垃圾绿色处理变为宝——西北院“废水焦末湿法气化制合成气技术研究”综述

长期以来,低阶煤热解副产的焦末以及石油、化工、医药等化工企业产生的含碳氢有机废液越来越多,这些有机废液(固)成分复杂,易于产生挥发物及扬尘,降解性差,色度高,氨氮浓度大,有毒性,易致癌,可生化性较差,一直是国内外环境治理的难题。西北化工研究院攻坚克难,经过长时间研究,终于破解了这一难题,既实现了有机污染物的资源化利用,又能有效消减污染物,还会产生一种新的盈利模式。因此“废水焦末湿法气化制合成气技术研究”项目在陕西省科技成果评比中荣获二等奖。

西北院煤化所相关科研人员将现代洁净煤技术应用于有机废液、焦末处理过程,针对有机废液、废固(焦末)的原料特性,通过对有机废液、废固(焦末)制浆及气化技术研究,开发出了有机废液(固)资源化清洁利用技术。

该技术以湿法气流床加压气化技术为支撑,利用有机废液(固)含有碳、氢的特点,采用纯氧高温气化及快速激冷工艺,使有机污染物完全分解转化成CO和H2为主要组分的合成气。根据有机废液(固)种类、组成和特性差异,对于低浓度有机废液和废固(焦末),制备成高浓度料浆后送入气化炉进行气化;对于高浓度、易挥发、难制浆的有机废液,采用独创的多通道工艺喷嘴直接入炉气化,实现了料浆与高浓度有机溶液的同烧嘴气化,同时利用料浆含灰分的特点将未反应的高温熔渣玻璃化。

本项目技术历经试验室、工业示范装置、工业化开发三个研究阶段,最终形成了四项关键技术:有机废液预处理及高浓度废液储存和密封输送技术,废液、废固与原料煤(焦末)制备高浓度料浆技术,废液直接入炉气化的多通道工艺喷嘴技术和气化过程控制技术。

据技术组人员介绍,其高温反应、快速升温降温的工艺具有避免二次污染产生的技术优势,既实现了有机废液(固)的资源化利用,又解决了环境污染问题,使生产过程的固液废物“减量化、资源化和无害化”,实现煤炭分质利用、煤化工产业园区的清洁生产,与现有常规处理方式相比,具有高效、节能和环保的特点,对于煤炭分质利用和化工生产产业链的良性健康发展具有重要意义。

与此同时,项目组根据国家环境保护和煤化工转型升级的需求进行了拓展研发和工业推广,技术应用范围已不局限于煤炭分质利用过程中产生的固、液废物(主要是废水、焦末)的治理和综合利用,更是扩展至煤化工、石油化工、医药、印染、造纸、发酵、酿造和制革等行业企业产生的有机废液、废固,使这些采用常规方法难以处理的有机固、液废物实现无害化处理及资源化高效利用。

据该院煤化所有关领导介绍,自从2011年8月以来,已经有内蒙、陕西、浙江等近10家企业成功把西北院废水制浆或者废水焦末湿法制合成气技术应用于实际生产经营中,还有多套工业装置正在建设。其中,有四套装置实现了长周期稳定运行,取得了较好的经济效益,本技术的应用为技术开发单位新增产值2.3亿元,新增利润4700多万元,对于技术应用厂家,累计新增产值2.6亿元,新增利润1.2亿元。

西北院党委书记张勇说,该项目技术指标先进,符合国家的产业政策,符合绿色发展和建设资源节约型社会的国策,有着巨大的市场应用前景,经济效益和环境效益十分显著,目前已经被国家环保产业协会列为重点推广技术,西北院与相关技术应用企业已被国家环保产业协会确定为“工业废弃物综合利用技术创新基地”。同时与技术应用企业正在联合共建中国氮肥工业协会批准成立的“高浓度废水制水煤浆资源化利用试验中心”。

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