t，期間還要消耗大量電能。而間接液化所要消耗的各種資源更多，耗水是直接液化的1.5倍，CO2排放更大。據統計，間接生產1t油要排放7～8tCO2。原料氣中會含有H2S、有機硫以及CO2等雜質，若不去除會對油的品質、設備等造成影響。目前，在大型煤液化工業裝置上選用的酸性氣體脫除技術主要采用低溫甲醇洗技術。

（3）鍋爐廢氣

煤液化工藝需消耗大量電能，配套建設鍋爐，鍋爐廢氣污染物主要為二氧化硫，氮氧化物和煙塵。

2.2 常用處理技術

（1）粉塵氣體

粉塵氣體的處理方式是在各個排放點設置高效除塵器，對于除塵下來的煤塵，應當將其重新返回系統，或者對相關的廢氣進行高空排放。

常見的除塵裝置主要有慣性除塵器、濕式除塵器、過濾式除塵器和靜電除塵器。

（2）工藝廢氣

目前，在大型煤液化工業裝置上選用的酸性氣體脫除技術主要采用低溫甲醇洗技術。脫出的大量酸性氣體通過硫磺回收裝置回收酸性氣體中的元素硫，主要尾氣處理工藝包括加氫還原吸收工藝、低溫Claus工藝和H2S直接選擇氧化工藝等，尾氣采用熱焚燒工藝焚燒后排入大氣。可副產硫磺產品，總硫回收率可達98.5%～99.8%。小型裝置多采用栲膠脫硫工藝直接脫除CO2氣體并回收硫磺。

（3）鍋爐廢氣

鍋爐廢氣污染物一般采用石灰石-石膏法煙氣脫硫法進行脫硫，采用袋式除塵器、靜電除塵器來除塵。

3 廢渣

3.1 廢渣排放現狀

煤直接液化工藝在正常生產條件下，每年約產生液化殘渣60萬t，煤液化殘渣中的成分是重質油30%、瀝青烯20%、前瀝青烯5%和四氫呋喃不溶物(未反應的煤和礦物質)45%，其中未反應的煤約占殘渣30%左右，廢鐵基催化劑占10%左右，煤直接液化殘渣一般用于氣化爐摻燒、道路瀝青改良劑等。

煤間接液化項目產生的廢渣主要包括煤氣化爐渣、廢催化劑等。由于煤液化項目煤炭資源消耗量大，煤氣化爐渣產生量也很大。

3.2 廢渣處理現狀

直接液化殘渣主要的去向是循環流化床鍋爐摻燒，還可用于生產道路瀝青、焦炭、針狀焦、碳纖維等。

氣化灰渣主要是開展資源化利用，如制作鋁系產品、硅系產品、鈦白粉等。不經處理直接將灰渣用作路面材料或回填礦井是比較原始的利用形式。灰渣是筑路的好材料，不易下沉，而且施工方便。在農業生產中灰渣可以作為肥料對土壤進行改良，既可以直接用作肥料，也可以采用一定方法將粉煤灰制成磁性肥料、復合肥料及磁性復合肥料。

廢催化劑的去向一般廠家回收，或交給有資質的單位進行填埋。

4 污染防治對策建議

4.1 煤制油行業應嚴格執行產業政策規劃

近年來一些煤炭資源產地片面追求經濟發展速度，不顧生態環境、水資源承載能力和煤制油工藝技術仍處于示范階段的現實，不注重能源轉化效率和全生命周期能效評價，盲目發展煤化工，要嚴格執行煤化工產業政策。

4.2 健全煤制油行業環境管理政策標準體系

（1）制定煤制油行業污染防治技術政策

制定煤制油行業污染防治技術政策，引導煤制油行業綠色發展，在再煤制油廢水、廢氣、廢渣處理利用方面提出污染防治管理要求，鼓勵先進的三廢治理技術。

（2）完善煤制油行業環境管理標準規范體系

目前煤化工方面的環境管理標準規范只有《煉焦化學工業污染物排放標準》（GB16171-2012）、《焦化廢水治理工程技術規范》（HJ2022-2012）和《鋼鐵行業焦化工藝污染防治最佳可行技術指南》（HJ-BAT-004），并無煤制油行業的標準規范，建議制定《煤制油行業污染物排放標準》、《煤制油行業廢渣處置和利用工程技術規范》、《煤制油行業廢水治理工程技術規范》等。

4.3 加強煤制油行業科研管理和科技投入

目前關于煤制油行業三廢排放底數不清，建議組織煤化工方面的專家，依據煤化工發展規劃，立足于煤制油行業發展、圍繞煤制油工藝技術瓶頸及重大環境問題，提出科研項目立項范圍建議等。

4.4 加強監督管理，保證環保措施落實

環境管理執法人員力量不足、能力不夠、執法不嚴、監管不力等原因，是造成許多項目環保措施不能嚴格落實的主要原因。建議對建設項目實施從環評審批到建成投產全過程跟蹤管理，通過多種方式、動態掌握項目建設進展和環保措施落實情況。