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1 煤化工副产硫酸钠(征求意见稿) 编制说明 附件

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3 目次1编制背景.

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2 编制主要原则.3

3 与其他标准文献的关系.4

4 主要工作过程.4

5 标准结构和内容.4

6 条文说明.4 6.1 总体说明.4 6.2 零排放结晶技术说明.5 6.3 结晶盐指标.5 6.4 应用领域分析.6 6.5 关于浸出液毒性指标.7 6.6 关于 TOC 指标的说明.9

1 1 编制背景 现代煤化工行业是国家鼓励发展的新兴产业,经历了 十一五 和 十二五 的 跨越 式 发展,已建成了煤制油、煤制烯烃、煤制天然气、煤制乙二醇等一批现代煤化工示范项 目.初步形成了产业聚集区,行业产能产量初具规模,生产负荷稳步提高;

行业的部分产品 具有一定的竞争力.随着示范项目成功投产运行,技术进步和产业化均走在了世界前列,行 业坚持贯彻实施创新驱动战略,转型升级步伐加快,运行情况有所改善,行业集中度有所提 高,向高质量发展迈出坚实步伐,关键技术水平已居世界领先地位,示范项目运行水平不断 提升,自主技术装备水平大幅提高,培养了一批骨干企业和人才队伍,促进了资源地区经济 转型发展.现代煤化工除了生产替代石油化工的产品,以煤炭制取石墨烯、碳纤维等新材料 的技术也不断取得新突破. 十三五 期间,我国煤化工产业整体仍处于产业化升级示范阶 段, 部分工艺技术和环保工艺仍不够成熟, 特别是废水处理处置问题是煤化工产业发展面临 的主要环保技术瓶颈,高盐废水处置依然是难点. 大型煤化工项目对水资源有较强的依赖, 且煤炭转化加工过程产生的废水量大, 水质成 分复杂,污染物种类多、浓度高,因此其处理难度也大.然而,我国煤炭资源和水资源呈逆 向分布,煤化工项目普遍处于生态环境脆弱的区域,特别是西部地区,地表水资源不足且径 流季节性特征明显,有些项目当地甚至无纳污水体,因此,水资源短缺和水环境容量不足成 为制约现代煤化工产业发展的重要因素.废水 零排放 作为一种废水污染控制模式,成为 破解煤化工产业发展与生态环境保护矛盾的重要途径,煤化工废水处理引入 零排放 技术 成为一种必然选择,逐步在煤化工项目中得到应用. 伴随着 十一五 、 十二五 期间我国建设完成的几个大型现代煤化工示范项目,经 过不断地探索与实践,煤化工水处理及废水 零排放 技术也取得了长足的进步,特别是在 十三五 期间,以废水不外排水环境为标志的 零排放 目标在几个大型煤化工示范项目 均已基本实现. 煤化工废水包括有机废水和含盐废水,废水 零排放 是将项目生产过程中产生的所有 有机废水和含盐废水进行处理和回用,实现任何废液不外排的过程. 有机废水主要来源于煤化工工艺过程, 主要包括气化废水、 直接液化高浓度含酚工艺污 水、间接液化费托合成废水、MTO 工艺污水、合成气制乙二醇工艺污水,以及煤炭热解加 工过程产生的工艺污水等. 除水煤浆气化、 粉煤气化等高温气化工艺产生的气化污水有机物 浓度稍低外, 其他煤化工工艺过程产生的工艺污水普遍具有有机污染物浓度高, 水质组分复 杂、存在有毒有害物质,COD 等水质指标波动范围大的特点,不同工艺过程产生的废水其 氨氮、酚、硝酸盐等特征污染物浓度也较高,因此煤化工有机废水处理难度大,生化处理运 行稳定性面临挑战.近十多年来,一些大型煤化工企业,通过不断的研究和实践探索,持续 的对废水处理系统实施技术改造, 对影响废水处理系统稳定运行所存在的问题找到了解决方 案. 以采用碎煤加压固定床气化技术的煤制天然气项目为例, 在煤气化过程中, 煤中含有的 一些氮、硫、氯和金属,在气化时部分转化为氨、氰化物和金属化合物;

一氧化碳和水蒸气 反应生成少量的甲酸, 甲酸和氨又反应生成甲酸氨. 这些有害物质大部分溶解在气化过程的 洗涤水、 洗气水、 蒸汽分流后的分离水和贮罐排水中, 一部分在设备管道清扫过程中放空等. 煤化工废水处理难度大, 特别是低阶煤低温气化工艺产生的废水成分复杂, 含有难降解的焦 油、酚、多元酚等,采用一般的生化工艺很难处理,需要设置焦油和酚、氨回收等设施进行 预处理,预处理后有机废水的 COD 仍然较高,可生化性较差,是国际煤化工行业普遍面临 的难题. 由于碎煤加压气化技术产生的合成气中甲烷含量较高, 国内煤制天然气项目气化技 术多采用该技术, 因此气化废水难以处理也成为限制我国煤制天然气产业布局和大规模发展

2 的主要因素之一.其它气化废水成分虽然简单些,但难降解有机物和重金属富集,仍会给废 水处理带来不利的影响. 有机废水一般按照 预处理+生化处理+深度处理 的工艺处理后回用.采用固定床的 气化废水通常采用油气水分离、 酚氨回收作为预处理手段. 油气水分离装置利用减压膨胀的 原理分离出废水中气体、焦油等,再根据不同组分的密度差将各组分分离.油气水分离装置 工艺流程简单,工艺装置及操作较为成熟.同时,为了有效去除废水中的污染物,普遍采用 厌氧、 好氧相结合的生化处理方式处理有机废水. 先利用厌氧生物处理将大分子有机物转化 为小分子有机物,再在曝气条件下将有机物去除.因此,通常其废水处理的关键不是生化去 除有机物, 而是提高废水的可生化性. 例如内蒙某煤制气项目, 其有机废水处理工艺为格栅、 调节池、隔油沉淀、厌氧水解酸化、A/O、二沉池、活性焦吸附、沉淀池、BAF,处理后的 废水送含盐废水处理系统进一步处理. 新疆某煤制气项目, 其有机废水处理工艺为隔油沉淀、 气浮、调节池、水解酸化、A/O、二沉池、混凝沉淀、臭氧氧化、BAF,处理后的废水送含 盐废水处理系统进一步处理.采用气流床气化技术的企业,气化废水成分相对简单,可生化 性较好,采用常规生化处理技术即可满足膜处理要求. 含盐废水主要来源于循环水系统排污水、 除盐水站排污水、 工艺废水处理系统排水以及 锅炉排水等, 具有 TDS 和悬浮固体含量高的特点. 煤化工含盐废水中的盐主要来源于原水、 原料煤,生产工艺过程产生水和水处理过程添加的药剂等.按照不同生产环节,煤化工含盐 废水污染来源如表 1-1 所示. 表1煤化工含盐废水污染源总结 废水产生环节 废水种类 盐分来源 除盐水站排水 浓水 原水盐分浓缩 酸碱废水 树脂吸附的原水阴阳离子、添加药剂中和产生 生产工艺过程 产生水 气化炉灰水 原水、原煤中盐分,根据煤种和气化炉类型水质差别很大 浊循环水 原水、原煤中盐分、工艺泄露 工艺冷凝液 原水、原煤中盐分、工艺泄露 催化剂制备废 水 含盐催化剂、原水 脱酚塔废水 原料煤和碱液等 废水处理过程 产生污水 脱硫废液 原水、处理过程中加入吸收剂(如氨水、石灰石膏) 生化污水 原水;

污水过程中添加酸碱调节、絮凝剂、助凝剂;

高级氧 化剂(硫酸亚铁等)等 循环排污水 循环排污水浓 水 主要来自原水浓缩、以及添加的缓蚀剂、阻垢剂和杀菌剂等 药剂 回用水系统 反渗透浓盐水 主要来自原水浓缩累计、中和剂(硫酸)、消毒剂(次氯酸 钠)、阻垢剂、还原剂(NaHSO3)、盐酸(化学清洗)、 烧碱(化学清洗)等 其他废水 生活污水 原水、使用过程中引入的盐分,比如某些洗涤剂等 由上表可知,煤化工含盐废水主要盐分来自

3 大部分:(1) 原水或者原煤;

(2) 生产过 程中所添加的药剂(包括萃取剂、催化剂等);

(3) 给水系统和水处理过程系统添加的废水 处理药剂. 含盐废水一般经过双膜回用工艺脱盐处理,可实现 70%左右的再生淡水回用,但占比 在30%左右的高盐废水如何低成本处理和结晶固化是当前水处理系统有待进一步优化解决 的瓶颈问题.

3 随着科技进步及对生态环保的重视,对煤化工水污染控制的要求,经历了达标排放、蒸 发塘终端处置、浓盐水结晶蒸发

3 个重要阶段,目前为实现零排放目标,高盐废水的处理多 采用分盐结晶的方案, 即将废水中的盐分也最终分离结晶提纯以达到副产工业盐要求. 根据 煤化工高盐废水的特点, 其主要含盐组分为氯化钠和硫酸钠, 因此通过分盐结晶技术将煤化 工高盐废水中氯化钠和硫酸钠提纯分离出来, 得到可以满足下游工业用户使用要求的工业级 原料,进行资源化循环利用成为行业研究的热点和关注的焦点. 由于现代煤化工项目废水水质复杂,水处理工艺流程长,且废水水质与煤质、运行工况 等密切相关. 前期由于频繁开停车等原因出现了废水水质波动大、 一些不达标废水进入蒸发 塘、蒸发塘容量不够等情况,造成污染转移.新疆、内蒙古、陕西、宁夏四省,已有晾晒池 数百个. 内蒙古建成的蒸发塘 (或 晾晒池 ) 总容积已达

1695 万m3 , 占地总面积达 350.17 公顷,这些蒸发塘大部分长期处于高位运行状况,蒸发效果不佳,环境风险大. 目前,国内........