化工廢物利用:解決行業共性難題
化工企業生產留下的電石泥廢渣,如果排放到環境中,將嚴重污染環境和地下水,但是如果進行處理又需要大量的費用。因此,該如何處理電石法聚氯乙烯(PVC)生產工藝中產生的電石泥廢渣,一直是困擾化工行業發展的一個難題。
“通過課題組的科技攻關,這個重大難題終于被解決了。”海化集團總經理韓星三高興地說。
從“廢渣”中收益5千萬元
其實,電石泥的主要成分是氫氧化鈣,而純堿生產中恰好需用氫氧化鈣作原料。于是,課題組成功地開發出具有自主知識產權的電石泥替代石灰乳生產純堿新技術,把氯堿樹脂公司產生的電石泥廢渣送到與其毗鄰的具有年300萬噸生產能力的純堿廠,全部用于純堿生產,在國內率先實現了純堿、氯堿在產業鏈上的“連理 ”,從根本上解決了聚氯乙烯樹脂企業電石泥廢渣環保利用的行業難題。
“兩堿”喜結“連理”后,氯堿樹脂公司直接節省環保設施建設投資1500多萬元,省下了一個占地1000畝的廢渣存放池,每年節約排污費1000多萬元,純堿廠也因此每年節省原材料費用5000多萬元。專家點評:
目前,節約發展、清潔發展、創新發展,已成為海化發展樂章的主旋律。統計顯示,2008年全集團工業用水重復利用率達到90.7%,萬元產值取水量比上年降低11.2%;萬元產值綜合能耗比去年降低了6%,每年從“三廢”里“摳”出綜合效益近5億元。
在循環理念指導和自主創新驅動下,海化人越來越認可這樣一種觀點,那就是“垃圾是放錯了地方的資源”。企業已先后自主開發出利用曬鹽苦鹵生產硫酸鉀、新型高效沸騰干燥床烘干煅燒純堿、電石泥廢渣替代石灰乳生產純堿、MES(制造執行)先進控制系統在純堿生產自動化中的應用、氯化鈣裝置節能防垢等新技術,在純堿、溴素、苦鹵化工、精細化工等主導產業上擁有專利25項,其中70%為發明專利。
海化集團被國家發改委等六部委確定為全國首批循環經濟試點單位之一,海化集團所在的濰坊濱海經濟開發區被環境保護部(原國家環保總局)列為國家生態工業示范園區。
把“廢氣”變成“煤”
將石油化工裝置產生的CO2尾氣用于純堿生產,在國內外率先實現石油化工與海洋化工裝置的聯姻,這是課題組自主創新獲得的另一個重大成果。
“若將260萬立方米的電石泥全部替代石灰乳用于純堿生產,則純堿廠用焦炭煅燒石灰石所得的CO2就不夠用。”海化集團總經理助理、純堿廠廠長王振平分析說,“要解決這一問題有兩條路可走:一是新增加一臺石灰窯,每年消耗17萬噸石灰石和1.5萬噸焦炭,但此方案又會造成灰乳的浪費;二是尋找足量CO2 氣源,這樣可保證在電石泥全部利用的同時,不再增加石灰窯,這樣每年節約的焦炭折合1.46萬噸標煤。”
而與純堿廠緊鄰的是海化石化分公司,其制氫工序每小時產生含二氧化碳、氫氣的廢氣 15000立方米。經處理回收氫氣后,可產生98%的二氧化碳氣11700毫克/標準立方米,而這些二氧化碳氣量正好與純堿廠完全利用氯堿樹脂公司的電石泥量相匹配,將這些二氧化碳氣用管道送到純堿廠,不僅使石化分公司因回收氫氣而獲益,而且使純堿廠全部吃掉260萬立方米電石泥,同時因這部分二氧化碳濃度高,還提高了純堿收率,改善了結晶質量,降低了原料消耗。這樣就在不再增加石灰窯的情況下,將電石泥全部利用。專家點評:
通過課題組的攻關,自主創新技術使企業每年減少消耗17萬噸的石灰石,減排0.84億立方米CO2氣,節約焦炭折合標煤1.46萬噸。該項目還獲得了國家節能獎勵資金540萬元。
課題組還在海化集團的第二熱電廠,實現了炭黑尾氣燒鍋爐,發電余熱供采暖,年節燃煤8萬噸,降低供暖燃煤30%%。
把“廢水”變成“肥水”
化工企業是用水大戶,生產過程中會產生大量的廢水,課題組通過一水多用、循序循環用水、技改節水等措施,對產生的廢水進行綜合利用,使“廢水”變成了“肥水”。
制堿廢液的處理是世界氨堿法純堿行業的一大難題。廢液的主要成分是氯化鈣和鹽,滲入土壤,將污染水源,排入海中,將影響海洋生物的生長和發育。海化集團年產200多萬噸純堿,每年要產生1600多萬立方米廢液。如果這些廢液直接排海,渤海萊州灣近海勢必成為一片“白灘”,梭子蟹、對蝦、蛤類等各種海產品將難以生存。至今,國內外許多大型氨堿法純堿廠的廢液仍然是稍加處理,就排入大海,使周邊海域遭受了嚴重污染。
為破解這一難題,課題組經過科技攻關,開發出綜合利用制堿蒸氨廢清液生產氯化鈣技術,將進入系統的廢液全部利用,創造了世界制堿史上蒸氨廢清液不排海的先例。
專家對“具有強化傳熱和防結垢性能的制堿廢液生產氯化鈣蒸發裝置及關鍵技術”進行科技成果鑒定時認為,該成果達到了國際先進水平,具有強化傳熱和在線防垢的功能,在氯化鈣蒸發系統中形成由水蒸氣、氯化鈣溶液、晶體和惰性固體顆粒所組成的多相流循環體系,解決了氯化鈣蒸發裝置中結垢的難題,避免了由于結垢嚴重而頻繁停車清洗造成的損失,提高了生產效率。同時,該成果將料液的循環方式由強制循環改為自然循環,經海化集團氯化鈣廠工業化運行考核,系統運行穩定,實現了節能、節水、環保、降耗、增產的目的,具有明顯的經濟效益、社會效益和環境效益。
此外,在離子膜燒堿生產中,課題組將同行業中普遍采用的淡水洗滌原鹽改成地下微咸水洗鹽,并將洗鹽水送往純堿廠,不僅在堿廠吸收了原鹽作原料,而且每天節約淡水300立方米,年創效益120多萬元,用不到半年的時間就收回了全部投資。在海化硫酸鉀廠,課題組還開發出利用制鹽苦鹵生產硫酸鉀新技術,將曬鹽后的苦鹵全部綜合利用,年產硫酸鉀2萬噸,氯化鎂10萬噸,為苦鹵化工生產闖出了一條新路。專家點評:
隨著制堿蒸氨廢清液生產氯化鈣技術的成功,新開發的20萬噸/年氯化鈣項目的成功投產,海化集團74%以上固體氯化鈣的生產能力達到年產35萬噸,躍居世界第一位。
如果制堿蒸氨廢清液生產氯化鈣技術在國內氯化鈣行業進一步推廣,每年僅節能一項所獲得的經濟效益可達1200萬元。國外的氯化鈣年生產能力在200萬噸以上,其結垢問題同樣沒有得到解決,因此該技術在國際市場的應用前景非常廣闊。此外該技術成果在氯堿工業、制糖制藥、廢水處理、海水淡化及特殊換熱器應用方面也具有廣闊的市場前景。
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