有人形容,煤化工产业有两大难题,一个吃,一个拉。
所谓吃,就是用什么气化炉吃什么煤。煤的气化是煤化工的第一关。煤吃得消化不良,气化效果就不好,整个产业链就要打折扣甚至一无所获。煤化工产业兴起初期,因吃煤不适而影响气化炉运行的案例比比皆是。新疆广汇煤化工项目曾因煤质问题造成气化炉内壁腐蚀,损失巨大。
大唐内蒙古多伦煤化工项目因煤质不够稳定,严重影响了气化炉长周期稳定运行,直接影响甲醇产量,进而影响项目生产负荷和经济效益。大唐赤峰克旗煤制天然气项目也是因为煤质问题,曾长期运行不正常。
呼伦贝尔一家化肥项目投产后最为突出的问题,就是原料煤种不匹配,致装置无法实现连续长周期稳定运行,开停车频繁。陕西渭河大化肥项目也因煤种改来改去影响效益。煤化工最热的那几年,企业老总一见面,最爱问的是:你们用什么炉子吃什么煤?
所谓拉,就是煤化工的“三废”处理。废气、废渣、废水,煤化工生产过程中一个都不少。这其中尤以废水最难处理。煤化工废水处理难度大,一是因为成分复杂,采用一般的生化工艺很难处理;二是因为含盐度高,也称浓盐废水。
有人算过,一个煤制气项目光废水一项,要完全处理,其投资至少要占总投资的8%至10%,这对于绝大部分煤化工企业来说是难以接受的。于是,企业就弄个蒸发塘对付。但没想到,小小的蒸发塘酿出的环保丑闻甚至惊动了中央,差点让煤化工阴沟里翻船。有那么一段时间,有关部门只要一看到项目申报上有蒸发塘仨字就坚决不批,而且就此把项目审批的环保门槛大大地提高,高到现行煤化工项目几乎无一达标。在最严环保政策下,浓盐废水处理成了煤化工企业的一大心病。这几年,企业老总一见面,最爱问的换成:你们的废水怎么办?
吃和拉的问题屡屡难住煤化工产业,但也促进了煤化工的技术创新。目前国内流行的煤化工气化技术有十多种,总有一款能适应中国某地煤种。“用什么炉子吃什么煤”已不再让煤化工企业发愁。而浓盐废水处理技术这两年也有了突破。网上搜一下,有关浓盐废水处理技术比比皆是。
比如已经被实践证明的BEA工艺,通过组合多项专利技术,在只占总投资1%的情况下,最终可以实现废水零排放——废水处理后,杂盐堆一边,水则全部回用至原水系统统一调配。
吃和拉的问题都有了解决方案,煤化工可以阔步前进了吧?谁知,新的问题又来了:废水处理后,结晶出来的杂盐怎么办?
煤化工浓盐废水浓到什么程度?据专家介绍,盐分占废水成分的20%。经处理结晶出来的盐成分复杂,含有大量的有机或无机杂质,故称杂盐。杂盐能干什么?暂时无解,于是政府就暂定为“危废”。废水处理好歹只沾个“废”字,而杂盐却沾上“危”字,性质变了。随着环保技术的提高,煤化工项目结晶出来的杂盐越来越多,企业开始为杂盐发了愁。长期堆放吧,不但要占用大量场地,还会对生态环境造成污染。送入危废处理厂处理吧,有专家算过一笔账:以年产40亿立方米煤制天然气项目为例,理论上,每年结晶出3~5万吨杂盐,若送入危废处理厂,每吨杂盐处理费用约为3000元,那么这个煤制天然气项目每年在此项的开销就高达0.9~1.5亿元。这还没有将运输成本计算进去。
还有,危废处理厂一般采用稳定化固化的方法,但是该法处理杂盐效果如何尚未得到验证。而且人家危废行业也不干:危废处理中心在选址上有很多硬性要求,比如不能建在地下水的上层和河流、湖泊的上游,不能破坏当地的生态环境,要保证在雨雪天气不会产生泄露溃坝,等等。因为关系到当地生态环境,危废处理中心无论建在哪,都会招致当地百姓极力反对。这么多杂盐若都推给我们,这不是转移矛盾吗?
事实上,专家也不建议企业将大量的杂盐直接送入危废处理厂。但是目前为止,专家也无法给出有效的解决方案。政府那边也逼得紧,环评时不管杂盐怎样来,只关心杂盐怎么走,走得不对,项目就不批。眼看着杂盐就成了继蒸发塘之后又一个可能会让煤化工翻船的阴沟。
新的压力下,煤化工人又开始攻关了。有人想到把杂盐提供给下游纯碱、氯碱等用盐企业。但是一查,杂盐与工业盐条件不符,下游企业根本就不敢用。又有人想到用杂盐当作融雪剂。一查,还是不行,杂盐中的重金属等物质会给环境造成二次污染。还有人想到将高浓盐水地下深层灌注或排放至人工盐湖,人家美国大平原厂就是这么做的。但是一查,中国西部地区的土质较为松软,和美国大平原的地质结构完全不同,不具备灌注的地理条件。而且人工盐湖若监管不当,就会成为更大的蒸发塘。
只有一个办法:对杂盐进行分质提纯再资源化利用。
在令人头疼的杂盐问题面前,煤化工人再次显示了不屈不挠的创新精神。很快,杂盐分质结晶技术出现了。
其原理为根据废水中硫酸钠和氯化钠的浓度不同,结晶后分别得到硫酸钠和氯化钠的精盐,只剩下少量杂盐。石家庄工大化工设备公司开发的杂盐分质结晶技术,最终产生的杂盐只占系统总盐量的1%左右,无论是做危废还是固废处理,企业都能接受,而得到的硫酸钠和氯化钠精盐都可创造可观的经济效益。上海东硕环保科技有限公司开发的以ED离子膜浓缩加结晶分盐为核心的结晶分盐工艺,在内蒙古伊泰煤制油有限责任公司16万吨示范厂完成中试试验,可将废水中绝大部分结晶盐回收利用,分质后的盐从颜色上看,与工业用盐没有区别,检验后达到工业盐标准。2015年8月23日,该技术通过了中国石油和化学工业联合会主持的专家评估。
到这,杂盐问题算是解决了吧?然而,真正的问题这时才出现——煤化工杂盐结晶分质后的成品中,氯化钠含量可达到95%以上,但剩下5%杂质有没有危害?因为目前我国没有杂盐分质处理标准,这个问题没有答案。这就意味着,杂盐处理得再好,也没有下游企业敢用。
这已经不属于企业技术创新问题,而属于政府管理层面的问题。
为此,业内专家呼吁有关部门尽快组织编制结晶分盐的技术标准。否则,分离出的盐再白,也没人敢签字认可。
到这得多说几句。杂盐分质处理无标准,这只是煤化工所面临的标准缺失问题中的小事一桩。大的方面,既有煤制油、煤制二甲醚等煤制产品因标准出台困难,导致产品不被认可或者得不到合理评价,无法发挥市场的作用;也有煤化工示范项目得不到总结,企业都只能参照其他行业标准摸索着设计和施工。这都大大阻碍了煤化工产业的进步。
好在,中国石油和化学工业联合会已经着手联合环保部的专家进行讨论,请业内专家对煤化工分质结晶盐进行全面分析,确定其中成分,然后协助有关部门制定国家标准。一旦有了国标,煤化工分质结晶盐有了稳定的去处,煤化工吃和拉的问题可以说就基本解决了。这无疑将使我国煤化工产业向前迈出关键的一大步。
不过根据统计,一个行业标准的出台一般要经过9个程序,平均下来要3年左右的时间。在此之前,越来越多结晶出来的盐品只能暂做密闭式封存。对于标准的出台,煤化工企业能做的,只有一个字:等。