如何做好煤制氣工廠工業(yè)固廢綜合利用和治理工作
文以鄂爾多斯年產(chǎn)40億標(biāo)方煤制天然氣工廠為例，選擇典型工藝技術(shù)，列表指出固廢產(chǎn)生具體裝置及處置明細(xì)，進(jìn)一步分析了工業(yè)固廢治理措施及綜合利用情況，得出了可行性結(jié)論，并結(jié)合工業(yè)固廢綜合利用評價(jià)相關(guān)政策提出了有益建議。
在疫情和油價(jià)下行的疊加影響下，中國天然氣產(chǎn)業(yè)逆勢前行。2020年，我國天然氣表觀消費(fèi)量達(dá)3200×108m³，比2019年增加約130×108m³，在一次能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)中占比8.4%，同比上升4.5%。據(jù)《中國天然氣發(fā)展報(bào)告（2020）》預(yù)測，我國天然氣的需求量2035年將達(dá)到6100×108m³，較2020年增長近一倍，到2050年前我國天然氣消費(fèi)將保持良好的增長趨勢。煤制天然氣立足于我國“富煤、貧油、少氣”的能源資源稟賦，是常規(guī)天然氣的有效替代性燃?xì)猓哂屑夹g(shù)線路短、能效轉(zhuǎn)化高、氣質(zhì)清潔等特點(diǎn)，是我國多氣源跨地區(qū)供氣格局下新生代表，經(jīng)過十余年的探索發(fā)展，已初具規(guī)模，趨于成熟。在內(nèi)蒙古鄂爾多斯等富煤地區(qū)發(fā)展煤制天然氣是內(nèi)蒙古自治區(qū)“十三五”發(fā)展規(guī)劃中煤炭深加工的重要舉措，內(nèi)蒙古自治區(qū)“十二五”規(guī)劃部署的赤峰大唐煤制天然氣項(xiàng)目及匯能煤制天然氣項(xiàng)目均投產(chǎn)供氣，已成為煤制天然氣行業(yè)的標(biāo)桿。目前內(nèi)蒙古自治區(qū)規(guī)劃中，煤制天然氣項(xiàng)目已達(dá)5個(gè)，正在積極推進(jìn)。本文以鄂爾多斯當(dāng)?shù)刎S富的煤炭資源為依托，通長輸管道為京津冀地區(qū)供氣，設(shè)計(jì)產(chǎn)能為40×108m³/a煤制天然氣項(xiàng)目為例，參考國內(nèi)已投產(chǎn)的煤制天然氣項(xiàng)目工業(yè)固廢治理措施及綜合利用經(jīng)驗(yàn)，根據(jù)可行性研究報(bào)告中各裝置的固廢排出數(shù)據(jù)，結(jié)合工藝流程，逐一分析了各排放點(diǎn)的排放方式，并提出了針對性處置措施。對于在建或已投產(chǎn)運(yùn)營的管輸煤制天然氣固廢排放處置提供了理論參考，具有一定的借鑒價(jià)值。
工藝及固廢產(chǎn)生來源分析
此煤制天然氣項(xiàng)目是以煤為原料，裝置的設(shè)計(jì)內(nèi)容包括：煤氣化（固態(tài)排渣碎煤加壓氣化+粉煤加壓氣化）、變換及熱回收、脫硫脫碳、冷凍、甲烷合成、硫回收、酚氨回收、焦油加氫裝置及相應(yīng)的熱電站、污水處理等公用工程、輔助裝置及配套設(shè)施。
原料煤煤質(zhì)不一樣，產(chǎn)生的煤渣、煤灰量及成分不一樣，相應(yīng)的工藝規(guī)模及公用工程規(guī)模也不一樣。本文以鄂爾多斯地區(qū)高灰分、高灰熔點(diǎn)、高揮發(fā)分三高煤為原料經(jīng)過雙氣化工藝（固態(tài)排渣碎煤加壓氣化+粉煤加壓氣化）、變換工藝、甲醇洗工藝及甲烷化工藝生產(chǎn)天然氣，通過物料衡算法計(jì)算及參考類似工廠實(shí)際運(yùn)行情況確定廢渣量，列表指出了產(chǎn)生固廢裝置、固廢名稱、具體排放量、組成特性、排放方式及處置情況。
煤制天然氣工程廢渣主要是氣化爐和熱電站鍋爐灰渣，其他廢渣有變換廢催化劑、脫硫廢催化劑、甲烷化廢催化劑、廢分子篩、生化污泥及結(jié)晶鹽泥等，廢催化劑中主要含有鈷、鉬、鎳、鋅和鐵等重金屬，這些催化劑返回催化劑制造廠回收利用。固廢產(chǎn)生及處理詳細(xì)情況見表1。
固體廢物治理措施
1.氣化爐排渣治理措施。氣化爐排渣經(jīng)渣溝進(jìn)入沉淀池，沉淀后由橋式抓斗起重機(jī)運(yùn)至涼渣臺，然后裝車，通過汽車外運(yùn)。氣化灰渣無毒無害，可作為生產(chǎn)水泥、砌塊、磚等建材的生產(chǎn)原料，綜合利用，可全部消耗。氣化爐細(xì)灰中因含有一定量的炭，運(yùn)到熱電站的鍋爐與煤摻燒，既充分利用了資源，又減少了廢渣的排放量。
氣化爐年產(chǎn)粗渣389.12萬噸（粉煤氣化+碎煤氣化），優(yōu)先考慮綜合利用，剩余灰渣和不可利用灰渣由汽車運(yùn)輸?shù)綀@區(qū)渣場堆放和處理利用。
2.廢催化劑治理措施。工廠所產(chǎn)含有貴重金屬的廢催化劑由催化劑制造廠商進(jìn)行回收，對于空分工藝所產(chǎn)分子篩（載體為氧化鋁）渣場填埋，硫回收工藝所產(chǎn)一、二級轉(zhuǎn)化器廢催化劑（普通型）、一級轉(zhuǎn)化器廢催化劑（抗漏氧）進(jìn)行安全填埋。工廠產(chǎn)生的少量廢潤滑油和不能回收或再利用的廢催化劑、生化污泥、廢活性炭等危險(xiǎn)廢物，將委托有資質(zhì)的危廢處置中心處置。
3.生化污泥、結(jié)晶鹽治理措施。工廠公用工程設(shè)施生化處理產(chǎn)生的污泥，屬危險(xiǎn)廢物，送國家級危廢處置中心處置。同時(shí)，結(jié)合濃鹽廢水處理過程中產(chǎn)生的結(jié)晶鹽類的處理和國家提倡的處理方法，工廠考慮通過與有危廢處理資質(zhì)的單位合作形式，就近建危廢處置設(shè)施，處理生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的危險(xiǎn)廢物，通過與園區(qū)管委會協(xié)商確定危險(xiǎn)廢物處理規(guī)模，可幫助處理園區(qū)內(nèi)或附近其他裝置危廢品。
煤制天然氣工廠所選廠址一般有園區(qū)規(guī)劃，渣場由園區(qū)統(tǒng)一規(guī)劃、建設(shè)和管理。廢渣運(yùn)至附近大型渣場，全部廢渣可做到園區(qū)周邊廠綜合利用。
固體廢物治理的社會意義
1.工廠產(chǎn)生的廢催化劑均由制造廠回收，氣化灰渣均送渣場暫存，去礦山填坑或外賣，既充分利用了資源，又減少了廢渣的排放量，達(dá)到了固體廢物“資源化、減量化”目的；生活垃圾由環(huán)衛(wèi)部門及時(shí)清運(yùn)。脫硫廢催化劑和生化污泥委托有資質(zhì)的固體廢物處置單位（或固體廢物處置中心）處置，不會對環(huán)境造成大的影響。
2.從環(huán)境保護(hù)的角度分析，工廠可以實(shí)現(xiàn)固廢綜合利用，對環(huán)境影響降到最小，達(dá)到了減排量生產(chǎn),又為工廠回收了部分效益。實(shí)現(xiàn)上下游一體化及循環(huán)經(jīng)濟(jì)的綠色模式，固廢排放處理應(yīng)與項(xiàng)目達(dá)到“三同時(shí)”，在運(yùn)行期間重在落實(shí)工業(yè)固體廢物綜合利用及評價(jià)工作。
3.國家工業(yè)和信息化部2018年頒布的《工業(yè)固體廢物資源綜合利用評價(jià)管理暫行辦法》和《國家工業(yè)固體廢物資源綜合利用產(chǎn)品目錄》為固廢排放處理及綜合利用指明了方向。今后，工業(yè)固體廢物資源綜合利用評價(jià)將成煤制天然氣項(xiàng)目的重點(diǎn)環(huán)保工作，工業(yè)固體廢物綜合利用的運(yùn)營，可享受免征環(huán)境保護(hù)稅、減免增值稅及企業(yè)所得稅等相關(guān)產(chǎn)業(yè)扶持優(yōu)惠政策，這對運(yùn)營初期資金壓力較大的煤制天然氣項(xiàng)目具有較好的減壓作用。
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