煤制油企业污染物治理探讨

郭兆栋

(山西潞安矿业(集团)有限责任公司总调度室，山西 长治 046200)

引 言

石油作为国家的重要战略资源，国家的经济社会发展离不开石油资源，同时因其属于不可再生资源，石油资源也面临日渐减少的问题。我国石油资源现对而言较为短缺，大部分石油资源需依赖进口，为最大限度地发挥石油资源价值，亟需找到可代替能源，以促进我国社会经济的快速发展。多年来，我国不断地加强对于煤制油项目的研究，同时也开发了多种煤化工项目，可为我国提供大量的能源储备，以维持国家政治安全。但在煤制油项目生产中可能会产生大量的煤粉煤渣、含油污水、固体污染物、杂醇、二氧化碳及二氧化硫等污染物，同时也需要耗费大量的能源及水资源，严重影响到当地的环境。因而需加强对污染物治理的研究工作。

1 煤制油工艺与原理

煤制油技术主要指的是以煤炭作为原料所制造出来的油类液体燃料或其他精细化工产品工艺技术。在目前石油资源日渐枯竭以及煤炭资源储量相对充足的前提下，煤制油技术的出现具有重要意义，煤制油技术系列工程缓解了国民生产中对于能源需求压力。与此同时，煤制油技术与传统煤炭使用相比，具有绿色清洁特点，属于未来煤炭资源开发的重要技术。

煤制油工艺包括直接液化以及间接液化两种不同的工艺方式。直接液化方式在加工过程中需先研磨煤炭，待其形成粉状后再进行干燥，将水分蒸发后便形成油煤浆。油煤浆在经过一系列的加氢反应后，于催化剂下可转化成为液化石油气等各种石油产品。加上制氢用煤，3 t～4 t之间的无水无灰原煤产大概1 t左右的石油产品，同时在制作过程中的油煤渣还可回收用作燃料继续使用。而间接液化则是首先气化煤粉使其生成氢气或者一氧化碳，在此基础上添加一定的催化剂后便可生成液体油。尽管与直接液化相比，间接液化的适用范围更广，且技术操作较为简单与成熟，但缺点在于油收率低，也就是说需要大概5 t～7 t煤产1 t左右油。该种工艺下的产品油成本明显高于直接液化形式，同时从环保性角度来看，不如采取直接液工艺技术。

2 煤制油企业主要污染物

2.1 粉尘污染

对于煤制油企业来说，其原料主要为煤炭，而在实际生产作业中需根据不同的煤气化工艺，将原煤加工为粒径数十微米，甚至数毫米煤粉，还有一部分煤粉需要与铁系催化剂混合从而制成催化剂煤粉。而这些煤粉因其具有非常细小的粒径与较低的含水量，会造成非常严重粉尘污染。除此之外，当煤粉气化后才会形成煤渣与灰分，在框架式煤气化炉内灰分经过回收与外输，煤渣则经捞渣机捞出后予以外输，但因灰分具有极细的粒径，从而可能会导致煤渣中携带一部分尚未转化完全煤粉，待其干燥后同样会导致粉尘污染的发生。在煤制油企业中，原煤储运装置原煤筒仓可达3万t，主要污染物为煤粉；磨煤装置包括低速与中速磨煤机，主要污染物为煤粉；输煤栈桥装置最高点距离地面70 m左右，主要污染物为煤粉；煤气化框架装置的气化炉最高点距离地面70 m左右，产生的主要污染物为煤粉及煤灰分；硫磺回收装置采用的是克劳斯工艺硫磺回收，主要污染物为硫磺粉尘。这些粉尘可能会随着空气进入到人体的肺部，从而附着于人体的肺泡壁，经血液循环到达全身，加剧呼吸道疾病[1-3]。

2.2 水污染

根据煤制油企业污水中不同的污染物含量及种类，可以将其分为含盐、低浓度、高浓度以及催化污水四种类型。其中含盐污水主要来源于煤气化装置，污染物种类为气化污水，主要包括COD(300 mg/L)、SO42-(50 mg/L)、氨氮(160 mg/L)、TDS(7 880 mg/L)、TSS(100 mg/L)、CI-4(430 mg/L)。低浓度污水主要来源于煤气化装置、洗槽站以及循环水场，污染物包括反洗水、含有污水以及甲醇水分离塔污水等，主要包括COD、石油类以及氨氮污染物。高浓度污水主要来源于煤液化、加氨稳定与催化剂制备装置、气体脱硫、油渣成型装置等，种类包括冷却及冲洗污水、冷却污水以及脱酚水，包括石油类、COD、氨氮以及硫化物等。催化剂污水主要来源于催化剂制备装置，污染物为最催化剂制备废水，包括COD(86 mg/L)、SO42-(35 000 mg/L)、氨氮(13 mg/L)、TDS(46 650 mg/L)、TSS(16 mg/L)、CI-(5.5 mg/L)。

2.3 空气污染

煤制油企业中多种工艺均会产生H2S、CO2及SO2等气体污染物，严格按照相关的规则进行操作且予以物料密封管理措施可避免泄露发生，也不会污染空气。但一旦发生事故，不仅会泄露有害气体，同时油品燃烧也会产生一系列的未完全燃烧烃类物质等污染物[6]。

3 污染物治理措施

3.1 常见污水生化处理措施

煤制油企业不同装置所产生的污水具有不同的污染物含量与种类，其中氨氮类污染物与COD、石油类以及硫化物污染物相较而言更难脱除。通常情况下，煤制油企业中污水氨氮含量在200 mg/L～300 mg/L之间，因而适合采用纯生化工艺与物化结合生化工艺予以处理。常见污水生化处理工艺如下：一级A/O，处理效率<85%，工程投资低，运行费用与能耗较高，占地面积较小，回流量很大，产泥

量大；两级A/O，处理效率<98%，工程投资较低，运行费用与能耗高，占地面积大，回流量很大，产泥量大；生物滤池，处理效率<98%，工程投资高，运行费用与能耗低，占地面积小，不需要回流量，产泥量小；常规SBR，处理效率<80%，工程投资低，运行费用与能耗低，占地面积小，不需要回流量，产泥量较小；IMC，处理效率≥98%，工程投资较低，运行费用与能耗低，占地面积较小，不需要回流量，产泥量小。

3.2 曝气生物流化床技术

针对污水所采用的是隔油+气浮+推流鼓风曝气+二级曝气生物流化床+二级生化处理改性纤维球过滤+活性炭吸附处理工艺。在污染物浓度高以及种类复杂情况下，该技术可稳定出水水质，同步降解多种污染物，具有较高应用价值。其作为新工艺，具有较高的污水处理效果，同时伴有传质快、表面积大以及压降低等多种特点，通过于床层内布置生物降解膜的方式，当污水流过床层时生物降解其中的污染物。

4 结束语

社会经济的快速发展加大了对于石油的使用需求，煤制油项目在生产中所产生的大量污染物也会伤害到当地环境。因而本文对煤制油项目进行了分析，并且从环境保护的角度提出污染物治理措施，旨在优化煤制油环境，降低污染排放。