煤化工裝置泄漏物料對循環(huán)水處理的危害

王 波

（潞安煤基清潔能源有限責任公司，山西 長治 046000）

0 引言

在煤化工企業(yè)生產(chǎn)活動過程中，需要使用的物質(zhì)包括煤炭、氧氣和水等，其對外產(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)備運行及生產(chǎn)活動中必定會產(chǎn)生化工污水，且其中包含無法在自然環(huán)境中分解的，同時具備生物毒性和生態(tài)環(huán)境危害性的化學物質(zhì)[1-2]。

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

1 煤化工生產(chǎn)簡述

所謂煤化工生產(chǎn)，就是運用各種先進技術(shù)設(shè)備，使用各種科學技術(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)通過運用上述幾種生產(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，實現(xiàn)能源的轉(zhuǎn)化運用，提高煤炭使用效率，有效滿足我國社會生產(chǎn)生活各領(lǐng)域需求。

2 煤化工污水的主要特點

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)等有害化學物質(zhì)。根據(jù)相關(guān)研究機構(gòu)公開發(fā)表的統(tǒng)計數(shù)據(jù)，煤化工污水中包含的，可能引發(fā)環(huán)境污染問題的化學物質(zhì)有300 余種，針對煤化工污水展開處理，其所需要的技術(shù)方法和技術(shù)方式要求相對較高。

根據(jù)污水中實際含鹽度高低水平，通常將煤化工污水劃分處理成有機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，其形成過程主要包含除鹽水系統(tǒng)對外產(chǎn)生的污水、生產(chǎn)回用系統(tǒng)對外排放的污水以及煤氣洗滌過程等；而有機污水中有機類污染化學物質(zhì)的含量較高，其能導致自然水體環(huán)境中包含的營養(yǎng)物質(zhì)成分超量，誘導形成“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)活動過程中形成的污水具備顯著差異，其中具體包含的有害化學物質(zhì)種類也存在明顯不同。

3 裝置泄漏帶來的危害后果

在煤化工企業(yè)生產(chǎn)過程中，如果化工裝置發(fā)生泄漏問題，不僅會導致生產(chǎn)過程的時間進度明顯變緩，還會發(fā)生水體環(huán)境污染問題或者是爆炸事故等嚴重后果。

3.1 循環(huán)水處理系統(tǒng)

在我國煤化工企業(yè)經(jīng)營運作過程中，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，引致我國絕大多數(shù)煤化工企業(yè)被動選擇運用循環(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)過程中形成的含鹽污水和有機污水，通過除鹽處理系統(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)，實現(xiàn)處理完成的水資源在煤化工企業(yè)產(chǎn)品過程中循環(huán)運用。

在循環(huán)水處理過程中，如果發(fā)生化工生產(chǎn)裝置泄漏問題，將會顯著增加污水中含有的有害化學物質(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，會導致原本能夠被回收利用的水資源，在極短的時間內(nèi)發(fā)生污染惡化，企業(yè)需加大投入處理泄漏水污染問題，導致企業(yè)經(jīng)營成本增加，影響產(chǎn)品產(chǎn)出效率，甚至影響企業(yè)整體經(jīng)營狀況和效益[6]。

3.2 化工裝置泄漏對水循環(huán)處理的危害

在煤化工企業(yè)產(chǎn)品生產(chǎn)過程中，化工裝置內(nèi)部通常存儲著數(shù)量眾多的甲醇、天然氣以及苯等化學物料，而在上述物料發(fā)生泄漏問題情況下，將會直接對循環(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)部冷卻器組件對應的換熱管結(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入循環(huán)水內(nèi)部，通常會導致循環(huán)水的水質(zhì)表態(tài)在較短時間內(nèi)發(fā)生較大惡化。

例如，甲醇發(fā)生泄漏問題后，通常會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)。由于水垢與污垢實際具備的導熱系數(shù)水平顯著低于金屬管材料對導熱系數(shù)指標要求，客觀上會降低相關(guān)設(shè)備在具體運行過程中的傳熱效率，導致部分裝置實際運行過程中能源消耗水平顯著提升，降低設(shè)備運行效果，提高了企業(yè)的運行成本。

在2020 年，我國某煤化工企業(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)工作人員針對循環(huán)水體環(huán)境中的異養(yǎng)菌總數(shù)指標和總體鐵元素物質(zhì)含量展開測定，同時針對所有的冷卻器設(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)生穿孔問題，且在部分位置甚至出現(xiàn)了管道組件破裂問題，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)過程需要涉及的各類化學物質(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處理記錄到處理器設(shè)備，并設(shè)置使用場景和使用情況及條件，這就為煤化工污水處理系統(tǒng)添加保護栓與防火墻，通過人工智能實效循環(huán)水系統(tǒng)的優(yōu)化改良，提升風險防控效率，降低裝置泄漏發(fā)生概率。

4.2 及時切斷泄漏源頭

由于煤化工企業(yè)在產(chǎn)品生產(chǎn)過程使用的各類化學物料具有較強的腐蝕性，其對污水處理系統(tǒng)內(nèi)部各類設(shè)備的腐蝕能力也相對較強。在化學物料與循環(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，通常會導致產(chǎn)生種類構(gòu)成復雜的，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)，繼而導致循環(huán)水處理系統(tǒng)的實際運行使用過程遭受到較為嚴重的破壞[8]。

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

4.3 加強監(jiān)測管理

煤化工裝置是用于存儲和承載化學物料的關(guān)鍵設(shè)備，客觀上應當切實加強對煤化工裝置與設(shè)備以及針對循環(huán)水處理設(shè)備的監(jiān)測排查維修力度及頻次。

例如要制定形成體系化、規(guī)范化的檢修工作計劃，定期針對循環(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)測工作過程中，同時做好針對相關(guān)性信息的記錄工作，為開展突發(fā)性泄漏問題情況下的搶修處理工作提供關(guān)鍵性參考支撐依據(jù)。要切實強化循環(huán)水質(zhì)管理工作的實施力度，對水質(zhì)處理藥物制劑使用狀態(tài)進行調(diào)整規(guī)范，確保實際處置完成的循環(huán)水物質(zhì)，能夠長期持續(xù)處在質(zhì)量達標狀態(tài)[9]。

4.4 積極引進技術(shù)和加強人才培養(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)營發(fā)展水平的重要因素。在持續(xù)引入先進的檢測方法、管理方法以及修理方法前提下，加強人才引進，招聘經(jīng)驗豐富的專業(yè)化人員，提升員工工作能力和專業(yè)化水平，為企業(yè)運營打下良好人才基礎(chǔ)。

技術(shù)要素和人才要素是煤化工企業(yè)經(jīng)營發(fā)展過程中的第一生產(chǎn)力，也決定煤化工企業(yè)是否具有競爭力，特別是在社會高速發(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)注國內(nèi)外動態(tài)，及時了解最新的技術(shù)方法，對于適用的先進技術(shù)，積極引進學習，定期組織開展員工培訓及學習，做好相關(guān)專業(yè)人才的培訓工作，提升其專業(yè)技能和整體素質(zhì)，使其擁有責任心和進取心，以細心認真的態(tài)度面對工作和培訓，積極學習并運用新技術(shù)，并且相關(guān)企業(yè)應當鼓勵員工持續(xù)進行技術(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)營技術(shù)活動流程。

5 結(jié)語

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)營業(yè)務推進開展過程中，擇取適當措施針對物料泄漏問題展開處置干預，能支持獲取較好效果。