煤化工課程論文煤化工環(huán)境污染分析與防治

1、科技寫作及文獻檢索課 程 論 文 專業(yè)班級： 化工1102 姓 名： 劉衛(wèi)強 學 號： 任課老師： 田宇紅 西安建筑科技大學 2014年3月目 錄摘要：1關鍵詞：1Abstract:2Keyword:2引言:2煤化工工業(yè)2煤化工工藝簡介3煤化工行業(yè)污染分析 4污染防治對策5存在的問題及建議.7總結.7參考文獻.7煤化工環(huán)境污染分析與防治 摘要：本文簡要介紹了煤化工及其產業(yè)情況，并對煤化工產品生產過程中產生的主要污染物來源及危害進行了說明，提出了煤化工污染的防治措施，并給出了發(fā)展煤化工的幾點建議。關鍵字：煤化工 環(huán)境污染 防治措施 建議Abstract： This paperbriefly in

2、troduces thecoal chemical industry and itsindustry,andthe problem of environmental pollutionof coal chemical productsproductionprocess were analyzed,pointed out thesource and harm ofcoal chemicalindustrypollutant,thecoal chemical industrypollution prevention and control measures,and puts forward som

3、esuggestions forthe development of coal chemical industry. Keyword： coal chemical industry Environmental pollution Prevention and control measuresSuggestions引言煤炭是我國非常重要的能源資源，也是許多重要化工品的主要原料，因此煤化工過程的污染備受關注。煤的主要成分包括無機物和有機物，在生產過程中會產生廢水，廢氣，廢渣構成了嚴重的環(huán)境污染。因此，解決煤化工產業(yè)發(fā)展中的環(huán)境污染問題，走清潔生產道路，是關系到我國煤化工產業(yè)可持續(xù)發(fā)展的重大課題。1

4、 煤化工產業(yè)煤化工是指煤炭經過化學加工處理轉化為潔凈能源、化工產品和材料的過程，煤化工工藝包括煤的低溫干餾、高溫干餾(煉焦)、煤的氣化、煤的直接液化和間接液化，以及電石乙炔化學、生產甲醇及其衍生煤基化學品等。煤化工是重要的化工產業(yè)，通常將煤化工產業(yè)的發(fā)展分為傳統(tǒng)煤化工和現代煤化工兩個階段。用于冶金行業(yè)的煤炭焦化和用于制取合成氨的煤炭氣化是傳統(tǒng)的煤化工產業(yè)，近年來隨著社會經濟的不斷發(fā)展，煤化工市場對傳統(tǒng)煤化工產品的品質和用途提出了更高的要求，傳統(tǒng)煤化工產業(yè)正處于不斷發(fā)展之中，其技術進步主要體現在煤炭氣化和工程大型化兩個方面?，F代煤化工是我國中長期能源發(fā)展戰(zhàn)略的重點，以生產潔凈能源和可替代石油化工

5、的產品為主；現代煤化工與能源、化工等技術相結合，即形成了煤炭一能源化工一體化的新興產業(yè)。傳統(tǒng)煤化工與現代煤化工結合，形成了新的煤炭一能源一化工產業(yè)鏈。2 煤化工工藝簡介2.1煤的干餾煤的干餾就是將煤置于隔絕空氣的密閉煉焦爐內加熱，隨著溫度的升高，煤中有機物逐漸分解，得到氣態(tài)的焦爐氣、液態(tài)的煤焦油和固態(tài)的焦炭，揮發(fā)性的產物中有許多重要化學品并獲得重要應用。按照最終溫度的不同，干餾方法有低溫干餾（500600）、中溫干餾（750800）和高溫干餾（10001100）之分。2.2煤炭氣化煤炭氣化是指煤在特定的設備內，在一定溫度及壓力下使煤中有機質與氣化劑（如蒸汽/空氣或氧氣等）發(fā)生一系列化學反應，將

6、固體煤轉化為含有CO、H2、CH4等可燃氣體和CO2、N2等非可燃氣體的過程。2.3煤的液化煤液化包括直接液化和間接液化。直接液化是煤在氫氣和催化劑作用下，通過加氫裂化轉變?yōu)橐后w燃料的過程。裂化是一種使烴類分子分裂為幾個較小分子的反應過程。因煤直接液化過程主要采用加氫手段，故又稱煤的加氫液化法。間接液化是先把煤炭在高溫下與氧氣和水蒸氣反應，使煤炭全部氣化、轉化成合成氣（CO和H2的混合物），然后再在催化劑的作用下合成為液體燃料的工藝技術。2.4煤氣化聯合循環(huán)發(fā)電（IGCC）IGCC的工藝過程如下：煤經氣化成為中低熱值煤氣，經過凈化，除去煤氣中的硫化物、氮化物、粉塵等污染物，變?yōu)榍鍧嵉臍怏w燃料，

7、然后送入燃氣輪機的燃燒室燃燒，加熱氣體工質以驅動燃氣輪機作功，燃氣輪機排氣進入余熱鍋爐加熱給水，產生過熱蒸汽驅動蒸汽輪機發(fā)電系統(tǒng)發(fā)電。2.5多聯產技術所謂煤炭多聯產，是指通過煤炭轉換，利用技術的有機集成，獲得多種二次能源(電、甲醇等液體燃料、城市煤氣、氫等氣體燃料)和多種高附加值的化工副產品，以及用于工藝過程產生的有效能量的過程。3 煤化工行業(yè)的污染分析煤是由有機質和無機質兩大部份組成的復雜物質，要把一個構成復雜的不清潔的物質經過多過程的物理、化學加工轉化為清潔能源和化工品，必然會產生一些污染物。3.1廢氣煤化工項目廢氣主要來源于備煤和氣化、凈化、變換、合成、精制等生產過程中，以及中間物料罐和

8、成品罐呼吸產生的無組織排放揮發(fā)性有機廢氣。主要污染物有粉塵、煙塵、NOX、H2S、SO2、CO、CO2、HCN和有機污染物等。其中備煤產生的粉塵和氣化、凈化的尾氣是污染防治的重點。3.2廢水煤化工項目綜合廢水來自氣化、凈化、變換、合成、精制等生產裝置，廢水中有機污染物包括酚類、多環(huán)芳香族化合物及含氮、氧、硫的雜環(huán)化合物等。根據不同煤種采用不同的氣化工藝技術，產生廢水中污染物組成和數量也大不相同。與固定床工藝相比，流化床和氣流床工藝的廢水水質較好；而固定床爐內溫度較低，煤干餾出的焦油、酚類、苯類、氨等物質留在粗煤氣中，通過洗滌進入廢水處理系統(tǒng)。其他進入綜合廢水處理系統(tǒng)的廢水還有低溫甲醇洗甲醇水塔

9、精餾廢水、低溫甲醇洗甲醇水塔底部排水、變換工藝冷凝液(煤氣冷卻排水)、氨回收裝置排水等，主要污染組分為COD、BOD5、總氨、總酚、揮發(fā)酚、石油類、氰化物、硫化物、SS等，其COD可達5000mg/L、氨氮在200500mg/L，是一種典型含有較難降解有機化合物的工業(yè)廢水，是煤化工產業(yè)的污染防治重點對象之一。3.3 固體廢棄物煤化工項目產生的固廢主要為氣化爐渣和飛灰、廢催化劑、鍋爐爐渣、污水處理生化剩余污泥等。廢液有煤化工產業(yè)延續(xù)產品在精制過程中的精餾殘液等。焦化廠的廢渣廢油包括備配煤、推焦、裝煤、熄焦及篩焦工段除塵器收回的煤塵，焦油氨水澄清分離過程中產生的焦油渣，硫銨飽和器中產生的酸焦油，粗

10、苯再生渣以及剩余污泥等。這些廢物成份復雜，如露天堆置，隨風飄散或被雨水沖刷會對大氣、土壤和水體產生污染。4 污染防治對策4.1廢氣治理措施4.1.1 備煤系統(tǒng)采取筒倉或室內煤庫貯存原煤，在卸煤處、輸送機轉運點和下料點設抽風除塵和水噴淋。4.1.2 氣化系統(tǒng)(1)對在生產過程中間歇排放、事故排放及開停車檢修排放的廢氣，設置火炬系統(tǒng)。氣化爐開、停車尾氣應直接引人火炬系統(tǒng)處置；固定床氣化爐煤鎖卸壓弛放氣經旋風除塵后引入火炬燃燒處置。(2)為減少造氣污水渠道和沉灰池上方氰、酚、硫的無組織排放量，應在渠道和沉灰池上方加活動蓋板抑制污染物揮發(fā)，并在冷卻塔上部設冷水噴淋段以吸收污染物，減少對大氣排放。(3)

11、Shell干煤粉加壓氣化裝置氣化飛灰通過高溫高壓飛灰過濾器截留收集。4.1.3 凈化、變換和回收系統(tǒng)(1)低溫甲醇洗工藝脫碳尾氣主要成分為CO ，應考慮回收進行綜合利用。如利用空分排出的氮氣和變換制得的氫氣合成氨，再和CO反應制碳銨或尿素；也可用作為原料制可降解塑料(其中CO2占42%)等，形成循環(huán)經濟產業(yè)鏈。(2)低溫甲醇洗工藝脫硫尾氣、預洗閃蒸塔排放氣和酚回收酸性氣送硫回收裝置。硫回收裝置尾氣采用克勞斯+Scot的方法進一步回收處理。(3)氨回收吸收塔排放氣采用軟水吸收處理生成氨水。(4)根據環(huán)保要求，應將貯罐呼吸尾氣送火炬系統(tǒng)處理。4.2廢水治理措施4.2.1 預處理預處理常用的方法：隔

12、油、氣浮等。因過多的油類會影響后續(xù)生化處理的效果4，氣浮法在煤化工廢水預處理中的作用是除去其中的油類并回收再利用，此外對后續(xù)的生化處理還起到預曝氣的作用。4.2.2 生化處理對于預處理后的煤化工廢水，一般采用缺氧好氧生物法處理（A/O 工藝或A2/O 工藝），但由于煤化工廢水中的多環(huán)和雜環(huán)類化合物，好氧生物法處理后出水中的COD 和氨氮指標難以穩(wěn)定達標。因此，近年來出現了一些新的生物處理技術，如生物炭法（PACT）、生物流化床處理法（PAM）等。（1）生物炭法（PACT）在生化進水中投加粉末活性炭與回流的含炭污泥一起在曝氣池內混合，從污泥濃縮池中排出的剩余污泥進污泥脫水裝置。在曝氣池內，活性污

13、泥附著于粉末活性炭的表面，由于粉末活性炭巨大的比表面積及其很強的吸附能力，提高了污泥的吸解基質濃度有了很大幅度的提高，從而也提高了COD 的降解去除率5。一般來說在PACT 系統(tǒng)內，活性炭吸附處理COD 的動態(tài)吸附容量在100%350%（重量百分比），即一公斤粉末活性炭可吸附去除1.03.5KgCOD。而且，PACT 法能處理生物難以降解的有毒有害的有機污染物質。對煤化工廢水中的高濃度大分子有機物具有良好的處理效果。（2）生物流化床處理法（PAM）PAM法實際上是一種基于特殊結構填料的生物流化床技術，該技術在同一個生物處理單元中將生物膜法與活性污泥法有機結合，污染物通過吸附和擴散作用進入生物膜

14、內，通過在活性污泥池中投加特殊載體填料使微生物附著生長于懸浮填料表面，形成一定厚度的微生物膜層6。附著生長的微生物可以達到很高的生物量，因此反應池內生物濃度是懸浮生長活性污泥工藝的24 倍，可達812g/L，降解效率也因此成倍提高。由于微生物為附著生長方式（不同于活性污泥的懸浮生長），流動床載體表面的微生物具有很長的污泥齡（20d40d），非常有利于生長緩慢的硝化菌等自養(yǎng)型微生物的繁殖，填料表面有大量的硝化菌繁殖，因此系統(tǒng)具有很強的硝化去除氨氮能力。硝化過程：NH+4 + 3/2O22H+NO2+H2ONO2+1/2 O2NO3反硝化過程：6NO3+5CH3OH5CO2+2N2+7H2O+6O

15、H4.2.3 深度處理煤化工廢水經生化處理后，出水的COD、氨氮等濃度雖有極大的下降，但由于難降解有機物的存在使得出水的COD、色度等指標仍未達到排放標準。因此，生化處理后的出水仍需進一步的處理。深度處理的方法主要有混凝沉淀、固定化生物技術、吸附法催化氧化法及反滲透等膜處理技術。4.3固廢治理措施(1)爐渣(包括鍋爐爐渣)作為固廢應落實處置或綜合利用的出路，可作為建筑材料水泥、制磚原料，生產的水泥配制的砂漿流動性能好，輸送方便，常作為高層建筑用料，在長三角一帶已成為較緊俏的建材原料。爐渣也可以作為筑路的路基。在廠內應設有固定爐渣外運的臨時堆場，并設置水霧噴灑設施防止揚塵。(2)飛灰由于粒徑小，

16、危害性很大，但目前被忽視大都沒有妥善處置?？蓪⑵渥鹘ú脑峡紤]，或加入水泥固化成砌塊作道路路基，對此應開展必要的研究工作。(3)一般將廢催化劑送回制造廠商進行回收處理。(4)廢水預處理產生的污泥，應作危廢處置；生化處理剩余污泥干化后一般可外運作填埋處置。(5)精餾殘液除部分加工作副產外，其余應作危廢處置。5存在的問題及建議5.1存在的問題目前，我國煤化工行業(yè)普遍存在如下問題：（1）污染防治能力建設滯后，環(huán)保治理設施不健全，運行效率低，環(huán)境治理欠賬多；（2）技術裝備水平低；（3）管理水平相對落后；（4）以犧牲環(huán)境為代價盲目發(fā)展煤化工；（5）產業(yè)發(fā)展缺乏統(tǒng)籌規(guī)劃，傳統(tǒng)煤化工產業(yè)出現結構性過剩，現代

17、煤化工產業(yè)化發(fā)展態(tài)勢有過熱傾向。5.2建議煤化工是資源消耗型行業(yè)，傳統(tǒng)的煤化工是高能耗、高排放、高污染的行業(yè)。發(fā)展現代煤化工必須堅持降污優(yōu)先，節(jié)能優(yōu)先的方針。煤化工健康發(fā)展的途徑就是以科學發(fā)展觀為指導，以改革開放為動力，以可持續(xù)發(fā)展為基石，以提高科技創(chuàng)新能力為手段，以增強國際競爭力為目標，以節(jié)能降耗、治污減排為突破口轉變發(fā)展方式，進行戰(zhàn)略性結構調整。努力提高可持續(xù)發(fā)展能力，把煤化工建設成為資源節(jié)約型、環(huán)境友好型行業(yè)。發(fā)展煤化工產業(yè)，應把環(huán)境保護擺上更加重要的戰(zhàn)略位置，增強環(huán)境憂患意識和做好環(huán)保工作的責任意識。正確處理環(huán)境保護與經濟發(fā)展和社會進步的關系。在發(fā)展中落實保護，在保護中促進發(fā)展，實施可

18、持續(xù)的科學發(fā)展。我國煤化工產業(yè)決不能走單一的煤轉化之路，必須走高效、節(jié)能和環(huán)境友好的可持續(xù)發(fā)展之路，應將防范和解決環(huán)境保護問題貫穿于煤化工項目的規(guī)劃、設計、建設、運行和管理等全過程之中。清潔生產和清潔生產技術是煤化工產業(yè)防范和解決環(huán)境保護問題的重點和核心，必須予以高度重視，煤化工產業(yè)應選用成熟的清潔生產技術，認真實行清潔生產制度。6結語我國貧油、少氣、多煤的能源結構決定了現階段煤仍然是我國的主要能源形式，煤化工可從煤中提取多種產品，這大大提高了煤的綜合利用價值9，適度發(fā)展煤化工是必要的。但決不能讓煤化工產業(yè)所產生的污染物破壞我們的生存環(huán)境，我們要齊心協(xié)力，用我們的智慧和遠見，主動調整和控制自身的行為。在生態(tài)、環(huán)境可承載的能力和條件下，把煤化工產業(yè)建設成為具有社會責任感、