1. 项目背景
1.1 项目来源
根据《固定污染源排污许可分类管理名录(2017 年版)》(环境保护部令第 45 号),2020 年需完成现代煤化工工业的排污许可证核发工作。为进一步完善国家环境保护标准体系,推进排污许可制的实施,经过公开征集、遴选,2018 年 8 月,原环境保护部规划财务司发布的《关于确定 2020 年度重点行业排污许可技术规范项目承担单位的通知》(环办便函〔2018〕270 号), 确定由生态环境部环境工程评估中心作为承担单位,由青岛欧赛斯环境与安全技术有限责任公司、中国寰球工程有限公司、中国煤炭加工利用协会、北京飞燕石化环保科技发展有限公司等 4 家作为协作单位共同完成“排污许可证申请与核发技术规范 煤炭加工—合成气和液体燃料生产”制定及相关技术工作。
1.2 工作过程
(1) 2018 年 8 月,工作团队组建;
(2) 2018 年 9 月-12 月,开展了资料调研工作;
(3) 2019 年 4 月-5 月,召开标准内部讨论会,就适用范围、排污单位填报基本信息、产排污环节、排污单位许可内容及管理要求等内容进行讨论,形成标准初稿;
(4) 2019 年 6 月-7 月,调研,明确纳入管控的排放口范围,环境影响评价与排放管理司召开标准开题报告专家论证会,开题专家就项目可行性、适用范围及存在问题等进行了质询, 一致通过了开题论证;
(5) 2019 年 7 月,召开内部讨论会, 经研究、现场调研等工作,形成征求意见稿;
(6) 2019 年 7 月,编制组召开征求意见稿专家讨论会,就许可内容、污染防治可行技术、标准格式等内容进一步完善。
2.国内外煤化工行业概况和发展趋势
2.1 全球煤化工行业概况
现代随着对石油化工产品需求的增加,煤制燃料(油气)、煤制化工品等才逐渐发展起来, 从世界煤化工发展史来看,现代煤化工产业主要集中在南非(煤制油)、美国(煤制天然气) 和中国。
煤制油产业始于 20 世纪 30 年代,最早由德国提出,由于廉价石油和天然气大量开发,各国 F-T 合成的研究势头逐渐减弱。只有南非 SASOL 公司的三个合成油厂仍在运行。我国已经成为最大的煤制油生产国,煤炭直接液化和间接液化技术均处于世界领先水平。
煤制气产业始于 20 世纪 70 年代,目前,成熟的高温完全甲烷化技术主要由德国 BASF、美国 UCI、英国 Johnson Matthey 三家掌握。国内的煤制天然气项目大都采用国外的技术和核心设备。
20 世纪 80 年代初美国提出煤制烯烃,比利时 Feluy 建设的 10 吨/天的 MTO 示范装置(包括 OCP(烯烃裂解)单元)于 2009 年建成开车,德国改性 ZSM 系列催化剂。2005 年,我国合作建设了 50 吨/天的 DMTO 工业试验装置;2009 年,流化床甲醇制丙烯(FMTP)技术采用自主研发的催化剂,主要技术指标和总体技术处于国际领先水平。2010 年 8 月,采用具有自主知识产权 DMTO 技术的神华包头 60 万吨/年甲醇制烯烃装置投料试车一次成功,进入商业化运行
1965 年美国人 Fenton 首次提出“煤制乙二醇”技术。1978 年日本建成了一套年产 6000 吨草酸二丁酯的高压液相试验装置,其后又与美国 UCC 合作开发了常压气相合成草酸酯工艺,完成了中试,但均没有实现工业化生产。2012 年 12 月,新疆天业采用宇部技术制乙二醇项目(5 万吨/年)投产,系统稳定,各项生产工艺参数正常,产品纯度均超过国标优等品标准。
2.2 我国煤化工行业发展现状
目前中国能源生产结构中煤炭产量约占 3/4,能源消费结构中煤炭占消耗总量的 2/3。中国 “富煤、少油、缺气”能源结构决定了我国在今后较长时间的能源消费结构仍以煤为主。煤制合成气分为采用常压煤气化工艺和加压煤气化工艺两大类。煤制液体燃料主要包括煤制油、煤制甲醇、煤制烯烃、煤制乙二醇等。除常压煤气化工艺外,其余煤化工一般称为现代煤化工。
我国现代煤化工项目仍以坑口布局为主,主要分布在煤炭资源丰富的中西部地区,包括内蒙古自治区、陕西省、宁夏自治区、新疆自治区、山西省、云南省及贵州省等,截止到 2019 年, 已投运的现代煤化工项目 43 个,在建现代煤化工项目 41 个。
2.3 我国煤化工行业排污现状
(1) 废气
煤制合成气工段包括备煤工段、气化工段,气化工段主要包括固定床常压气化、固定床碎煤加压气化、水煤浆加压气化、粉煤加压气化。目前,原料煤卸煤、储煤、备料和输煤系统排放废气主要为颗粒物。固定床常压气化废气产排污环节主要有吹风气余热回收系统或三废混燃系统排放气、造气循环水冷却塔以及造气废水沉淀池废气收集处理设施排气、造气炉放空废气, 产生的主要污染物为颗粒物、SO2、NOx、汞及其化合物、NH3、H2S、酚类、HCN、NMHC、苯并(a) 芘等。固定床碎煤加压气化废气产排污环节主要有气化炉顶煤仓排气、煤锁放空气煤尘旋风分离器排气、渣池排放气、开车火炬排气,产生的主要污染物为颗粒物、SO2、NOx、H2S、NH3、非甲烷总烃、苯并(a)芘等。水煤浆加压气化废气产排污环节主要有磨前煤仓排气、渣池排放气、闪蒸排放气、灰仓排气,产生的主要污染物为颗粒物、H2S、NH3 等。粉煤加压气化废气产排污环节主要为预干燥机前煤仓、预干燥机、磨前煤仓排气、渣池排放气、闪蒸排放气、酸性气体脱除尾气,产生主要污染物为颗粒物、NOx 、H2S、NH3、CH3OH、非甲烷总烃等。
合成气转化、产品精制工段主要包括煤直接液化、煤间接液化、煤制甲醇/二甲醚、煤制烯烃、煤制合成气/天然气、煤制乙二醇。煤直接液化废气产排污环节主要为催化剂制备单元氧化
反应器排气、催化剂储仓排气、催化剂干燥窑排气、液化煤仓排气、液化煤粉分离器排气、煤液化、加氢稳定、加氢改质、催化重整及稳定塔热载体加热炉烟气、含硫污水储罐排气、尾气油洗塔排气,产生的主要污染物为颗粒物、NH3、SO2、NOX、 NMHC、沥青烟等。煤间接液化废气产排污环节主要有催化剂还原单元催化剂储仓含尘废气、尾气脱碳单元 CO2再生气、加热炉烟气,主要污染物为颗粒物、非甲烷总烃 SO2、NOX等。煤制甲醇/二甲醚废气产排污环节主要为甲醇合成装置蒸汽过热炉烟气,主要污染物为颗粒物、NOX。煤制烯烃废气产排污环节主要有再生器烟气、MTO 装置 CO 余热锅炉烟气、烯烃分离装置废碱液焚烧炉烟气主要污染物为颗粒物、NOx 等。煤制合成气、天然气废气产排污环节主要有汽提塔含氨不凝气,主要污染物有 CO、NH3 等,一般返回硫回收装置。煤制乙二醇废气产排污环节主要为乙二醇精馏工段真空泵尾气洗涤塔尾气、MN 吸收塔驰放气,产生的主要污染物为甲醇、乙二醇等非甲烷总烃。
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