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快讯:
煤化工水处理技术
中煤图克项目如何做到了废水全部回用?!
作者: 来源:《中国煤化工》杂志 浏览次数:2948次 更新时间:2018-02-09

据统计,目前煤化工废水排放量已占全国工业废水排放量的近30%,但国内敢放话零排放的煤化工项目依然屈指可数。而《中国煤化工》杂志在内蒙古鄂尔多斯举行的中国煤化工项目提标改造技术交流会上,当记者提出“当前煤化工零排放做得最好的项目是哪个”时,代表中无论是项目业主、环保公司还是供应商,都提到了中煤鄂尔多斯能源化工有限公司(以下简称中煤鄂尔多斯)图克化肥项目。


图克化肥项目位于内蒙古鄂尔多斯南边约90公里处图克镇。该项目设计年产200万吨合成氨、350万吨尿素、20万吨液化天然气,总投资200亿元。已建成投产的一期项目,设计年产100万吨合成氨、175万吨尿素。项目于2011年6月开工建设,2013年8月建成,2014年2月1日项目打通全流程,产出优质大颗粒尿素,创出了在国内、国际同行业中装置规模最大、建设时间最短、投资控制最好、投产效率最高、原始开车连续运行周期最长的优秀业绩。


图克化肥项目地处毛乌素沙地,水资源相对匮乏,缺乏纳废水体,可以说项目立项之初就面临着前所未有的环境压力。中煤鄂尔多斯将压力转为动力,在项目建设、试车、生产各阶段,下大功夫开展系统零排放技术创新和精细化管理。目前全厂废水零排放系统包括气化废水预处理、有机废水生化处理、中水回用、浓盐水蒸发浓缩与浓盐水结晶5个主要环节,实现了矿井水、地表水两种水质的全部回用,废水无一滴外排。每年废水回收利用470.2万吨,以1吨水10块钱计算,通过回收利用1个车间1年可节省500万元左右,实现了真正意义的煤化工废水零排放,有力缓解了项目水资源紧缺的压力。中煤鄂尔多斯还建设了42公顷的蒸发塘,作为废水处理的第二道屏障,确保零排放的万无一失。


会上,记者见到了中煤鄂尔多斯供排水车间主任周志远和负责图克化肥项目浓盐水蒸发结晶分盐单元的河北工大晟珂工程科技有限公司总工程师武彦芳。他们向记者介绍的成功经验是:鞋要合脚路才好走,工艺要合适零排放才容易实现。而要想工艺合适,就必须在了解项目具体情况的前提下,在实验室的技术转化为项目工艺路线时精耕细作,让技术与工艺的贴合度更高,才能达到目的。


图克化肥项目浓盐水蒸发结晶分盐单元采用的是冷冻结晶专利技术处理浓盐水。该技术采用反复循环处理方法,将含有氯化钠和硫酸钠的高盐废水通过一次蒸发结晶、冷冻结晶、二次蒸发结晶3个步骤回收硫酸钠和氯化钠,部分母液直接干化出杂盐。与其他蒸发结晶技术相比,该技术工艺水经过处理后可循环利用,高盐废水中的硫酸钠和氯化钠可分别进行结晶析出,具有设备简单、成本较低、具有较好的经济性等特点。


武彦芳介绍说,图克化肥项目生产用水主要由两部分构成:一部分为图克工业园区人工湖地表水,另一部分为来自葫芦素煤矿、门兊庆煤矿和母杜柴登煤矿的矿井水。这两种水的共同特点是钙、镁含量很低,硅含量偏高,化学需氧量值偏高。不同点在于地表水氯化钠和硫酸钠质量比接近1.4:1,而矿井水的硫酸钠和氯化钠质量比则为5:1以上。考虑到项目所处的特殊地理条件,为了实现环保与经济的双目标,科研人员经过反复实验,认为既然地表水与矿井水的钙、镁含量都不高,那么在蒸发结晶分盐单元重点需要考虑的要素是硅含量和化学需氧量。而地表水的氯化钠比硫酸钠略多,不适合直接蒸发结晶。为了保证结晶水质和结晶盐品质的相对稳定,应首先采用纳滤把氯化钠和硫酸钠分开,再分别结晶。而矿井水中硫酸钠的质量远超氯化钠,可以直接采用热法结晶得到硫酸钠。母液再通过纳滤进一步处理,把硫酸钠和氯化钠分开,确保系统资源化率。最终,图克化肥项目蒸发结晶分盐单元工艺路线确定为:通过臭氧催化氧化除去系统中的化学需氧量和色度;通过超滤单元去除系统中富集的大分子有机物和硅;杂盐干化系统采用真空耙式干燥机;通过纳滤单元实现一价盐和二价盐的有效分离,通过蒸发结晶控制浓缩比分别结晶得到硫酸钠和氯化钠工业盐;通过对母液的回收处理来保证盐的资源化率能够达到95%。


综合分析项目气化技术与当地水质的特性,图克项目在结晶阶段又做了些“精细活”:一方面采用双效强制蒸发器,一效只进行浓缩,二效才进行结晶,这样就可以实现结晶在一个温度点下进行,浓缩易于控制,从而保证了结晶盐的品质;另一方面,充分利用厂内富余的低压蒸汽,在降低汽耗的同时回收余热,在保证零排放效果的同时进一步扩大了经济性。


据介绍,目前该项目废水整体处理成本仅为2元/吨。这创造了全国煤化工尤其是碎煤加压系列稳定运行废水处理成本最低纪录,而目前业内公认的碎煤加压废水治理成本吨价最低也在10多元左右。回收的杂盐也达到了相关工业产品标准(GB/T5462-2015)要求。其中,硫酸钠纯度控制在99%以上,达到Ⅰ类一等品要求,现销售价格为每吨180元左右,产品远销美国、巴西、智利、委内瑞拉等国家;氯化钠纯度在95%以上,目前正进一步调整母液成分,争取将纯度控制在98.5%以上。


会上,代表们都说,图克化肥项目是煤化工零排放当之无愧的明星项目。