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“三废”:用对地方就是资源 ——从宁夏煤业煤制油看煤炭清洁转化“最后一公里” 2024年07月15日  冯韶新

■ 本报记者 冯韶新

“世界上没有废物,只有放错了位置的资源。”不管这句话科学与否,单论“变废为宝”,就能认同这句话的深刻涵义。

当我们走在国家能源集团宁夏煤业400万吨/年煤炭间接液化示范项目园区内,便可领略“煤变油”的奥妙。一块煤炭,经过一系列装置,“幻化”为油品和化学品,实现了由“黑”变“白”。但这并不代表煤炭已经彻底完成了清洁转化,还需要绿色处置“幻化”过程中产生的废水、废气、废渣(即“三废”),才算真正意义上的清洁。

这煤制油清洁转化的“最后一公里”,究竟应该如何走好?请您跟随记者的脚步,一起到宁夏煤业的项目园区中探寻答案。

废水,循环利用近零排放

“高化学需氧量和高乙酸等是煤制油废水处置的难点。”宁夏煤业煤制油公用工程管理中心副总工程师张诚说,“与煤制油项目匹配的水处理装置无论从规模上还是水处理量上都是全国最大,处理的水质成分也是行业最复杂的。”

走在400万吨/年煤炭间接液化示范项目园区内,看着偌大的废水处置厂区,张诚介绍说,占地面积20.1万平方米废水处置厂区,废水在2624台通用设备和2661台套机械设备协作下,经预处理、膜处理、高级氧化、生化、纳滤、蒸发结晶等多种工艺,最终生产出产品水。

产品水全部进入煤化工生产系统代替新鲜水,满足烯烃一分公司和煤制油分公司生产用水。水的关键指标COD、氨氮浓度,TDS值和氯离子均达到行业领先水平。

煤制油废水处置,不仅仅需要先进的处理装置,更需要先进技术来支撑。近年来,公用工程管理中心遵循“安全、清洁、稳定”原则,加大科技创新力度,确保处理水指标领先。张诚说:“我们中心除盐水治水能力1500吨/小时,全国工程量最大;全国率先启用耐酸菌和厌氧EGSB工艺,清洁高效处理费托合成废水;回用水系统实现污废水回用率达94.6%,实现近零排放。”

作为宁夏煤业环保1号工程,煤制油污废水处理装置年处理水量3400万吨,全部回用于煤制油项目及其配套项目中,当年可减少配水量高达50%。

下一步,煤制油公用工程管理中心将建设数字化智能化智慧化水务大脑,通过智能操作,降低物料消耗和运行成本,彻底实现安全、清洁、稳定“零排放项目”目标,为宁东能源化工基地可持续发展和黄河流域生态保护贡献智慧。

废气,二氧化碳捕集化害为利

“十三五”以来,宁夏煤业公司深入推进煤炭清洁高效开发利用,构建了以煤制油、煤基烯烃、精细化工等产业为重点,多产融合、多极支撑的产业发展格局。

然而,煤制油化工产业高碳属性带来的大规模二氧化碳排放与高质量发展之间的矛盾逐步凸显。

如何解决这一矛盾?宁夏煤业选择了CCUS——即将二氧化碳进行捕集、直接加以利用并进行封存的工业过程。

CCUS是当前国际公认的重要减碳路径之一,也是实现碳达峰碳中和的兜底技术。开展CCUS项目规划建设符合国家能源集团及宁夏煤业公司关于煤制油化工绿色低碳化发展的战略部署。

在宁夏煤业300万吨/年CCUS示范项目一期工程项目现场,两台1000立方米球罐焊接热处理试压工作已结束,项目全面进入土建交安阶段。

据煤制油化工工程建设指挥部聚甲醛二期项目部副经理王培宁介绍,该项目是由地方政府、宁夏煤业和中国石油长庆油田分公司两家央企联合打造的绿色低碳示范项目。项目在全球首次实现现代煤化工和大型油气田开采之间的绿色减碳合作,建成后将成为我国最大的碳捕集利用与封存全产业链示范基地。

项目总投资约102亿元分三期建设,一期工程以宁夏煤业煤制油分公司和烯烃一分公司低温甲醇洗装置排放的高纯二氧化碳为主要碳源,建设50万吨/年二氧化碳捕集液化工程、40万吨/年二氧化碳驱油封存工程和10万吨/年二氧化碳煤矿井下综合利用工程,计划2024年10月建成投运。

二期和三期工程将碳源经预处理、加压后,作为超临界二氧化碳产品通过长输管道输送至长庆油田驱油。

项目建成达产后,每年减排二氧化碳可达300万吨,30年运营期内,可累计注入二氧化碳7450万吨,累计增油1700万吨以上。

废渣,综合利用变废为宝

矸石、炉底渣经过破碎与气化渣、脱硫石膏掺配形成“骨料”,“骨料”再与粉煤灰、胶结料、矿井复用水搅拌混合,然后通过充填泵输送到矿井采空区进行固废充填。

这个落户于宁夏煤业任家庄煤矿的大宗煤基固废绿色充填工程示范项目,从根本上改变煤制油化工固废处置难的被动局面。

宁夏煤业煤制油化工板块气化渣等固废,每年要支出高达1.5亿元的处置费。为构建绿色低碳循环发展的产业体系,重塑人与自然和谐共生的生态文明系统,宁夏煤业积极推进大宗煤基固废绿色充填工程示范项目落地,并于2023年6月8日试运投产,项目对比现有同类技术,能耗降低22%,生产成本降低37%,产业链接煤基固废利用率96%。

任家庄煤矿总工程师马国军说:“大宗煤基固废绿色充填除大规模改变矿压分布,减少采空区地表塌陷,防止采空区发火的作用,还有力提升了安全环保水平应用前景广阔。”

除却作为骨料填充煤矿采空区,煤制油气化渣还被作为原料变废为宝。

煤制油项目公管公司资源循环利用管理部技术员方鹏程算了一笔账:宁夏煤业煤制油化工板块每年产生350万吨左右的气化细渣干基残碳量为10%至30%,高位发热量高达3000大卡,含水率约55%,经过脱水干燥处理后,相当于增加了近100万吨末煤,同时还可从中提取约35万吨残炭,经济价值数以亿计。

该公司自主研发蒸汽余热气化滤饼干化掺烧工艺技术及装备,并建成气化滤饼干化厂房,实现国内气化滤饼工业化掺烧利用“零”的突破。截至5月27日,累计综合利用滤饼3.9万吨,创造经济效益546.4万元。

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