1. 項目背景
1.1 項目來源
根據《固定污染源排污許可分類管理名錄(2017 年版)》(環境保護部令第 45 號),2020 年需完成現代煤化工工業的排污許可證核發工作。為進一步完善國家環境保護標準體系,推進排污許可制的實施,經過公開征集、遴選,2018 年 8 月,原環境保護部規劃財務司發布的《關于確定 2020 年度重點行業排污許可技術規范項目承擔單位的通知》(環辦便函〔2018〕270 號), 確定由生態環境部環境工程評估中心作為承擔單位,由青島歐賽斯環境與安全技術有限責任公司、中國寰球工程有限公司、中國煤炭加工利用協會、北京飛燕石化環保科技發展有限公司等 4 家作為協作單位共同完成“排污許可證申請與核發技術規范 煤炭加工—合成氣和液體燃料生產”制定及相關技術工作。
1.2 工作過程
(1) 2018 年 8 月,工作團隊組建;
(2) 2018 年 9 月-12 月,開展了資料調研工作;
(3) 2019 年 4 月-5 月,召開標準內部討論會,就適用范圍、排污單位填報基本信息、產排污環節、排污單位許可內容及管理要求等內容進行討論,形成標準初稿;
(4) 2019 年 6 月-7 月,調研,明確納入管控的排放口范圍,環境影響評價與排放管理司召開標準開題報告專家論證會,開題專家就項目可行性、適用范圍及存在問題等進行了質詢, 一致通過了開題論證;
(5) 2019 年 7 月,召開內部討論會, 經研究、現場調研等工作,形成征求意見稿;
(6) 2019 年 7 月,編制組召開征求意見稿專家討論會,就許可內容、污染防治可行技術、標準格式等內容進一步完善。
2.國內外煤化工行業概況和發展趨勢
2.1 全球煤化工行業概況
現代隨著對石油化工產品需求的增加,煤制燃料(油氣)、煤制化工品等才逐漸發展起來, 從世界煤化工發展史來看,現代煤化工產業主要集中在南非(煤制油)、美國(煤制天然氣) 和中國。
煤制油產業始于 20 世紀 30 年代,最早由德國提出,由于廉價石油和天然氣大量開發,各國 F-T 合成的研究勢頭逐漸減弱。只有南非 SASOL 公司的三個合成油廠仍在運行。我國已經成為最大的煤制油生產國,煤炭直接液化和間接液化技術均處于世界領先水平。
煤制氣產業始于 20 世紀 70 年代,目前,成熟的高溫完全甲烷化技術主要由德國 BASF、美國 UCI、英國 Johnson Matthey 三家掌握。國內的煤制天然氣項目大都采用國外的技術和核心設備。
20 世紀 80 年代初美國提出煤制烯烴,比利時 Feluy 建設的 10 噸/天的 MTO 示范裝置(包括 OCP(烯烴裂解)單元)于 2009 年建成開車,德國改性 ZSM 系列催化劑。2005 年,我國合作建設了 50 噸/天的 DMTO 工業試驗裝置;2009 年,流化床甲醇制丙烯(FMTP)技術采用自主研發的催化劑,主要技術指標和總體技術處于國際領先水平。2010 年 8 月,采用具有自主知識產權 DMTO 技術的神華包頭 60 萬噸/年甲醇制烯烴裝置投料試車一次成功,進入商業化運行
1965 年美國人 Fenton 首次提出“煤制乙二醇”技術。1978 年日本建成了一套年產 6000 噸草酸二丁酯的高壓液相試驗裝置,其后又與美國 UCC 合作開發了常壓氣相合成草酸酯工藝,完成了中試,但均沒有實現工業化生產。2012 年 12 月,新疆天業采用宇部技術制乙二醇項目(5 萬噸/年)投產,系統穩定,各項生產工藝參數正常,產品純度均超過國標優等品標準。
2.2 我國煤化工行業發展現狀
目前中國能源生產結構中煤炭產量約占 3/4,能源消費結構中煤炭占消耗總量的 2/3。中國 “富煤、少油、缺氣”能源結構決定了我國在今后較長時間的能源消費結構仍以煤為主。煤制合成氣分為采用常壓煤氣化工藝和加壓煤氣化工藝兩大類。煤制液體燃料主要包括煤制油、煤制甲醇、煤制烯烴、煤制乙二醇等。除常壓煤氣化工藝外,其余煤化工一般稱為現代煤化工。
我國現代煤化工項目仍以坑口布局為主,主要分布在煤炭資源豐富的中西部地區,包括內蒙古自治區、陜西省、寧夏自治區、新疆自治區、山西省、云南省及貴州省等,截止到 2019 年, 已投運的現代煤化工項目 43 個,在建現代煤化工項目 41 個。
2.3 我國煤化工行業排污現狀
(1) 廢氣
煤制合成氣工段包括備煤工段、氣化工段,氣化工段主要包括固定床常壓氣化、固定床碎煤加壓氣化、水煤漿加壓氣化、粉煤加壓氣化。目前,原料煤卸煤、儲煤、備料和輸煤系統排放廢氣主要為顆粒物。固定床常壓氣化廢氣產排污環節主要有吹風氣余熱回收系統或三廢混燃系統排放氣、造氣循環水冷卻塔以及造氣廢水沉淀池廢氣收集處理設施排氣、造氣爐放空廢氣, 產生的主要污染物為顆粒物、SO2、NOx、汞及其化合物、NH3、H2S、酚類、HCN、NMHC、苯并(a) 芘等。固定床碎煤加壓氣化廢氣產排污環節主要有氣化爐頂煤倉排氣、煤鎖放空氣煤塵旋風分離器排氣、渣池排放氣、開車火炬排氣,產生的主要污染物為顆粒物、SO2、NOx、H2S、NH3、非甲烷總烴、苯并(a)芘等。水煤漿加壓氣化廢氣產排污環節主要有磨前煤倉排氣、渣池排放氣、閃蒸排放氣、灰倉排氣,產生的主要污染物為顆粒物、H2S、NH3 等。粉煤加壓氣化廢氣產排污環節主要為預干燥機前煤倉、預干燥機、磨前煤倉排氣、渣池排放氣、閃蒸排放氣、酸性氣體脫除尾氣,產生主要污染物為顆粒物、NOx 、H2S、NH3、CH3OH、非甲烷總烴等。
合成氣轉化、產品精制工段主要包括煤直接液化、煤間接液化、煤制甲醇/二甲醚、煤制烯烴、煤制合成氣/天然氣、煤制乙二醇。煤直接液化廢氣產排污環節主要為催化劑制備單元氧化
反應器排氣、催化劑儲倉排氣、催化劑干燥窯排氣、液化煤倉排氣、液化煤粉分離器排氣、煤液化、加氫穩定、加氫改質、催化重整及穩定塔熱載體加熱爐煙氣、含硫污水儲罐排氣、尾氣油洗塔排氣,產生的主要污染物為顆粒物、NH3、SO2、NOX、 NMHC、瀝青煙等。煤間接液化廢氣產排污環節主要有催化劑還原單元催化劑儲倉含塵廢氣、尾氣脫碳單元 CO2再生氣、加熱爐煙氣,主要污染物為顆粒物、非甲烷總烴 SO2、NOX等。煤制甲醇/二甲醚廢氣產排污環節主要為甲醇合成裝置蒸汽過熱爐煙氣,主要污染物為顆粒物、NOX。煤制烯烴廢氣產排污環節主要有再生器煙氣、MTO 裝置 CO 余熱鍋爐煙氣、烯烴分離裝置廢堿液焚燒爐煙氣主要污染物為顆粒物、NOx 等。煤制合成氣、天然氣廢氣產排污環節主要有汽提塔含氨不凝氣,主要污染物有 CO、NH3 等,一般返回硫回收裝置。煤制乙二醇廢氣產排污環節主要為乙二醇精餾工段真空泵尾氣洗滌塔尾氣、MN 吸收塔馳放氣,產生的主要污染物為甲醇、乙二醇等非甲烷總烴。
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