大型煤制烯烃项目用水节水研究孙晓洪 --中国期刊网

字体：大中小

首页> 原创作品> 正文

大型煤制烯烃项目用水节水研究孙晓洪

发表时间：2020/9/8 来源：《基层建设》2020年第14期作者：孙晓洪王兆戡

[导读] 摘要：目前在我国大型煤制烯烃项目发展过程中，由于盈利能力受到国际总趋势的影响，项目中的高耗能和耗水情况严重，在一定程度上影响项目的总体建设质量。

        陕西煤化工技术工程中心有限公司陕西西安 710075
        摘要：目前在我国大型煤制烯烃项目发展过程中，由于盈利能力受到国际总趋势的影响，项目中的高耗能和耗水情况严重，在一定程度上影响项目的总体建设质量。在国家目前提倡的可持续性发展阶段，煤制烯烃项目为了更好的长远性发展，就必须降低耗能，耗水问题。本文主要就大型煤制烯烃项目用水节水进行分析研究，并提出用水量的控制措施，以供参考。
        关键词：煤制烯烃；节水；工业冷却水
        1引言
        我国的工业生产离不开水资源的运用，其在煤化工产业中扮演着非常重要的角色。尤其是煤制烯烃项目在工艺用水中需要用水来辅助化学反应生成。相关人员在进行系统补水时更好的预防循环冷却水蒸发情况和系统的跑冒滴漏损失。在循环冷却水系统指标超高时，可以运用排污后的补水以及脱盐水来补充生产的冲洗水和生活用水等等，对于水资源的用途途径较多，在分析思考过程中可以在工艺路线不发生改变的情况下，可以根据水资源优化利用路线来决定节水的主要技术。但根据目前煤制烯烃的项目发展情况而言，水资源消耗水平降低作用并不明显。部分工厂在进行用水节水时，生活用水在整个煤化工工厂的用水量所占比例不大。二次循环的回用水和节水项目下的水资源并不能得到有效的运用。循环冷却水的跑冒滴漏损失所需的系统补水和指标超高时，在排污后的补水用水量占比非常高。通过改进冷却水系统可以降低对能源的损耗，达到节水的目标。暂时期间，相关人员应根据项目的具体情况来制定节水目标，通过工艺废水处理达到二次用水的目的。
        2循环水用水量控制措施
        2.1循环水蒸发水量控制
        此次举例西部地区的煤制烯烃工厂生产项目，该工厂项目运用循环冷却水系统进行设计，循环水量可达到13t/h，工厂中含有20间机械通风开设冷却塔，针对目前所用的冷却塔可以进行改造设计，增添空冷翘片。在减少循环冷却水与环境接触面积的同时，可以运用传热方式将空冷翘片于环境间接地传热，达到温度变化的全面控制。相关人员可以借助系统采取不同的冷却方式，达到降温成效，进而可以缩减蒸发降温所带来的水量损失率。通过进一步的改造，在高温的天气影响一下循环的回水，可以通过上塔县进入冷却塔的填料进行蒸发冷却降温，在满足供水温度要求的同时，也能够缩减冷却塔填料的水量蒸发率。增加空冷设备的进水量，运用环境的温差值来达到间壁式换热的目的。在对循环冷却水间接冷却的同时，也能够控制循环水温度，减少因蒸发散热带来的损耗问题，达到节水的主要目的。
        2.2循环冷却水旁流处理工艺
        （1）控制浓缩倍率。从节水角度考虑，采用地表水、地下水或海水淡化水作为循环水补充水时，浓缩倍率宜不低于5倍；采用中水作为补充水时，浓缩倍率宜不低于3倍。最佳浓缩倍率应结合水源情况、系统要求和循环水试验结果确定。循环冷却塔应设置塔底淤泥的排污设施。若通过控制浓缩倍率仍然不满足冷却水系统要求，循环水的悬浮物、硬度、碱度等关键指标明显偏高时，可加大塔池淤泥清理，必要时设置循环水旁流处理系统。
        （2）处理工艺。循环水旁流处理工艺需根据循环水水质和循环水预处理工艺以及排污水处理工艺等条件确定，必要时需通过试验确定。通常包括过滤工艺及膜处理等工艺。
        （3）设计原则。旁流处理系统采用过滤工艺时，处理量应根据循环水水质和环境空气含尘量等因素确定，具体计算方法可参考《工业循环冷却水处理设计规范》（GB/T50050）；旁流过滤器出水浊度应小于3NTU。采用膜处理或其他处理工艺时，出水水质可根据相应工艺进行设计。
        （4）辅助措施。在循环冷却水进行旁流处理时，需同时采用辅助手段。辅助手段包括添加化学药剂等方式，采用电化学或生化处理等新工艺，替代传统的阻垢剂、缓蚀剂及杀菌灭藻剂等化学药剂时，应根据循环水水质和凝汽器材质等条件通过试验制定具体的运行控制方案。
        2.3循环冷却水排水处理工艺
        2.3.1达标排放处理工艺
        （1）循环水排水的主要污染物因子有悬浮物、总磷、COD和含盐量等。

期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆

        （2）通常采用混凝+澄清+机械过滤工艺去除悬浮物、总磷和COD，去除COD的深度处理工艺包括石灰混凝、强化混凝、臭氧+生物活性炭和高级氧化+机械过滤等。
        2.3.2回用技术工艺
        合理综合利用。当循环冷却水排水水量小于除渣、输煤、除灰和脱硫等下游用水量时，在不影响下游系统正常运行前提下，可直接至下游用水系统消耗；当循环冷却水排水水量大于除渣、输煤、除灰和脱硫等下游用水量时，通过其他方式仍然不能消耗时，可通过膜或其他工艺实现循环冷却水排水的回用。处理工艺。根据下游系统用水要求，在采用混凝+澄清+过滤基础上，后续采用膜工艺（反渗透、电渗析或纳滤等）或其他工艺对循环水排水进行处理，回收率宜大于70。
        经过处理后，淡水可回用于锅炉补给水处理系统或循环水系统等；在不影响脱硫系统正常稳定运行前提下，浓水可回用至脱硫系统，或至末端高盐废水处理系统合并处理。在处理过程中，必要时去除有机物，对水质进行软化，具体工艺根据选择、药剂投加量及反应条件应通过试验确定。循环水排水有机物去除工艺有强化混凝、高级氧化和臭氧+生物活性炭等；软化工艺有石灰软化、石灰+碳酸钠软化和氢氧化钠+碳酸钠软化等。当缓蚀阻垢剂、杀菌剂等方法进行循环冷却水处理时，应控制适宜的浓缩倍率，确保冷却系统、水泥构筑物及下游用水系统安全稳定可靠运行，并采取有效措施及时清理循环冷却系统塔池淤泥，清理的淤泥按照环保要求进行处理。
        2.4废水处理
        煤制烯烃系统在运行中为控制浆液氯离子和影响石膏结晶的细颗粒物所必须排出的高盐废水，应进行中间处理及“零”排放处理。为降低废水处理系统投资及运行费用，应从源头减少废水水量。系统工艺用水如悬浮物、Cl-等指标，需根据系统运行控制要求确定，在不影响系统正常运行及水平衡的前提下，宜控制浆液氯离子含量至10000～15000mg/L，各厂应根据实际情况提高浆液氯离子浓度，以降低废水水量。当废水中悬浮物、COD或氨氮等含量高时，可采取如下措施：
        （1）当废水中悬浮物偏高时，需通过调节系统旋流装置、或增设系统预处理沉淀设施，降低进入系统的悬浮物含量。
        （2）若出水COD≥150mg/L，应采取强化曝气等措施；若COD仍不达标，可通过加NaClO或其它氧化剂降低出水COD。氧化剂种类、投加位置、投加量、反应时间等最佳条件应通过试验确定。
        （3）若废水氨氮浓度过高（≥100mg/L），首先应通过脱硝优化调整降低脱硝系统的氨逃逸；对于中低浓度氨氮（≤100mg/L）废水，可采用化学氧化法、磷酸铵镁沉淀法、脱气膜法或生物法处理。
        3结语
        根据节水优先、统筹安排、分类治理等原则，制定系统、全面的改造方案。因地制宜、因厂制宜、因水制宜，选择先进成熟可靠、技术经济合理、满足煤制烯烃废项目要求的水处理技术，努力实现雨污分流、梯级利用、充分回用，为后续水处理创造有利条件。构建系统完善、循环通畅、安全高效的取用排水网络，实现生产过程中水的减量化、资源化、循环化。综合考虑环保要求、取水水源、排水指标、化学品来源、污泥处置等外部环境，确保满足排污许可和环保要求。方案制定应以全厂实测或摸底评估为基础，完善全厂废水处理系统监测模块，实现全厂废水排放的分质分类治理和用水节水的最终目的。
        参考文献：
        [1]煤制烯烃项目增加低温乙烯生产设施的方案探讨[J].李涛.化学工程与装备.2019（12）
        [2]宁煤70万t煤制烯烃项目通过生态环境部批复[J].通用机械.2020（Z2）
        [3]煤制烯烃净化工段低压蒸汽过热器Ⅰ换热管泄漏原因分析及处理措施[J].赵军.中国设备工程.2020（12）
        [4]煤制烯烃企业生产装置提高负荷浅析[J].白永伟，李和平，杨金龙.石油与天然气化工.2018（02）
        [5]简要分析煤制烯烃工艺中存在的问题及解决措施[J].张彬柏，李贺.化工管理.2019（23）