陆文涛，周列
（上海境业环保能源科技股份有限公司，上海201206）
［摘要］常压固定层间歇制气工艺在我国被广泛使用，但近年来随着节能环保工作越来越受到重视，其面临较大的环保问题——大量废渣、废水、废气的无害化处理较困难，尤其是其废水处理难度大、成本高，环保治理势在必行。在河北省东光化工有限责任公司成功实施固定层间歇制气系统环保改造后，2020年9月山西兰花科创田悦化肥有限责任公司与河北正元化工工程设计有限公司、上海境业环保能源科技股份有限公司三方合作实施了山西省首个固定层间歇制气多污染源一体化环保治理项目——4套造气系统各增设1套煤气过滤与净化模组GCM+间接冷却装置。2021年6—8月本环保治理项目投运后，田悦化肥造气界区现场环境得到根本性改善，污染物排放总量、企业环保压力大幅降低，企业市场竞争力明显提升，为田悦化肥在当前严峻的环保形势下求生存、求发展打下了坚实的基础。
［关键词］固定层间歇气化炉；多污染源一体化环保治理项目；工艺方案；煤气过滤与净化模组；间接冷却装置；技术特点；运行情况
［中图分类号］TQ546.5 ［文献标志码］B ［文章编号］1004-9932（2023）03-0010-04
0 引 言
常压气化炉主要包括UGI固定层间歇气化炉、循环流化床气化炉等，长期以来我国常压固定层间歇制气工艺占气化工艺的比重超过50%，近年来由于环保、经营等方面的原因其比重持续下降。固定层间歇制气工艺，应用时间长且工艺成熟，工艺简单，投资低，在我国被广泛应用，且一般采用热稳定性好、机械强度高的无烟块煤，吨氨消耗低，但其始终面临着较大的环保问题——大量废渣、废水、废气的无害化处理较困难，尤其是其废水成分复杂，处理起来难度大、成本高。
2018年7月3日国务院印发的《打赢蓝天保卫战三年行动计划》［1］明确指出，要“开展工业炉窑治理专项行动。各地制定工业炉窑综合整治实施方案。加大化肥行业固定床间歇式煤气化炉整改力度；凡未列入清单的工业炉窑均纳入秋冬季错峰生产方案”。其后，各部委又陆续联合发布了《工业炉窑大气污染综合治理方案》（环大气〔2019〕56号）、《持续打好污染防治攻坚战》、《工业废水循环利用实施方案》、《减污降碳协同增效实施方案》等文件，各省区市的“十四五”规划中也要求限制两高产业发展、加强生态环境保护。简言之，节能环保越来越受到重视，政策持续趋严并有明显的导向。
自2019年11月开始，河北省东光化工有限责任公司（简称东光化工）在国内率先实现42台固定层间歇制气炉系统的环保改造，2020年11月，其固定床间歇造气循环水挥发性污染物治理技术通过了中国氮肥工业协会组织的国内先进技术鉴定，与会专家一致认为：该技术具有自主知识产权，实施后解决了现场异味、挥发性污染物排放以及湿渣难以处理的环保问题；装置运行稳定可靠，各项指标达到或优于设计值，基本上消除了固定床间歇造气循环水系统污染物的无组织排放，项目总体技术水平达到国内领先，同意通过科技成果鉴定。由此，东光化工也成为固定层间歇制气行业国内首家B++评级的企业，入选河北省环境监管正面清单（2020年），可在重污染天气应急减排期间“不停产、不限产”。此项技术的成功应用，为广大固定层间歇制气企业指明了方向，山西省晋城市煤化工企业密切关注东光化工的应用情况，确定了晋城地区固定层间歇制气工艺的环保升级路线图；其中，山西兰花科创田悦化肥有限责任公司（简称田悦化肥）根据自身的厂情规划，进行了大量的论证，2020年9月田悦化肥、河北正元化工工程设计有限公司、上海境业环保能源科技股份有限公司（简称上海境业）三方合作，共同实施山西省首个固定层间歇制气多污染源一体化环保治理项目。以下对有关情况作一总结。
1 固定层间歇制气工艺环保治理现状
传统固定层间歇制气工艺中，造气炉制得的粗煤气，经旋风除尘器除尘、废热锅炉降温至200 ℃（副产低压蒸气）后进入洗气塔，通过激冷工艺对粗煤气进行湿法喷淋去除煤气中的粉尘、焦油、盐分等有害物质，净煤气送至气柜。传统固定层间歇制气工艺中蒸汽分解率仅40%～50%，粗煤气在洗气塔中激冷洗涤后析出增量冷凝水，造气循环水通过开放式地沟送至凉水塔再扩散至大气中，增量水扩散蒸发的同时也将溶于水中的VOCs排放入大气，危害操作人员的身心健康，污染周边环境；又由于造气循环水中沉淀的湿渣量大、浸出物多，导致造气循环水成分复杂，传统水处理成本高。这些都成为困扰固定层间歇制气工艺健康发展的瓶颈问题［2］。
目前，国内环保公司对常压固定层间歇制气工艺污水的治理，一般具有代表性的思路为，对原有的洗气塔及凉水塔进行优化改造，对微涡流澄清池排污水进行固液分离。具体改造内容为：改造造气洗气塔内件和煤气出口管道流程，以优化系统运行；改造凉水塔内件，以提高降温效率；新增1套卧螺离心机对微涡流澄清池排污水进行固液分离，以改善造气循环水水质。
对于常压固定层间歇制气工艺中产生的VOCs等有害物质，一般国内煤化工企业采用封闭蓄水池将有害气体通过负压风机引至三废混燃炉进行无害化燃烧处理［3］。
总的来说，固定层间歇制气工艺系统存在如下环保问题：① 湿渣量大，露天堆放，难以处理，析出的渣水污染地下水，并伴随VOCs的无组织排放；② 造气循环水量大，含有氰、酚、氨氮等组分，且COD含量高，处理难度大、成本高；③ 增量水在地沟输送与造气循环水在凉水塔降温过程中，产生的VOCs属无组织排放，难以收集。
2 多污染源一体化环保治理项目方案详解
2.1 设计参数
更多内容详见《中氮肥》2023年第3期