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煤化工系统优化水耗可成倍下降

必联网    发布时间: 2014-07-08    来源:商务部网站    作者:中国能源报

      “煤化工‘高耗水’不是天经地义的结果,很大程度上是工程设计不成熟形成的结果,不是化学工艺反应必然要求,有很大的节水减排空间。”日前,中国系统工程学会过程系统工程专业委员会副主任杨友麒对记者表示,煤化工在发展受到“高耗水”的制约,如何降低产品水耗是煤化工面临的紧迫任务。

  工艺技术“拼盘”造成水耗偏高

  “我国煤和水资源的逆向分布使缺水问题更加突出。” 杨友麒认为,我国的煤炭主要在水资源短缺地区,这些地区的人均水资源只有全国平均水平,主要产煤地区人均水资源只有全国平均的1/2-1/4,在这些地区发展煤化工产业就会引发区域水资源供需失衡的风险。

  杨友麒向记者举例说,一个年产300万吨的煤制油项目年用水量将达到6000万吨左右,这相当于十几万人口的水资源占有量或100多平方公里国土面积的水资源保有量。

  “我国的煤化工产业,正进入一个‘大干快上’的高潮,尤其是在西北内蒙古、宁夏、甘肃、陕西以及新疆地区,都把煤化工当做拉动GDP增速的火车头,投资热情极高,‘十二五’期间批准开工的项目有可能达到8000亿元,其年耗水量可能要在9.3亿立方米的水平,地区环境资源能承受吗?”

  “显然,煤化工面临节水减排的紧迫任务。” 杨友麒认为。

  煤化工当前的水耗高,是由于新一代煤化工均处于大型化开发示范阶段,最核心的首要要求是“打通工艺流程,顺利拿到产品”,而不是“节能节水”。

  “所以在工程配置上,只是满足工艺要求,谈不上优化。而在工艺技术‘拼盘’条件下,各工艺装置招标在前,各自由中标公司设计的公用工程系统完全处于被动满足各方面要求的境地,谈不上优化,造成能耗和水耗偏高。”

  系统优化可使水耗成倍下降

  据了解,国家能源局已经委托中国石化联合会煤化工专委会制定现代煤化工的能耗指标、水耗指标。目前,煤化工专委会正在积极推进示范项目的标定工作,对示范工程的能耗、水耗以及“三废”排放等主要指标进行标定,规范新上项目的准入。

  “我们认为当前的煤化工节水形势类似于十年前的石油化工。” 杨友麒向记者介绍,我国大型煤化工普遍耗水高并非是必然的,缺乏系统优化,有很大的节水减排潜力。过程系统工程(PSE)的方法,对项目整个水网络进行整体优化,这种方法已经在石油化工行业得到验证。

  如果同一产品比较一下用石化路线生产和用煤化工路线生产所用的水耗,就会发现煤化工路线的水耗比石油化工路线高得离谱。如生产一吨乙烯,石油化工路线水耗约6-7吨,而煤化工生产一吨乙烯的水耗就要32吨水(设计值),而烯烃中乙烯和丙烯各占50%,所以折算成乙烯水耗还要加一倍,即64吨水。这就比石油化工的乙烯水耗高了一个数量级,这也说明不是化学反应路线决定的需要,而是其他原因造成的结果。

  “要想把节水减排的潜力挖出来,需要以过程系统工程的方法,把整个水网系统进行优化,特别是公用过程系统的优化。这种过程系统工程的方法在石油化工行业已证明可以使水耗成倍下降。”杨友麒认为。

  实现煤化工项目“零排放”

  对于煤化工能耗、水耗以及“三废”排放等问题,哈尔滨工业大学教授韩洪军认为,由于废水污染环境和废水“零排放”工艺不成熟等原因,煤化工项目的审批受到限制。主要原因在于煤化工废水处理的工艺五花八门,难以选择;运行效果不稳定,难以达标;没有受纳水体,难以“零排放”;承包单位不负责,难以研究攻关。

  韩洪军认为,煤化工废水受纳水体容量极低,目前达到国家要求“零排放”的企业未见媒体报道。

  南京工业大学教授余炎华认为,国内煤化工的废水处理没有成型的工艺,针对性、有效性不足,常用城市污水的处理工艺简单预处理,稀释生化、稀释排放,甚至偷排。据介绍,南京工业大学研发成功了集强化预处理及强化深度处理的全流程“零排放”成套处理工艺。据该校教授徐炎华介绍,该工艺正在神华鄂尔多斯煤直接液化项目进行工程示范运行。

  目前,哈尔滨工业大学正在积极研究一些切实可行的技术,实现煤化工项目的“零排放”。一个示范工程已经运行5个月,用在中煤鄂尔多斯图克的大化肥项目,水是全部回用的,没有排污口。

  中国石油和化学工业联合会副秘书长胡迁林认为:“对于示范工程的能耗、水耗以及三废排放等主要指标进行标定,未达标的项目限期整改或勒令停产。”

  “在综合考虑全国各地区煤炭资源、水资源、环境容量、煤炭石油等资源分布的基础上,对符合行业准入条件可优先支持。”胡迁林表示。

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