水煤浆气化协同处置废物技术破解园区污水危废处理难题
水煤浆气化协同处置废物技术破解园区污水危废处理难题
来源：中国化工报
近年来，随着环保要求的逐步提高，化工园区的污水处理和危废处置不仅成为园区的必修课，更成为限制园区发展的门槛。有机废物处理费用过高和缺乏相应的有机污水治理技术使化工园区不得不限产或停产，给化工产业的健康发展也带来了负面影响。
4月初，在中国氮肥工业协会于浙江兰溪召开的“水煤浆气化协同处置废物技术”推广现场会上，中国氮肥工业协会理事长顾宗勤指出，“水煤浆气化协同处置废物技术”不仅能够处置化工生产废水，还实现了危险废物的资源化利用，生产环保所用的氨水以及化工行业所需的氢气、液氨、二氧化碳等原料，实现化工园区内的循环利用，能够有效解决化工园区受制污水处理和危废处置的难题。
中国氮肥工业协会总工程师曹占高表示，“水煤浆气化协同处置废物技术”将高浓度废水资源化利用，使水煤浆气化装置既承担园区环境治理的任务，又将高浓度废水资源化有效利用。同时，该装置所生产的化工产品可以返销给园区上游的产废企业作为原料。比如，联产的氨水、液氨作为园区锅炉氨法脱硫脱硝的原料，减少了大气污染的排放;空分装置和气化装置可以为园区提供纯氧、液氮、高纯氢气和二氧化碳等原料气体。这不仅为化工园区的高浓度有机废水处理提供了一条有效途径，也给有条件的氮肥企业提供新的发展选择。根据凤登环保的经验，水煤浆气化炉处理高浓度有机废水基本不增加企业生产成本，还可以节约工业用水使用量。
据浙江凤登环保股份有限公司董事会秘书沈溪辉介绍，该技术利用水煤浆气化炉还原气氛、高温熔融、快速激冷的技术特点，最终将废物中的有机物转化成为以CO和H2为主的合成原料气，用于生产高纯氢气、纯氨、甲醇及其衍生物、天然气、清洁燃料油等大宗化学品的生产或直接作为清洁燃料气使用。在满足企业正常安全生产、保证产品质量与环境保护的同时，实现废物的无害化处置和资源化利用。
经过十余年的技术研发、项目建设和项目运行，凤登环保在技术装备、产品标准等方面积累了雄厚的技术实力和运作经验，取得了很多创新突破。一是5年多来，水煤浆气化炉的危险废物年处理量不断增大。浙江凤登环保水煤浆气化炉装置年处置能力可达8.64万吨/年，年节煤约9600吨，节约制浆用水约3.5万吨，节约工艺用水约1.8万吨。同时生成氢气1130万m3/年，液体二氧化碳2万吨/年。
二是面对日趋复杂的废物成分，不断提升安全生产和环保防护能力。废水成分的变化对水煤浆生产工艺、安全运行的影响，如废水中的盐分含有CL-1、Na+1、F-1，会对设备造成腐蚀，进而对生产和安全造成隐患。凤登环保根据大量实际操作数据，为行业制定了废水中无机盐含量控制标准。尤其在F-的处理，又有了新的实践，将F-转化为CaF2(萤石)并玻璃化，大大减轻了F-对环境特别是臭氧层的破坏。
三是通过工艺改进不断增加可处理的固体废物种类。据实践，该技术可处理危险废物，包括医药废物、农药废物、精(蒸)馏残渣、有机树脂类废物和废碱等类别的危险废物。到目前为止，凤登环保已获得6项国家发明专利，30 项实用新型专利，形成了利用“气化炉综合利用废物技术”处理各类废物的环保产业链，为国家化工产业的绿色发展提供了技术铺垫。
据介绍，该技术核心气化装备国产化率100%，气化所产生的合成气CO+H2超90%，副产的玻璃化熔融渣含玻璃化物超过95%，二恶英含量及重金属浸出毒性远低于国家标准。目前，该公司已建成的三套装置均取得了危废经营许可证，其中浙江装置经营范围涉及12大类别，年处置规模8.64万吨;绍兴装置2017年取得《危险废物经营许可证》，经营范围涉及9大类别，年处置规模5万吨;宁波四明装置经营范围涉及8大类别，年处置规模4万吨。浙江与绍兴装置合计年处置危废能力可达18万吨，可年产高纯氢气5000万方(99.999%)、 甲醇1万吨、液氨8万吨，2018年合并收入为5.5亿元，净利润1亿元，上缴税收3400万元，产生了巨大经济效益。
顾宗勤表示，目前我国共有水煤浆气化炉448台，其中已投产292台，在建156台。已投产合成氨产能1278万吨/年，气化炉88台;在建合成氨产能629.5万吨/年，气化炉37台;已投产甲醇产能3179万吨/年，气化炉162台;在建甲醇产能859万吨/年，气化炉29台。而且多数是建在化工园区内。如果按凤登环保年产5万吨合成氨装置可以处理2.5万吨高浓度废水计算，仅现有投产装置每年最大就可处理高浓度废水2200万吨;如果按每吨氨能力可掺烧2吨废固计算，每年最大可烧8000多万吨废固。如果再加上最近几年新型煤化工新建的水煤浆气化炉，最大处理能力至少翻倍，环保潜力十分巨大。对于大量的化工园区计划要上焚烧炉的，如果与氮肥、甲醇生产结合起来，将更有特别的意义。
顾宗勤同时也指出了该技术目前还存在一些问题，如利用水煤浆技术处理有机废水后残余的重金属污染问题、能否利用气化炉掺烧有机废气和VOC等和对危险废水废物的预处理和二次处理如何规范、制定标准的问题以及如何发挥大型水煤浆装置处理高浓度有机废水承担环保社会责任的积极性问题等。
对此，浙江凤登环保表示将通过与中国环科院、西北化工研究院、浙江大学等专业科研院校进行深度合作，实现技术创新和突破。
4月初，在中国氮肥工业协会于浙江兰溪召开的“水煤浆气化协同处置废物技术”推广现场会上，中国氮肥工业协会理事长顾宗勤指出，“水煤浆气化协同处置废物技术”不仅能够处置化工生产废水，还实现了危险废物的资源化利用，生产环保所用的氨水以及化工行业所需的氢气、液氨、二氧化碳等原料，实现化工园区内的循环利用，能够有效解决化工园区受制污水处理和危废处置的难题。
中国氮肥工业协会总工程师曹占高表示，“水煤浆气化协同处置废物技术”将高浓度废水资源化利用，使水煤浆气化装置既承担园区环境治理的任务，又将高浓度废水资源化有效利用。同时，该装置所生产的化工产品可以返销给园区上游的产废企业作为原料。比如，联产的氨水、液氨作为园区锅炉氨法脱硫脱硝的原料，减少了大气污染的排放;空分装置和气化装置可以为园区提供纯氧、液氮、高纯氢气和二氧化碳等原料气体。这不仅为化工园区的高浓度有机废水处理提供了一条有效途径，也给有条件的氮肥企业提供新的发展选择。根据凤登环保的经验，水煤浆气化炉处理高浓度有机废水基本不增加企业生产成本，还可以节约工业用水使用量。
据浙江凤登环保股份有限公司董事会秘书沈溪辉介绍，该技术利用水煤浆气化炉还原气氛、高温熔融、快速激冷的技术特点，最终将废物中的有机物转化成为以CO和H2为主的合成原料气，用于生产高纯氢气、纯氨、甲醇及其衍生物、天然气、清洁燃料油等大宗化学品的生产或直接作为清洁燃料气使用。在满足企业正常安全生产、保证产品质量与环境保护的同时，实现废物的无害化处置和资源化利用。
经过十余年的技术研发、项目建设和项目运行，凤登环保在技术装备、产品标准等方面积累了雄厚的技术实力和运作经验，取得了很多创新突破。一是5年多来，水煤浆气化炉的危险废物年处理量不断增大。浙江凤登环保水煤浆气化炉装置年处置能力可达8.64万吨/年，年节煤约9600吨，节约制浆用水约3.5万吨，节约工艺用水约1.8万吨。同时生成氢气1130万m3/年，液体二氧化碳2万吨/年。
二是面对日趋复杂的废物成分，不断提升安全生产和环保防护能力。废水成分的变化对水煤浆生产工艺、安全运行的影响，如废水中的盐分含有CL-1、Na+1、F-1，会对设备造成腐蚀，进而对生产和安全造成隐患。凤登环保根据大量实际操作数据，为行业制定了废水中无机盐含量控制标准。尤其在F-的处理，又有了新的实践，将F-转化为CaF2(萤石)并玻璃化，大大减轻了F-对环境特别是臭氧层的破坏。
三是通过工艺改进不断增加可处理的固体废物种类。据实践，该技术可处理危险废物，包括医药废物、农药废物、精(蒸)馏残渣、有机树脂类废物和废碱等类别的危险废物。到目前为止，凤登环保已获得6项国家发明专利，30 项实用新型专利，形成了利用“气化炉综合利用废物技术”处理各类废物的环保产业链，为国家化工产业的绿色发展提供了技术铺垫。
据介绍，该技术核心气化装备国产化率100%，气化所产生的合成气CO+H2超90%，副产的玻璃化熔融渣含玻璃化物超过95%，二恶英含量及重金属浸出毒性远低于国家标准。目前，该公司已建成的三套装置均取得了危废经营许可证，其中浙江装置经营范围涉及12大类别，年处置规模8.64万吨;绍兴装置2017年取得《危险废物经营许可证》，经营范围涉及9大类别，年处置规模5万吨;宁波四明装置经营范围涉及8大类别，年处置规模4万吨。浙江与绍兴装置合计年处置危废能力可达18万吨，可年产高纯氢气5000万方(99.999%)、 甲醇1万吨、液氨8万吨，2018年合并收入为5.5亿元，净利润1亿元，上缴税收3400万元，产生了巨大经济效益。
顾宗勤表示，目前我国共有水煤浆气化炉448台，其中已投产292台，在建156台。已投产合成氨产能1278万吨/年，气化炉88台;在建合成氨产能629.5万吨/年，气化炉37台;已投产甲醇产能3179万吨/年，气化炉162台;在建甲醇产能859万吨/年，气化炉29台。而且多数是建在化工园区内。如果按凤登环保年产5万吨合成氨装置可以处理2.5万吨高浓度废水计算，仅现有投产装置每年最大就可处理高浓度废水2200万吨;如果按每吨氨能力可掺烧2吨废固计算，每年最大可烧8000多万吨废固。如果再加上最近几年新型煤化工新建的水煤浆气化炉，最大处理能力至少翻倍，环保潜力十分巨大。对于大量的化工园区计划要上焚烧炉的，如果与氮肥、甲醇生产结合起来，将更有特别的意义。
顾宗勤同时也指出了该技术目前还存在一些问题，如利用水煤浆技术处理有机废水后残余的重金属污染问题、能否利用气化炉掺烧有机废气和VOC等和对危险废水废物的预处理和二次处理如何规范、制定标准的问题以及如何发挥大型水煤浆装置处理高浓度有机废水承担环保社会责任的积极性问题等。
对此，浙江凤登环保表示将通过与中国环科院、西北化工研究院、浙江大学等专业科研院校进行深度合作，实现技术创新和突破。