前言：隨著人們對VOCs對環(huán)境和人體健康危害性的認(rèn)識不斷加深，我國對VOCs治理的要求日漸法律化、規(guī)范化。新建煤制天然氣項目對工廠廢氣排放已要求考慮VOCs全過程解決方案。那么，如何治理產(chǎn)生的Vocs等污染物呢?讓我們看看專家怎么說。
煤制天然氣項目是我國新型煤化工產(chǎn)業(yè)規(guī)劃發(fā)展方向之一，目前已有數(shù)家示范性項目投產(chǎn)運(yùn)行。煤制天然氣項目具有裝置規(guī)模大、建設(shè)投資高的特點。此類項目的興建對當(dāng)?shù)氐慕?jīng)濟(jì)及環(huán)境有著較為重大的影響，尤其是項目建設(shè)對環(huán)境的影響成為人們關(guān)注的重點。煤制天然氣項目主要污染物有哪些?環(huán)評對污染物的關(guān)注要點在哪里?如何控制、治理污染物?中國五環(huán)工程有限公司副總工程師肖曉愚日前接受了本刊記者的獨家專訪。
【CCN】煤制天然氣項目主要污染物有哪些?污染物的來源是什么?
【肖曉愚】煤制天然氣項目的污染物有廢氣、廢水和固體廢物三大類。廢氣污染源分為有組織排放源和無組織排放源兩大類。有組織廢氣排放源包括：工藝廢氣、燃燒煙氣和火炬系統(tǒng)燃燒煙氣。工藝廢氣是指工藝裝置運(yùn)行時產(chǎn)生并直接排放的廢氣，包括煤氣化裝置、凈化裝置、硫回收裝置、焦油加氫裝置、固體貯運(yùn)設(shè)施、污水處理場等。燃燒煙氣是指工廠各裝置的鍋爐、熱風(fēng)爐、燃燒爐、加熱爐等產(chǎn)生的煙氣。火炬系統(tǒng)燃燒煙氣是指火炬系統(tǒng)收集裝置開停車及非正常工況下各裝置排放的可燃性氣體，經(jīng)火炬系統(tǒng)燃燒后排放的燃燒煙氣。無組織排放源包括生產(chǎn)裝置區(qū)的泄漏和儲運(yùn)系統(tǒng)揮發(fā)排放兩類。裝置泄漏指各生產(chǎn)裝置閥門、管線、設(shè)備本體可能發(fā)生的跑、冒、滴、漏以及安全閥超壓釋放逸散到大氣中的廢氣。儲運(yùn)系統(tǒng)的無組織排放源主要有固體儲運(yùn)裝置區(qū)產(chǎn)生的顆粒物、液體罐區(qū)/裝卸區(qū)的儲罐呼吸蒸發(fā)排放和裝卸鶴管等的揮發(fā)排放。
煤制天然氣工廠廢水的類別按水質(zhì)分為：生產(chǎn)廢水、生活污水、含鹽廢水、沖洗廢水、事故污水和初期雨水等。生產(chǎn)廢水是由煤氣化裝置、凈化裝置、焦油加氫裝置、生產(chǎn)裝置區(qū)等產(chǎn)生的廢水。含鹽廢水包括各裝置廢熱鍋爐排污水、循環(huán)水站冷卻塔排污水、除鹽水站酸堿中和排水等。沖洗廢水指對輸煤系統(tǒng)棧橋等沖洗產(chǎn)生的含煤廢水和裝置污染區(qū)域地面沖洗產(chǎn)生的廢水。初期雨水和事故污水指全廠污染區(qū)域匯集的初期雨水和事故污水。
煤制天然氣工廠產(chǎn)生的工業(yè)固體廢物分為一般固體廢物和危險固體廢物兩類。一般固體廢物主要包括氣化灰渣和濾餅、其他裝置使用過的廢吸附劑、廢分子篩和廢鋁膠、清凈下水產(chǎn)生的化學(xué)泥污等。危險固體廢物主要包括廢催化劑、廢脫硫劑、廢瓷球、污水處理場“三泥”、罐底油泥、污水處理產(chǎn)生的化學(xué)污泥、可溶性結(jié)晶鹽等。
【CCN】一直以來，工業(yè)企業(yè)揮發(fā)性有機(jī)物(簡稱VOCs)的治理，是大氣污染防治的重要內(nèi)容。煤制天然氣項目環(huán)評對VOCs的關(guān)注點有哪些?
【肖曉愚】隨著人們對VOCs對環(huán)境和人體健康危害性的認(rèn)識不斷加深，我國對VOCs治理的要求日漸法律化、規(guī)范化。新建煤制天然氣項目對工廠廢氣排放已要求考慮VOCs全過程解決方案，包括：VOCs排放環(huán)節(jié)排查、VOCs監(jiān)測體系及總量估算、全過程VOCs治理方案等。排查范圍包括工廠工藝及公用工程系統(tǒng)全流程，主要包含：工藝廢氣、污水處理系統(tǒng)尾氣的收集及治理，原料/成品罐區(qū)的儲罐設(shè)備、液體裝卸區(qū)無組織排放氣體，燃燒廢氣，裝置設(shè)備、管道泄漏以及安全閥超壓起跳排放等。
【CCN】煤制天然氣工廠如何治理產(chǎn)生的VOCs以滿足相關(guān)法律法規(guī)的要求?
【肖曉愚】針對生產(chǎn)裝置區(qū)的VOCs，工廠生產(chǎn)裝置區(qū)有組織排放廢氣需做進(jìn)一步處理后方可排放，通常可考慮采用蓄熱燃燒方式(RTO)加以處理。該方法對VOCs凈化效率達(dá)到99%以上，可有效減少VOCs的排放。
針對儲運(yùn)區(qū)VOCs，儲罐類型設(shè)計上根據(jù)物料的特性，采用氮封、內(nèi)浮頂?shù)却胧瑴p少儲罐的呼吸蒸發(fā)排放;在裝卸區(qū)設(shè)置油氣回收設(shè)施，采用吸附+冷凝技術(shù)，回收油品裝卸時所產(chǎn)生的油氣，減少油品裝卸的揮發(fā)排放;采用有效密封鶴管、液下浸沒式裝車、先進(jìn)的定量裝車系統(tǒng)等減少蒸發(fā)排放及無組織排放。
針對污水處理系統(tǒng)的VOCs，對全廠污水處理系統(tǒng)會產(chǎn)生有機(jī)廢氣逸散的污水調(diào)節(jié)池、生化池、污泥脫水機(jī)房和污水緩沖池等處，需考慮廢氣的收集處理。通常考慮為上述機(jī)房和水池設(shè)計加蓋，集中收集后采用生物填充脫臭法進(jìn)行處理。經(jīng)處理后可有效減少放空尾氣中的VOCs。
【CCN】對于危險廢棄物，煤制天然氣工廠應(yīng)如何加以處置?
【肖曉愚】對工廠產(chǎn)生的危險廢物，宜先考慮能否內(nèi)部處理，工廠自身不能處理的最終考慮外委處置。例如針對污水處理場產(chǎn)生含水量較高的“三泥”，通過進(jìn)行干化處理，污泥含水量可由80%降低到50%，減少了危險廢物外輸量。對污水處理系統(tǒng)產(chǎn)生的化學(xué)污泥，可首先經(jīng)壓濾機(jī)或真空過濾機(jī)干燥至含水60%，再經(jīng)蒸汽干燥至含水30%后送至原料煤堆場，與原料粉煤摻混后送粉煤氣化爐氣化，替代部分石灰石助熔劑。對于濃鹽水蒸發(fā)結(jié)晶產(chǎn)生的結(jié)晶鹽，經(jīng)分離、干燥等處理后，硫酸鈉、氯化鈉單質(zhì)鹽晶體可作為產(chǎn)品外售，實現(xiàn)資源化利用;針對不同種類的廢催化劑、廢瓷球、廢脫硫劑等需采取不同的處理/處置措施。凡含貴重金屬的廢催化劑，以及涉及專利必須回收的廢催化劑，均按送回制造廠回收處理;對能夠作為資源再利用的，應(yīng)交給有資質(zhì)的單位做原料回收利用。對上述措施均不能采用的危險固體廢物，外委送至有資質(zhì)和能力的單位處理/處置。
【CCN】為減少對環(huán)境的負(fù)面影響，煤制天然氣項目有哪些技術(shù)值得進(jìn)一步突破?
【肖曉愚】煤氣化裝置是整個流程中最大的廢水排放源，采用清潔煤氣化技術(shù)如氣流床工藝，可大大減少廢水產(chǎn)生量及所排出廢水的處理難度，此種工藝可進(jìn)一步加以研究、發(fā)展;對于采用傳統(tǒng)固定床工藝的氣化裝置，前端初步水處理的酚氨回收工藝如何進(jìn)一步完善和保證穩(wěn)定運(yùn)行是業(yè)內(nèi)一直重點關(guān)注的課題，值得進(jìn)一步突破。
CO2溫室氣體減排是煤制天然氣及其他煤化工項目必須重視的內(nèi)容，CO2食品級利用市場需求有限，CO2捕集封存(CCS)也有地域及地質(zhì)條件要求。目前，結(jié)合光催化水分解技術(shù)的CO2加氫制甲醇及其他化學(xué)品工藝廣受關(guān)注，期待早日取得技術(shù)突破。
結(jié)合新建煤化工項目廢水近零排放的要求，濃鹽水多效蒸發(fā)后的分鹽結(jié)晶技術(shù)是工廠固體廢物資源化利用的一項關(guān)鍵技術(shù)，試驗及示范裝置已證明其可行，在大型工業(yè)化裝置中的應(yīng)用正待驗證。此外，針對外委送出的危險廢物，由于各地危廢處置中心的設(shè)置和處理能力是隨著當(dāng)?shù)毓I(yè)及城市建設(shè)的進(jìn)展而配套發(fā)展的，目前很多地區(qū)對應(yīng)的處置能力是不足的。后續(xù)可能會有新建大型煤化工項目與區(qū)域性危險廢物處置中心同期建設(shè)的情況。今后危險廢物處理工藝的選擇和發(fā)展也應(yīng)是與煤化工項目一并關(guān)聯(lián)考慮的領(lǐng)域。
綜上所述，煤制天然氣項目產(chǎn)生的污染物多種多樣，廢氣、廢水和固體廢物來源不同，處理方式也迥異，處理時應(yīng)秉承減量化、無害化、資源化等原則，對不同來源的污染物施以合適的處置方式。其中，對VOCs和危險廢棄物的處理尤其應(yīng)當(dāng)給予足夠的重視。此外，實現(xiàn)對關(guān)鍵環(huán)保技術(shù)的研發(fā)突破是煤制氣項目改進(jìn)的必由之路，業(yè)內(nèi)人士仍需大力攻克難題，找到合理的解決方案，以推動煤制氣的技術(shù)發(fā)展和產(chǎn)業(yè)進(jìn)步。
煤制天然氣項目是我國新型煤化工產(chǎn)業(yè)規(guī)劃發(fā)展方向之一，目前已有數(shù)家示范性項目投產(chǎn)運(yùn)行。煤制天然氣項目具有裝置規(guī)模大、建設(shè)投資高的特點。此類項目的興建對當(dāng)?shù)氐慕?jīng)濟(jì)及環(huán)境有著較為重大的影響，尤其是項目建設(shè)對環(huán)境的影響成為人們關(guān)注的重點。煤制天然氣項目主要污染物有哪些?環(huán)評對污染物的關(guān)注要點在哪里?如何控制、治理污染物?中國五環(huán)工程有限公司副總工程師肖曉愚日前接受了本刊記者的獨家專訪。
【CCN】煤制天然氣項目主要污染物有哪些?污染物的來源是什么?
【肖曉愚】煤制天然氣項目的污染物有廢氣、廢水和固體廢物三大類。廢氣污染源分為有組織排放源和無組織排放源兩大類。有組織廢氣排放源包括：工藝廢氣、燃燒煙氣和火炬系統(tǒng)燃燒煙氣。工藝廢氣是指工藝裝置運(yùn)行時產(chǎn)生并直接排放的廢氣，包括煤氣化裝置、凈化裝置、硫回收裝置、焦油加氫裝置、固體貯運(yùn)設(shè)施、污水處理場等。燃燒煙氣是指工廠各裝置的鍋爐、熱風(fēng)爐、燃燒爐、加熱爐等產(chǎn)生的煙氣。火炬系統(tǒng)燃燒煙氣是指火炬系統(tǒng)收集裝置開停車及非正常工況下各裝置排放的可燃性氣體，經(jīng)火炬系統(tǒng)燃燒后排放的燃燒煙氣。無組織排放源包括生產(chǎn)裝置區(qū)的泄漏和儲運(yùn)系統(tǒng)揮發(fā)排放兩類。裝置泄漏指各生產(chǎn)裝置閥門、管線、設(shè)備本體可能發(fā)生的跑、冒、滴、漏以及安全閥超壓釋放逸散到大氣中的廢氣。儲運(yùn)系統(tǒng)的無組織排放源主要有固體儲運(yùn)裝置區(qū)產(chǎn)生的顆粒物、液體罐區(qū)/裝卸區(qū)的儲罐呼吸蒸發(fā)排放和裝卸鶴管等的揮發(fā)排放。
煤制天然氣工廠廢水的類別按水質(zhì)分為：生產(chǎn)廢水、生活污水、含鹽廢水、沖洗廢水、事故污水和初期雨水等。生產(chǎn)廢水是由煤氣化裝置、凈化裝置、焦油加氫裝置、生產(chǎn)裝置區(qū)等產(chǎn)生的廢水。含鹽廢水包括各裝置廢熱鍋爐排污水、循環(huán)水站冷卻塔排污水、除鹽水站酸堿中和排水等。沖洗廢水指對輸煤系統(tǒng)棧橋等沖洗產(chǎn)生的含煤廢水和裝置污染區(qū)域地面沖洗產(chǎn)生的廢水。初期雨水和事故污水指全廠污染區(qū)域匯集的初期雨水和事故污水。
煤制天然氣工廠產(chǎn)生的工業(yè)固體廢物分為一般固體廢物和危險固體廢物兩類。一般固體廢物主要包括氣化灰渣和濾餅、其他裝置使用過的廢吸附劑、廢分子篩和廢鋁膠、清凈下水產(chǎn)生的化學(xué)泥污等。危險固體廢物主要包括廢催化劑、廢脫硫劑、廢瓷球、污水處理場“三泥”、罐底油泥、污水處理產(chǎn)生的化學(xué)污泥、可溶性結(jié)晶鹽等。
【CCN】一直以來，工業(yè)企業(yè)揮發(fā)性有機(jī)物(簡稱VOCs)的治理，是大氣污染防治的重要內(nèi)容。煤制天然氣項目環(huán)評對VOCs的關(guān)注點有哪些?
【肖曉愚】隨著人們對VOCs對環(huán)境和人體健康危害性的認(rèn)識不斷加深，我國對VOCs治理的要求日漸法律化、規(guī)范化。新建煤制天然氣項目對工廠廢氣排放已要求考慮VOCs全過程解決方案，包括：VOCs排放環(huán)節(jié)排查、VOCs監(jiān)測體系及總量估算、全過程VOCs治理方案等。排查范圍包括工廠工藝及公用工程系統(tǒng)全流程，主要包含：工藝廢氣、污水處理系統(tǒng)尾氣的收集及治理，原料/成品罐區(qū)的儲罐設(shè)備、液體裝卸區(qū)無組織排放氣體，燃燒廢氣，裝置設(shè)備、管道泄漏以及安全閥超壓起跳排放等。
【CCN】煤制天然氣工廠如何治理產(chǎn)生的VOCs以滿足相關(guān)法律法規(guī)的要求?
【肖曉愚】針對生產(chǎn)裝置區(qū)的VOCs，工廠生產(chǎn)裝置區(qū)有組織排放廢氣需做進(jìn)一步處理后方可排放，通常可考慮采用蓄熱燃燒方式(RTO)加以處理。該方法對VOCs凈化效率達(dá)到99%以上，可有效減少VOCs的排放。
針對儲運(yùn)區(qū)VOCs，儲罐類型設(shè)計上根據(jù)物料的特性，采用氮封、內(nèi)浮頂?shù)却胧瑴p少儲罐的呼吸蒸發(fā)排放;在裝卸區(qū)設(shè)置油氣回收設(shè)施，采用吸附+冷凝技術(shù)，回收油品裝卸時所產(chǎn)生的油氣，減少油品裝卸的揮發(fā)排放;采用有效密封鶴管、液下浸沒式裝車、先進(jìn)的定量裝車系統(tǒng)等減少蒸發(fā)排放及無組織排放。
針對污水處理系統(tǒng)的VOCs，對全廠污水處理系統(tǒng)會產(chǎn)生有機(jī)廢氣逸散的污水調(diào)節(jié)池、生化池、污泥脫水機(jī)房和污水緩沖池等處，需考慮廢氣的收集處理。通常考慮為上述機(jī)房和水池設(shè)計加蓋，集中收集后采用生物填充脫臭法進(jìn)行處理。經(jīng)處理后可有效減少放空尾氣中的VOCs。
【CCN】對于危險廢棄物，煤制天然氣工廠應(yīng)如何加以處置?
【肖曉愚】對工廠產(chǎn)生的危險廢物，宜先考慮能否內(nèi)部處理，工廠自身不能處理的最終考慮外委處置。例如針對污水處理場產(chǎn)生含水量較高的“三泥”，通過進(jìn)行干化處理，污泥含水量可由80%降低到50%，減少了危險廢物外輸量。對污水處理系統(tǒng)產(chǎn)生的化學(xué)污泥，可首先經(jīng)壓濾機(jī)或真空過濾機(jī)干燥至含水60%，再經(jīng)蒸汽干燥至含水30%后送至原料煤堆場，與原料粉煤摻混后送粉煤氣化爐氣化，替代部分石灰石助熔劑。對于濃鹽水蒸發(fā)結(jié)晶產(chǎn)生的結(jié)晶鹽，經(jīng)分離、干燥等處理后，硫酸鈉、氯化鈉單質(zhì)鹽晶體可作為產(chǎn)品外售，實現(xiàn)資源化利用;針對不同種類的廢催化劑、廢瓷球、廢脫硫劑等需采取不同的處理/處置措施。凡含貴重金屬的廢催化劑，以及涉及專利必須回收的廢催化劑，均按送回制造廠回收處理;對能夠作為資源再利用的，應(yīng)交給有資質(zhì)的單位做原料回收利用。對上述措施均不能采用的危險固體廢物，外委送至有資質(zhì)和能力的單位處理/處置。
【CCN】為減少對環(huán)境的負(fù)面影響，煤制天然氣項目有哪些技術(shù)值得進(jìn)一步突破?
【肖曉愚】煤氣化裝置是整個流程中最大的廢水排放源，采用清潔煤氣化技術(shù)如氣流床工藝，可大大減少廢水產(chǎn)生量及所排出廢水的處理難度，此種工藝可進(jìn)一步加以研究、發(fā)展;對于采用傳統(tǒng)固定床工藝的氣化裝置，前端初步水處理的酚氨回收工藝如何進(jìn)一步完善和保證穩(wěn)定運(yùn)行是業(yè)內(nèi)一直重點關(guān)注的課題，值得進(jìn)一步突破。
CO2溫室氣體減排是煤制天然氣及其他煤化工項目必須重視的內(nèi)容，CO2食品級利用市場需求有限，CO2捕集封存(CCS)也有地域及地質(zhì)條件要求。目前，結(jié)合光催化水分解技術(shù)的CO2加氫制甲醇及其他化學(xué)品工藝廣受關(guān)注，期待早日取得技術(shù)突破。
結(jié)合新建煤化工項目廢水近零排放的要求，濃鹽水多效蒸發(fā)后的分鹽結(jié)晶技術(shù)是工廠固體廢物資源化利用的一項關(guān)鍵技術(shù)，試驗及示范裝置已證明其可行，在大型工業(yè)化裝置中的應(yīng)用正待驗證。此外，針對外委送出的危險廢物，由于各地危廢處置中心的設(shè)置和處理能力是隨著當(dāng)?shù)毓I(yè)及城市建設(shè)的進(jìn)展而配套發(fā)展的，目前很多地區(qū)對應(yīng)的處置能力是不足的。后續(xù)可能會有新建大型煤化工項目與區(qū)域性危險廢物處置中心同期建設(shè)的情況。今后危險廢物處理工藝的選擇和發(fā)展也應(yīng)是與煤化工項目一并關(guān)聯(lián)考慮的領(lǐng)域。
綜上所述，煤制天然氣項目產(chǎn)生的污染物多種多樣，廢氣、廢水和固體廢物來源不同，處理方式也迥異，處理時應(yīng)秉承減量化、無害化、資源化等原則，對不同來源的污染物施以合適的處置方式。其中，對VOCs和危險廢棄物的處理尤其應(yīng)當(dāng)給予足夠的重視。此外，實現(xiàn)對關(guān)鍵環(huán)保技術(shù)的研發(fā)突破是煤制氣項目改進(jìn)的必由之路，業(yè)內(nèi)人士仍需大力攻克難題，找到合理的解決方案，以推動煤制氣的技術(shù)發(fā)展和產(chǎn)業(yè)進(jìn)步。
