近年来,国能新疆化工有限公司(以下简称新疆化工)坚持以习近平生态文明思想为指导,积极落实国家能源集团公司“清洁化”战略部署要求,以坚定政治决心、工作态度推动生态环境治理体系和治理能力现代化,主要大气污染物排放总量大幅削减,污水实现“零排放”,污染攻坚战取得了阶段性成果。
2022年,国家发布《“十四五”工业绿色发展规划》《八部门关于印发加快推动工业资源综合利用实施方案的通知》,对持续推进绿色发展提出了更高的要求。新疆化工位于乌鲁木齐,距离内地远,固废合规处置难度大,资源化利用率低。为此,该公司将“被动”转为“主动”,“难点”变成“亮点”,积极开辟固废资源化利用新路径,提升固废综合利用水平,大幅降低处置成本。
多措并举 探索气化渣综合利用途径
气化渣为煤化工大宗固废的代表,据统计,我国每年煤气化渣的产生量超过3300万吨,新疆化工气化渣产量32万-40万吨/年,大量的气化渣填埋会对生态环境造成较大的污染。气化渣中含有未燃烧完全的残炭,气化细渣含碳量高达20%-40%,推进气化渣高效综合利用从生态环境和降本增效两方面都有着极为重要的意义,是企业高质量可持续发展的必然选择。
一是成功试验高压煤粉锅炉掺烧气化细渣。新疆化工建设有4台480t/h高温高压煤粉炉锅炉(三开一备),锅炉以准东煤田五彩湾矿区煤作为主燃料煤,以乌东煤作为调剂用煤。2022年4月开始,根据燃煤配比、成分、气化渣组分开展掺烧试验,气化细渣掺配比例为3%和5%两种工况,试验期间对掺配气化渣后入炉煤进行工业分析及炉渣可燃物分析,根据锅炉燃烧及结焦情况进行检查和优化运行调整,并记录锅炉负荷、煤量、氧量、炉膛出口温度等主要参数。在气化细渣掺烧期间,锅炉运行状况良好。随掺烧比例的提高,磨煤机、制粉系统的单耗均较未掺烧时有所升高(掺3%气化渣上升6.06%,掺5%气化渣上升5.93%),锅炉受热面结焦、蒸汽负荷较未掺烧前无明显变化,对硫酸铵结晶系统无明显影响,烟气经处理后满足超低排放标准要求。截至目前已累计掺烧气化细渣5005吨,节省燃料煤消耗2500吨。
二是利用气化渣为原料生产页岩烧结砖。页岩的主要化学成分为二氧化硅(65%)、三氧化二铝(15%),气化渣成分与页岩相似,但碳含量较高,因此气化渣(30%)在焙烧过程中,一部分作为燃料后,剩余成分与页岩(70%)在1000℃左右高温下发生玻璃化反应,冷却后制成可以满足国家标准的烧结砖。新疆化工联合乌鲁木齐市米东大洪沟陶粒页岩矿开展试验,并将气化渣成功用于烧结砖的制备,为气化渣的连续、稳定资源化利用打通渠道。
三是开展气化渣用于矿山修复和土壤重构试验。新疆化工联合中国矿业大学(北京)以新疆能源红沙泉露天煤矿排土场和乌东矿区塌陷区为研究区,从气化渣特征属性出发,强化气化渣可用于土壤重构与土壤改良的资源特征,研究气化渣用于土壤改良与土壤重构的效果,模拟气化渣特征污染物迁移转化与暴露场景,研究气化渣在回填后特征污染物的迁移转化规律,开展气化渣用矿山修复的生态环境风险评估。经检测,制备的气化渣浸出液中氟化物、总铬等主要污染物含量均满足《污水综合排放标准》,气化渣属于Ⅰ类固废。气化渣与当地不同粒径砂石级配后,用于深层土壤重构,重构土壤表层较原状土盐分降低88%,多次灌溉后较原状土增加保水量50.2%,对在新疆地区盐碱荒漠化地区开展矿山修复起到了良好的示范效果,为下一步实现气化渣沉陷区修复和矿坑回填提供了较好的理论和技术指导。
四是开展气化渣制备土壤改良剂试验。气化渣表面多孔,含有丰富的有机质、氮、磷、钾等作物所需的养分元素。新疆化工联合中国矿业大学(北京)以改性后的气化渣为主要成分,辅以粉煤灰、活性污泥等作为助剂制备土壤调理剂,获得具有养分缓释性能、吸水速率好、保水性能强、保肥性能优、控盐性能佳的适用于新疆盐碱荒漠化严重矿山修复用的土壤调理剂。调理剂在新疆红沙泉煤矿进行了野外盆栽实验与野外大田实验,使用气化渣制备的土壤调理剂后,植被成活率提高20%,使用含有15%的气化渣土壤调理剂的红柳植株株高与胸径均得到显著提高,土壤保水保肥性能提升明显。
攻坚克难 解决黄油处置环保难题
黄油处置是行业内的老大难问题。废碱液中黄油含量大,长期集聚导致废碱液焚烧炉不能长周期稳定运行,需要定期清理。新疆化工2020年清理黄油9次647吨,平均40天需要清理1次黄油。清理出的黄油因黏性太大,第三方单位无法入炉处置,且黄油伴有浓烈刺鼻性气味,在收集、贮存等过程中均存在较大的安全环保风险。
鉴于此,新疆化工成立技术攻关组探索解决黄油问题。一是试验多种黄油抑制剂,选取产生黄油少的新品牌药剂;二是水洗塔双塔代替原有的单塔运行。通过以上措施将年产生黄油量从2020年的647吨降低至2021年的261.75吨,清理量降低69.06%,减量效果明显。在减量化的基础上,新疆化工对现有设备设施进行优化,采用2-丙基庚醇作为溶剂,在2022年3月成功试验黄油溶解,打通了溶剂采购、加注、黄油溶解、油水分离、废油装车、废油销售全流程,从根本上消除了黄油清理带来的安全环保风险。
主动作为 首次实现结晶盐资源化利用
目前行业内废盐资源化利用程度低,大多数长期在库房堆存。为此,新疆化工主动探索资源化利用途径,联合周边洗衣粉生产厂家,通过优化冲洗时间、改造卸料口等方式,解决了结晶盐水分高、容易结块、颜色深的问题,并将其代替元明粉用于洗衣粉的生产。经检测,该洗衣粉各项指标达到产品标准要求,目前该洗衣粉生产厂家每年可使用约2500吨结晶盐,新疆化工每年可节省处置费约1125万元。后续调整工艺、提升白度后,结晶盐的使用量还会增加,届时,结晶盐的处置费用将进一步降低。
挖潜增效 常态化掺烧生化污泥
新疆化工年产生化污泥1400吨,处置费约390万元,目前已全部实现气化炉掺烧使用,取得了较好的经济效益和环境效益。一是对照《国家危险废物名录》(2021年版),在确定最新版本里未将生化污泥明确列为危险废物后,及时提出并组织鉴别生化污泥为一般固废,是新疆第一例将生化污泥鉴别成一般固废的企业。鉴别成功后,气化炉掺烧具备合规性基础。二是实施气化炉掺烧。通过分阶段实施,制定合理投料方案,评估对气化炉、水系统影响。掺烧后未出现堵渣、带水等现象,对水煤浆制备工序、煤浆指标无明显影响,有效气产量未发生明显变化,具备常态化掺烧条件,目前已实现产、烧平衡和常态化掺烧机制。
“十四五”时期是推动减污降碳协同增效、实现生态环境质量改善由量变到质变的关键时期,新疆化工将持续发力,破解行业固废资源化利用难题,变废为宝,打造“无废企业”,助创“无废城市”“无废集团”建设,让绿色成为国能新疆化工有限公司高质量发展的底色。
(文/张瑞梅 李亚珍)