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煤制油企业污染物治理探讨

发表时间：2020/11/5 来源：《基层建设》2020年第21期作者：马小雨韩君

[导读] 摘要：石油作为国家的重要战略资源，国家的经济社会发展离不开石油资源，同时因其属于不可再生资源，石油资源也面临日渐减少的问题。

        陕西煤业化工集团神木天元化工有限公司陕西榆林 719319
        摘要：石油作为国家的重要战略资源，国家的经济社会发展离不开石油资源，同时因其属于不可再生资源，石油资源也面临日渐减少的问题。我国石油资源现对而言较为短缺，大部分石油资源需依赖进口，为最大限度地发挥石油资源价值，亟需找到可代替能源，以促进我国社会经济的快速发展。多年来，我国不断地加强对于煤制油项目的研究，同时也开发了多种煤化工项目，可为我国提供大量的能源储备，以维持国家政治安全。但在煤制油项目生产中可能会产生大量的煤粉煤渣、含油污水、固体污染物、杂醇、二氧化碳及二氧化硫等污染物，同时也需要耗费大量的能源及水资源，严重影响到当地的环境。因而需加强对污染物治理的研究工作。
        关键词：煤制油；污染物；治理措施
        一、煤制油工艺的发展及原理分析
        煤制油技术，简而言之，是一种以煤炭为原料制造油类液体燃料或者其他精细化工产品的工艺技术。煤制油技术产生在当今石油资源逐渐走向匾乏、同时煤炭资源储量相对充足的时代背景之下。首次面世是在1927年，在德国洛伊纳建起了世界上第一个煤炭直接液化工厂。到了1934年，鲁尔化学公司利用费托合成技术建设了世界上第一间煤间接液化合成油工厂。国内煤制油技术系列工程的实施，也让我国储量丰富的煤炭资源为相对紧缺的石油资源分担了一部分国民生产中能源需求的压力，同时，相较于传统的煤炭使用方式，煤制油技术具有绿色清洁的特性，是未来的煤炭资源开发中，必不可少的一条技术道路，对于我国的能源结构调整和环境保护都具有深远的促进作用。
        煤制油工艺有两种加工方法，煤的直接液化和间接液化的工艺稍有不同。以某煤制油企业的直接液化为例，加工的时候先把煤进行研磨，形成粉状后，对其进行干燥，将水分蒸发，形成油煤浆，经过加氢一系列反应后，在催化剂的作用下转化成石脑油液化石油气等各种石油产品，见图1。加上制氢用煤，约3～4t
        无水无灰原煤产1t石油产品，其油煤渣还可用作燃料。

煤间接液化的工艺是先气化煤粉生成氢气或一氧化碳，添加催化剂后可生成液体油，见图2。虽然间接液化适用的煤种比直接液化范围广，技术简单成熟，但油收率低（需5～7t煤产1t油），产品油成本比直接液化高出较多，且生产的环保性也不如直接液技术。

        二、煤制油企业主要污染物
        2.1粉尘污染
        对于煤制油企业来说，其原料主要为煤炭，而在实际生产作业中需根据不同的煤气化工艺，将原煤加工为粒径数十微米，甚至数毫米煤粉，还有一部分煤粉需要与铁系催化剂混合从而制成催化剂煤粉。而这些煤粉因其具有非常细小的粒径与较低的含水量，会造成非常严重粉尘污染。除此之外，当煤粉气化后才会形成煤渣与灰分，在框架式煤气化炉内灰分经过回收与外输，煤渣则经捞渣机捞出后予以外输，但因灰分具有极细的粒径，从而可能会导致煤渣中携带一部分尚未转化完全煤粉，待其干燥后同样会导致粉尘污染的发生。在煤制油企业中，原煤储运装置原煤筒仓可达3万t，主要污染物为煤粉；磨煤装置包括低速与中速磨煤机，主要污染物为煤粉；输煤栈桥装置最高点距离地面70m左右，主要污染物为煤粉；煤气化框架装置的气化炉最高点距离地面70m左右，产生的主要污染物为煤粉及煤灰分；硫磺回收装置采用的是克劳斯工艺硫磺回收，主要污染物为硫磺粉尘。这些粉尘可能会随着空气进入到人体的肺部，从而附着于人体的肺泡壁，经血液循环到达全身，加剧呼吸道疾病。
        2.2水污染
        根据煤制油企业污水中不同的污染物含量及种类，可以将其分为含盐、低浓度、高浓度以及催化污水四种类型。其中含盐污水主要来源于煤气化装置，污染物种类为气化污水，主要包括COD（300mg／L）、SO42－（50mg／L）、氨氮（160mg／L）、TDS（7880mg／L）、TSS（100mg／L）、CI－4（430mg／L）。低浓度污水主要来源于煤气化装置、洗槽站以及循环水场，污染物包括反洗水、含有污水以及甲醇水分离塔污水等，主要包括COD、石油类以及氨氮污染物。高浓度污水主要来源于煤液化、加氨稳定与催化剂制备装置、气体脱硫、油渣成型装置等，种类包括冷却及冲洗污水、冷却污水以及脱酚水，包括石油类、COD、氨氮以及硫化物等。催化剂污水主要来源于催化剂制备装置，污染物为最催化剂制备废水，包括COD（86mg／L）、SO42－（35000mg／L）、氨氮（13mg／L）、TDS（46650mg／L）、TSS（16mg／L）、CI－（5.5mg／L）。
        2.3空气污染
        煤制油企业中多种工艺均会产生H2S、CO2及SO2等气体污染物，严格按照相关的规则进行操作且予以物料密封管理措施可避免泄露发生，也不会污染空气。但一旦发生事故，不仅会泄露有害气体，同时油品燃烧也会产生一系列的未完全燃烧烃类物质等污染物。
        三、污染物治理措施
        3.1常见污水生化处理措施
        煤制油企业不同装置所产生的污水具有不同的污染物含量与种类，其中氨氮类污染物与COD、石油类以及硫化物污染物相较而言更难脱除。通常情况下，煤制油企业中污水氨氮含量在200mg／L～300mg／L之间，因而适合采用纯生化工艺与物化结合生化工艺予以处理。常见污水生化处理工艺如下：一级A／O，处理效率＜85％，工程投资低，运行费用与能耗较高，占地面积较小，回流量很大，产泥量大；两级A／O，处理效率＜98％，工程投资较低，运行费用与能耗高，占地面积大，回流量很大，产泥量大；生物滤池，处理效率＜98％，工程投资高，运行费用与能耗低，占地面积小，不需要回流量，产泥量小；常规SBR，处理效率＜80％，工程投资低，运行费用与能耗低，占地面积小，不需要回流量，产泥量较小；IMC，处理效率≥98％，工程投资较低，运行费用与能耗低，占地面积较小，不需要回流量，产泥量小。
        3.2曝气生物流化床技术
        针对污水所采用的是隔油＋气浮＋推流鼓风曝气＋二级曝气生物流化床＋二级生化处理改性纤维球过滤＋活性炭吸附处理工艺。在污染物浓度高以及种类复杂情况下，该技术可稳定出水水质，同步降解多种污染物，具有较高应用价值。其作为新工艺，具有较高的污水处理效果，同时伴有传质快、表面积大以及压降低等多种特点，通过于床层内布置生物降解膜的方式，当污水流过床层时生物降解其中的污染物。
        四、结语
        总之，随着人们生活水平的提高，对于石油的使用也变得越来越多，而生产中产生的污染物对于环境也造成了很大的伤害。本文主要对煤制油产业进行了相应的分析，并且对环境保护提出了相应的观点，希望对于煤制油环境影响起到一定的促进作用。
        参考文献：
        [1]塔娜.基于煤制油的工艺经济分析[J].内蒙古煤炭经济,2014,10:13+25.
        [2]徐潇雨.煤制聚甲醛废水处理工艺的研究[D].安徽工业大学,2014.
        [3]王红岭.神华“煤制油”工艺在八个国家获得专利[N].中国矿业报,2013-09-24A05.