煤化工高浓盐水分质资源化利用

煤化工高浓盐水分质资源化利用

连永雯

宁夏宝丰能源集团股份有限公司 宁夏银川 750411

摘要：根据国家出台的《现代煤化工建设项目环境准入条件》规定，煤化工生产废物中的硫酸钠、氯化钠等结晶杂盐，被定性为危险废物，对水资源、土壤环境有很大的污染和破坏性，要进行相关处理，无害化排放成本较高，生产企业负担沉重，基于此，煤化工高浓盐水分质资源化利用工艺得以广泛推广应用，分离出高品质的工业盐，又实现了煤化工生产废水“0”排放，提高了废物回收综合利用水平。本文就煤化工高浓盐水分质资源化利用进行分析探讨。

关键词：煤化工；高浓盐水；分质资源化；工艺研究与石油、天然气相比较，我国的煤炭资源更加丰富，储量较大，山西、内蒙古、陕西、新疆、贵州、安徽等均为产煤大省，据国家统计局公布的数据显示，2021年全国原煤产量突破40.7亿吨，同比增4.7%，其中，山西原煤产量为11.93亿吨；内蒙古原煤产量为10.39亿吨；陕西原煤产量为7亿吨；新疆原煤产量为3.2亿吨；贵州原煤产量为1.3亿吨；安徽原煤产量为1.13亿吨。发展煤化工产业对我国的经济发展有举足轻重的影响，而解决煤化工产业发展与水资源短缺、废水污染的矛盾，又迫在眉睫，根据现代煤化工高浓盐废水水质的特点，采取相应的工艺，进行分质资源化利用，把废水浓盐成分硫酸钠、氯化钠回收资源化利用，既解决了废水排放对环境污染问题，又节省了水资源。1煤化工高浓盐水分质资源化利用的生产工艺

煤化工生产的废水浓盐水成分较为复杂，除了盐类物质，还有大量的酚、烃、氰、喹啉、联苯等有机物，分离处理难度极大，需要多种工艺技术共同作用，才能实现分质资源化利用的目的。目前，常规的高浓盐水分质资源化利用的工艺技术有热法分盐工艺技术、膜法分盐工艺技术以及预处理净化+膜浓缩+有机物降解脱除+分质结晶综合工艺技术。

1.1热法分盐工艺技术

该工艺技术属于较为传统的煤化工高浓盐水分质资源化利用工艺技术，就是利用煤化工废水中氯化钠、硫酸钠、硝酸钠等不同盐分的溶解度受温度影响的不同，通过加热、降温等相关工艺，使盐类产品析出结晶，得以回收。在常温下一定体积的水能够溶解氯化钠、硫酸钠或硝酸钠的量是一定的，这就是该物质的溶解度，超过了溶解度，盐分就会在溶液中结晶析出；由于有些物质的溶解度受温度影响比较大，如硝酸钾0°C时100g水中能溶解该物质13.3g；30°C时100g水能溶解该物质45.8g；100°C时100g水能溶解该物质246g；由此可以看出，随着温度的降低，硝酸钾的溶解度迅速变小，同样，硫酸钾的溶解度也是如此，只不过同一温度时，与硝酸钾的溶解度不同罢了。这样通过降低煤化工废水温度的方法，能有最大限度使废水中的硫酸钾、硝酸钾盐分依次结晶析出，从而使废水得到了净化处理。另外，还有的物质的溶解度受温度的影响不大，像氯化钠就是如此，0°C时该物质的溶解度为35.7；20°C时为36；50°C时为37；100°C为39.8，也就是说随着温度的升高，溶解度略有变化，采用加热或降温的方法处理煤化工废水，对于氯化钠的处理较难。一般采取蒸发结晶的工艺，使废水浓盐成分中的氯化钠结晶析出。

1.2膜法分盐工艺技术

该工艺技术就是利用煤化工废水中钠盐成分的化合价不同，选用纳滤膜通过一价钠盐与二价钠盐的通透性不同，实现盐分有效分离的工艺技术。该技术对煤化工废水末端固态盐的资源化处理效果很好，在多家煤化工生产的污水处理循环利用中，广泛推广应用。技术优势特点表现为选择通透性高效，能够保证成品盐的纯度，常温下能够实现对不同粒径无机盐无损高倍率回收。如安徽正旺膜分离技术股份有限公司生产纳膜片及纳滤设备，操作压力较高，能够把硫酸钠浓缩到16%-20%，氯化钠和硫酸钠等结晶盐纯度超过99.8%。

1.3预处理净化+膜浓缩+有机物降解脱除+分质结晶综合工艺技术

该工艺技术是基于常规浓盐水分质资源化利用工艺技术在实际生产过程中水回收成本高，能源消耗量大的缺陷，不断技术创新的成果，通过MVR蒸发系统与耦合膜浓缩系统的有机结合，与传统工艺技术比较降低能耗50%左右，而且残渣较少，处理废水循环利用的残渣费用大大减少。据宁波工程公司环保室副主任陈鑫介绍，该煤化工高浓盐水分质资源化利用新工艺技术的应用，除节约成本外，分离回收的盐类产品均为高附加值产品，1吨煤化工高浓盐废水分质得到的盐类产品能够增收12.32-75.08元的收入。如煤化工高浓盐水分质资源化利用中利用该技术工艺获得的硫酸钙晶须，具有高强度、高韧性、耐磨耗、耐酸碱、无毒、高模量、高绝缘性、耐高温、抗腐蚀等材料优良性能，广泛应用在塑料、树脂、造纸生产中作功能性填料或补强增韧剂，也可直接作为保温材料、过滤材料、耐火隔热材料、绝缘材料和红外线反射材料，市场需求空间巨大。分质结晶新技术工艺目前已经成为煤化工高浓盐水资源化利用与绿色处理的高新技术，应用该技术能够显著提升经济效益和环保效益。

2煤化工高浓盐水分质资源化利用存在的问题

2.1引发二次污染

常规的煤化工高浓盐水分质资源化利用工艺工序分6道环节：①污水采集；②污水留置贮存；③废水自然蒸发；④处理结晶；⑤粗盐净化；⑥母液处理，在煤化工废水“0”排放的过程中，经过这几道工序的操作，都相关的极高的技术要求，处理不到位，大量的废渣及废水暂存池都会导致对环境的二次污染；如废渣内的盐类产品净化不够，排放后长期的渗透、扬尘会对地下水、大气环境造成污染，导致酸雨增加，植被枯萎，水土流失频发等灾害增多。

2.2废水处理设施运行维护不够

煤化工高浓盐水分质资源化利用中的废水处理设施设备，运行维护费用较高，有的企业在废水“0”排放过程，重建轻管，主要是为了减少持续投入，这样一来，废水贮水池、蒸发池就会出现渗漏或者扬尘污染，运行维护不够，导致煤化工高浓盐水分质资源化利用的生产规划不合理、工艺技术不完善等，不但流失浪费大量资源，也不可能实现废水的“0”排放目标。

3煤化工高浓盐水分质资源化利用的创新策略

3.1完善基础设施

随着煤化工高浓盐水分质资源化利用工艺技术与时俱进，不断创新，需要对煤化工废水“0”排放基础设施进一步完善，增加投入，配置新设备，才能实现节能增效，经济环保。如山西某工业园的煤化工高浓盐水分质资源化利用项目，投资21.38亿元，对占地800亩的煤化工废水处理基础设施进行了完善，将煤化工高浓盐水分质资源化利用基础设施划分为3个功能区，即：废水污水处理功能区、中水回用功能区和蒸发结晶功能区；首先，煤化工废水进入废水污水处理功能区进行预处理，加药过滤，促使废水生产沉淀，根据不同的水质，水解酸化处理、厌氧生化处理，把废水变为可提纯盐类物质的溶液；其次，将可提纯废水引入中水回用功能区，经超滤反渗透装置设备净化，把废水溶液中的有毒重金属离子去除，分离出57%的生产中用水，循环利用；25%的高浓盐水倒入蒸发结晶功能区，经蒸发结晶分盐处理，提炼出硫酸钙晶须、氯化钠和硫酸钠高附加值工业产品，净化后的废水，可循环利用。

3.2创新浓盐水分质资源化利用工艺技术

创新是发展的动力，煤化工高浓盐水分质资源化利用工艺技术也是一样，需要不断地创新，才能取得相应的效果。如宁夏能源公司针对煤化工高浓盐水分质资源化利用常规工艺技术在应用中成本高，耗资大，产生的废渣多等缺陷，与华东理工大学、宁波化工技术研究所等一起科研攻关，煤化工高浓盐水分质资源化利用创新的关键技术应用成功，改进了高浓盐水分质结晶器，获得了8项技术专利。工艺技术的创新实现了高浓盐水从源头控制到过程管控和末端治理，符合绿色发展趋势，降低了高浓盐水分质资源利用化成本。

4结束语

煤化工高浓盐水分质资源化利用其目的是推动煤化工装置的废弃物渣减量化、资源化、无害化达到高附加值利用，因此，要与时俱进，不断注重技术的创新，把煤化工高浓盐水分质资源化利用工艺技术推向新的水平。

参考文献：

[1]施武斌,周厚方,丁志刚,彭国祥,陈志斌,陈嵩.煤化工高浓盐水分质资源化利用[J].给水排水,2018,(S2):167-169.

[2]孙磊磊,刘志学,吕俊杰,杜志飞,刘艳梅,滕巍,李思序.伊泰集团对现代煤化工产生浓盐水的分质结晶资源化利用[J].煤炭加工与综合利用,2018,(06):32-35.

[3]周厚方,施武斌,丁志刚,彭国祥,陈志斌,陈嵩.煤化工高浓盐水分质资源化利用[J].煤炭加工与综合利用,2017,(12):23-26.

作者简介：连永雯（1997.12—）男 汉族 宁夏固原人，大学本科学历 助理工程师，研究方向为环保管理。