1, Η ανάπτυξη της χημικής βιομηχανίας άνθρακα στην Κίνα
Η χημική διεργασία άνθρακα είναι η βιομηχανική διαδικασία μετατροπής του άνθρακα σε αέρια, υγρά και στερεά προϊόντα ή ημικατεργασμένα προϊόντα και στη συνέχεια περαιτέρω επεξεργασία τους σε χημικά και ενεργειακά προϊόντα.Συμπεριλαμβανομένης της οπτανθρακοποίησης, της αεριοποίησης άνθρακα, της υγροποίησης του άνθρακα κ.λπ.
Η οπτανθρακοποίηση είναι η αρχαιότερη και ακόμη η πιο σημαντική μέθοδος σε διάφορες χημικές επεξεργασίες άνθρακα.Κύριος σκοπός του είναι η παραγωγή μεταλλουργικού οπτάνθρακα, ενώ παράγει υποπροϊόντα όπως αέριο άνθρακα και αρωματικούς υδρογονάνθρακες όπως βενζόλιο, τολουόλιο, ξυλόλιο, ναφθαλίνη κ.λπ.
Η αεριοποίηση άνθρακα παίζει επίσης σημαντικό ρόλο στη χημική βιομηχανία άνθρακα, που χρησιμοποιείται για την παραγωγή αστικού αερίου και διαφόρων καυσίμων αερίων (που χρησιμοποιείται ευρέως σε βιομηχανίες όπως μηχανήματα και δομικά υλικά).Είναι μια καθαρή πηγή ενέργειας που συμβάλλει στη βελτίωση του βιοτικού επιπέδου των ανθρώπων και στην προστασία του περιβάλλοντος.Χρησιμοποιείται επίσης στην παραγωγή αερίου σύνθεσης (ως πρώτη ύλη για τη σύνθεση αμμωνίας, μεθανόλης κ.λπ.), και αποτελεί πρώτη ύλη για τη σύνθεση διαφόρων προϊόντων όπως υγρά καύσιμα.
Η άμεση υγροποίηση άνθρακα, επίσης γνωστή ως υγροποίηση υδρογόνωσης άνθρακα υψηλής πίεσης, μπορεί να παράγει τεχνητό πετρέλαιο και χημικά προϊόντα.Σε περιόδους έλλειψης πετρελαίου, τα προϊόντα υγροποίησης άνθρακα μπορούν να αντικαταστήσουν το τρέχον φυσικό έλαιο.
Τα χαρακτηριστικά του ενεργειακού πόρου της Κίνας είναι «έλλειψη πετρελαίου και φυσικού αερίου, σχετικά άφθονοι πόροι άνθρακα» και σχετικά χαμηλές τιμές άνθρακα.Η χημική βιομηχανία άνθρακα στην Κίνα αντιμετωπίζει τεράστια ζήτηση στην αγορά και ευκαιρίες ανάπτυξης.
Η νέα χημική βιομηχανία άνθρακα θα παίξει σημαντικό ρόλο στη βιώσιμη χρήση της ενέργειας στην Κίνα και αποτελεί σημαντική αναπτυξιακή κατεύθυνση για τα επόμενα 20 χρόνια.Αυτό είναι πολύ σημαντικό για την Κίνα να μειώσει την περιβαλλοντική ρύπανση που προκαλείται από την καύση άνθρακα, να μειώσει την εξάρτηση από το εισαγόμενο πετρέλαιο και να διασφαλίσει την ενεργειακή ασφάλεια.
Η νέα χημική βιομηχανία άνθρακα παράγει κυρίως καθαρή ενέργεια και προϊόντα που μπορούν να αντικαταστήσουν τα πετροχημικά, όπως φυσικό αέριο, ντίζελ, βενζίνη, αεροπορική κηροζίνη, υγραέριο, πρώτες ύλες αιθυλενίου, πρώτες ύλες πολυπροπυλενίου, εναλλακτικά καύσιμα (μεθανόλη, διμεθυλαιθέρας) κ.λπ. Όταν συνδυάζεται με την ενέργεια και τις χημικές τεχνολογίες, μπορεί να σχηματίσει μια αναδυόμενη βιομηχανία χημικής ενσωμάτωσης ενέργειας από άνθρακα.
Επί του παρόντος, νέα χημικά έργα άνθρακα στην Κίνα αναπτύσσονται γρήγορα και ανθίζουν παντού.Μόνο στο Xinjiang, υπάρχουν 14 έργα άνθρακα σε φυσικό αέριο υπό κατασκευή ή προγραμματισμό.Σύμφωνα με ελλιπή στατιστικά στοιχεία, η υπό κατασκευή και προγραμματισμένη παραγωγική ικανότητα άνθρακα σε ολεφίνη στην Κίνα έχει φτάσει τους 28 εκατομμύρια τόνους, άνθρακα σε πετρέλαιο έχει φτάσει τους 40 εκατομμύρια τόνους, άνθρακα σε φυσικό αέριο έχει πλησιάσει τα 150 δισεκατομμύρια κυβικά μέτρα και άνθρακα σε αιθυλενογλυκόλη έχει ξεπέρασε τους 5 εκατομμύρια τόνους.Αφού ολοκληρωθούν όλα αυτά τα έργα, η Κίνα θα γίνει ο μεγαλύτερος παραγωγός νέας χημικής βιομηχανίας άνθρακα στον κόσμο.
2, Η σημασία της μηδενικής απόρριψης χημικών λυμάτων άνθρακα
2.1 Εξοικονόμηση νερού
Η νέα χημική βιομηχανία άνθρακα καταναλώνει τεράστια ποσότητα νερού.Για μεγάλης κλίμακας χημικά έργα άνθρακα, η κατανάλωση νερού ανά τόνο προϊόντος είναι πάνω από δέκα τόνους και η ετήσια κατανάλωση νερού είναι συνήθως τόσο υψηλή όσο δεκάδες εκατομμύρια κυβικά μέτρα.Η ταχεία ανάπτυξη της χημικής βιομηχανίας άνθρακα έχει προκαλέσει μια ανισορροπία μεταξύ της προσφοράς και της ζήτησης περιφερειακών υδάτινων πόρων.Οι πόροι άνθρακα της Κίνας συγκεντρώνονται κυρίως στα βόρεια και βορειοδυτικά, όπου οι υδάτινοι πόροι λείπουν σοβαρά.Προς το παρόν, σε αυτές τις περιοχές έχουν προκύψει διαφωνίες για τα δικαιώματα του νερού.Εάν αυτή η κατάσταση συνεχίσει να αναπτύσσεται, θα επηρεάσει την ομαλή ανάπτυξη της τοπικής βιομηχανίας και γεωργίας και θα φέρει επίσης πολλά κοινωνικά προβλήματα.
Η μηδενική απόρριψη χημικών λυμάτων άνθρακα και η μέγιστη επαναχρησιμοποίηση των λυμάτων μπορούν να εξοικονομήσουν υδάτινους πόρους και να μετριάσουν τη σοβαρή έλλειψη υδάτινων πόρων.
2.2 Προστασία του οικολογικού περιβάλλοντος και αποφυγή της ρύπανσης των υδάτων και των υπόγειων υδάτων
Οι χημικές επιχειρήσεις άνθρακα καταναλώνουν μεγάλη ποσότητα νερού και τα λύματα που απορρίπτουν προέρχονται κυρίως από διεργασίες όπως οπτανθρακοποίηση άνθρακα, καθαρισμός αερίου και ανακύκλωση και διύλιση χημικών προϊόντων.Αυτός ο τύπος λυμάτων έχει μεγάλο όγκο και πολύπλοκη ποιότητα νερού, που περιέχει μεγάλη ποσότητα οργανικών ρύπων όπως φαινόλες, θείο και αμμωνία, καθώς και τοξικούς ρύπους όπως διφαινύλιο, ινδόλη πυριδίνης και κινολίνη, που είναι εξαιρετικά τοξικοί.Σε περιοχές με άφθονους πόρους άνθρακα, όπως η περιοχή Yili στο Xinjiang, η Ningxia, η Εσωτερική Μογγολία και άλλες χημικές βάσεις άνθρακα, η εφαρμογή μηδενικών εκπομπών μπορεί να προστατεύσει αποτελεσματικά το οικολογικό περιβάλλον και να αποφύγει τη ρύπανση των υδάτων και των υπόγειων υδάτων.
2.3 Σημασία των μηδενικών εκπομπών
Οι μηδενικές εκπομπές "αναφέρονται στην επεξεργασία των λυμάτων παραγωγής, των λυμάτων και των καθαρών λυμάτων που παράγονται κατά τη διάρκεια της χημικής βιομηχανίας άνθρακα, τα οποία επαναχρησιμοποιούνται χωρίς να απορρίπτουν λύματα στον έξω κόσμο, γνωστά ως "μηδενικές εκπομπές ". Για τα χημικά έργα άνθρακα κατασκευή ή σχεδιάζεται στη βορειοδυτική περιοχή, οι «μηδενικές εκπομπές» είναι ιδιαίτερα σημαντικές, οι οποίες όχι μόνο επιλύουν ορισμένα προβλήματα των υδάτινων πόρων, αλλά και δεν προκαλούν ρύπανση και ζημιά στο τοπικό περιβάλλον και την οικολογία.
3, Χαρακτηριστικά των λυμάτων αεριοποίησης άνθρακα
Πηγή και χαρακτηριστικά των λυμάτων αεριοποίησης: κατά την αεριοποίηση άνθρακα, μέρος του αζώτου, του θείου, του χλωρίου και των μετάλλων που περιέχονται στον άνθρακα μετατρέπονται εν μέρει σε αμμωνία, κυανιούχο και μεταλλικές ενώσεις κατά την αεριοποίηση.Το μονοξείδιο του άνθρακα αντιδρά με τους υδρατμούς για να παράγει μια μικρή ποσότητα μυρμηκικού οξέος, το οποίο στη συνέχεια αντιδρά με την αμμωνία για να παράγει αμμωνία μυρμηκικού οξέος.Οι περισσότερες από αυτές τις επιβλαβείς ουσίες διαλύονται στο νερό πλύσης, στο νερό πλύσης με αέριο, στο διαχωρισμένο νερό μετά τον διαχωρισμό του ατμού και στην αποστράγγιση της δεξαμενής κατά τη διαδικασία αεριοποίησης και μερικές εξαερίζονται κατά τον καθαρισμό του αγωγού εξοπλισμού.
Για την τεχνολογία αεριοποίησης άνθρακα, υπάρχουν επί του παρόντος τρεις κύριοι τύποι: σταθερή κλίνη, ρευστοποιημένη κλίνη και ρευστοποιημένη κλίνη.Για τύπους κλιβάνων, υπάρχουν διάφοροι τύποι, όπως κάμινοι αεριοποίησης σταθερής κλίνης, κλίβανοι σύντηξης τέφρας, κλίβανοι Texaco και κλίβανοι Ende.Η ποιότητα του νερού αποστράγγισης των διαδικασιών αεριοποίησης σταθερής κλίνης, ρευστοποιημένης κλίνης και ρευστοποιημένης κλίνης φαίνεται στον ακόλουθο πίνακα:
4, Τεχνολογία επεξεργασίας λυμάτων αεριοποίησης άνθρακα
4.1 Ποιότητα νερού των λυμάτων αεριοποίησης άνθρακα μετά από ανάκτηση φαινόλης αμμωνίας
Τα λύματα που παράγονται από τις τρεις διαδικασίες αεριοποίησης έχουν υψηλή περιεκτικότητα σε αμμωνία.Η περιεκτικότητα σε φαινόλη που παράγεται από τη διαδικασία σταθερής κλίνης είναι υψηλή, ενώ οι άλλες δύο είναι σχετικά χαμηλή.Η διαδικασία σταθερής κλίνης έχει υψηλή περιεκτικότητα σε πίσσα, ενώ οι άλλες δύο έχουν χαμηλότερη περιεκτικότητα σε πίσσα.Οι ενώσεις μυρμηκικού οξέος που παράγονται στη διαδικασία καμίνου ροής αερίου είναι σχετικά υψηλές, ενώ οι άλλες δύο διεργασίες δεν παράγουν πολλά.Το κυάνιο παράγεται και στις τρεις διαδικασίες.Η διαδικασία σταθερής κλίνης παράγει τον πιο οργανικό ρύπο COD και προκαλεί τη σοβαρότερη ρύπανση, ενώ οι άλλες δύο διαδικασίες έχουν μικρότερη ρύπανση.
Τα λύματα από τις τρεις παραπάνω διεργασίες δεν μπορούν να υποβληθούν απευθείας σε βιοχημική επεξεργασία χωρίς προεπεξεργασία, ειδικά με υψηλή περιεκτικότητα σε αμμωνία και υψηλή περιεκτικότητα σε φαινόλη στον κλίβανο Lurgi.
Για τα λύματα από τον κλίβανο Lurgi, απαιτείται συσκευή ανάκτησης φαινόλης αμμωνίας για προεπεξεργασία και ανάκτηση.Τα λύματα αεριοποίησης από διεργασίες ρευστοποιημένης κλίνης και ρευστοποιημένης κλίνης απαιτούν προεπεξεργασία ανάκτησης αμμωνίας.Η ποιότητα του νερού κάθε λυμάτων μετά την προεπεξεργασία έχει ως εξής:
4.2 Διεργασία βιοχημικής επεξεργασίας λυμάτων αεριοποίησης άνθρακα (διεργασία σταθερής κλίνης).
Η συγκέντρωση CODcr των λυμάτων αεριοποίησης από τη διαδικασία σταθερής κλίνης είναι υψηλή, τα οποία ανήκουν στα οργανικά λύματα και περιέχουν μεγάλη ποσότητα αζώτου αμμωνίας και φαινόλης.Έχει μια ορισμένη χρωματικότητα και τα ακόλουθα χαρακτηριστικά:
(1) Η συγκέντρωση της οργανικής ύλης στα λύματα είναι υψηλή, με τιμή B/C περίπου 0,33 και μπορεί να χρησιμοποιηθεί τεχνολογία βιοχημικής επεξεργασίας.
(2) Τα λύματα περιέχουν ανυπόφορες οργανικές ενώσεις όπως μονοφαινόλες, πολυφαινόλες και άλλες ουσίες που περιέχουν βενζολικούς δακτυλίους και ετερόκυκλους, οι οποίες έχουν κάποια βιολογική τοξικότητα.Αυτές οι ουσίες είναι δύσκολο να αποσυντεθούν σε αερόβια περιβάλλοντα και απαιτούν άνοιγμα και αποικοδόμηση δακτυλίου σε αναερόβια/προαιρετικά περιβάλλοντα.
(3) Η συγκέντρωση αμμωνιακού αζώτου στα λύματα είναι υψηλή, γεγονός που καθιστά δύσκολη την επεξεργασία τους.Ως εκ τούτου, είναι απαραίτητο να χρησιμοποιηθούν διαδικασίες επεξεργασίας με ισχυρές δυνατότητες νιτροποίησης και απονιτροποίησης.Τεχνολογία επεξεργασίας λυμάτων αεριοποίησης άνθρακα
(4) Τα λύματα περιέχουν έλαιο που επιπλέει, διασκορπισμένο λάδι, γαλακτωματοποιημένο λάδι και διαλυμένες ελαιώδεις ουσίες, με τα κύρια συστατικά του διαλυμένου ελαίου να είναι αρωματικές ενώσεις όπως οι φαινόλες.Το γαλακτωματοποιημένο λάδι πρέπει να αφαιρεθεί με επίπλευση αέρα, ενώ οι διαλυτές φαινολικές ουσίες πρέπει να αφαιρεθούν με βιοχημικές μεθόδους και μεθόδους προσρόφησης.
(5) Περιέχοντας τοξικές ανασταλτικές ουσίες όπως φαινόλες, πολυφαινόλες και άζωτο αμμωνίας στα λύματα, είναι απαραίτητο να βελτιωθεί η αντιτοξική ικανότητα των μικροοργανισμών μέσω της εξημέρωσης και η επιλογή κατάλληλων διεργασιών για την ενίσχυση της αντοχής στην κρούση του συστήματος.
(6) Ο αντίκτυπος της μη κανονικής απόρριψης λυμάτων, όταν υπάρχουν προβλήματα στην παραγωγική διαδικασία, μπορεί να οδηγήσει στην απόρριψη υψηλής συγκέντρωσης ρύπων σε μη κανονικά λύματα, τα οποία δεν μπορούν να εισέλθουν απευθείας στο σύστημα βιοχημικής επεξεργασίας και απαιτούν μέτρα όπως ρύθμιση ατυχημάτων.
(7) Τα λύματα έχουν υψηλή χρωματικότητα και περιέχουν ορισμένες ουσίες με ομάδες ανάπτυξης χρώματος.
Επομένως, προκειμένου να διασφαλιστεί η ποιότητα των λυμάτων από την επεξεργασία λυμάτων διεργασίας, επιλέγεται μια διαδικασία βιοχημικής επεξεργασίας με κύρια εστίαση στην αφαίρεση CODcr, BOD5, αζώτου αμμωνίας κ.λπ. επιλέγεται μια διαδικασία προεπεξεργασίας με κύριο σκοπό την αφαίρεση και αποχρωματισμό του λαδιού και επιλέγεται μια διαδικασία βελτίωσης μετά την επεξεργασία με κύρια εστίαση στη φυσικοχημική επεξεργασία.Η διαδικασία που υιοθετήθηκε έχει ως εξής:
4.3 Διαδικασία βιοχημικής επεξεργασίας λυμάτων αεριοποίησης (ρευστοποιημένης κλίνης και ρευστοποιημένης κλίνης).
Τα λύματα που παράγονται από διεργασίες ρευστοποιημένης κλίνης και ρευστοποιημένης κλίνης έχουν χαμηλό COD και καλές βιοχημικές ιδιότητες (ειδικά τα λύματα που παράγονται από διεργασίες ρευστοποιημένης κλίνης).Το κύριο χαρακτηριστικό αυτών των λυμάτων είναι η υψηλή περιεκτικότητα σε άζωτο αμμωνίας και θα πρέπει να επιλέγονται διαδικασίες επεξεργασίας με καλά αποτελέσματα νιτροποίησης και απονιτροποίησης.
Ωστόσο, η βιοχημική επεξεργασία αφαιρεί μόνο οργανικούς ρύπους, λάδι, αμμωνία, φαινόλες, κυανιούχα κ.λπ. από τα λύματα και δεν μπορεί να αφαιρέσει άλατα από τα λύματα.
5, Μηδενική απόρριψη λυμάτων αεριοποίησης άνθρακα
5.1 Ταξινόμηση της χημικής αποστράγγισης άνθρακα
Η αποστράγγιση της χημικής βιομηχανίας άνθρακα στην παραγωγή περιλαμβάνει: λύματα παραγωγής, οικιακά λύματα, καθαρά λύματα, αρχικά όμβρια ύδατα κ.λπ. Τα κύρια λύματα παραγωγής είναι τα λύματα αεριοποίησης.Τα καθαρά λύματα προέρχονται κυρίως από την απόρριψη του κυκλοφορούντος νερού και το συμπυκνωμένο αλμυρό νερό που απορρίπτεται από τους σταθμούς αφαλάτωσης.Το αρχικό νερό της βροχής συλλέγεται κυρίως στα πρώτα δέκα λεπτά των μολυσμένων περιοχών.
Οι μεγαλύτερες ποσότητες νερού στην προαναφερθείσα αποχέτευση είναι καθαρά λύματα και λύματα παραγωγής.Γενικά, θεωρείται ότι συλλέγονται καθαρά λύματα χωριστά από τα λύματα παραγωγής, τα οικιακά λύματα, τα αρχικά όμβρια ύδατα κ.λπ., τα οποία χωρίζονται σε δύο κατηγορίες: καθαρό νερό και λύματα.
5.2 Επαναχρησιμοποίηση λυμάτων
Η διαδικασία παραγωγής χημικών άνθρακα απαιτεί μεγάλη ποσότητα κυκλοφορούντος νερού και η κλίμακα του σταθμού νερού που κυκλοφορεί είναι γενικά μεγάλη, απαιτώντας μεγάλη ποσότητα συμπληρωματικού νερού.Όταν εξετάζεται η επαναχρησιμοποίηση καθαρών λυμάτων και λυμάτων επεξεργασίας λυμάτων, θεωρείται γενικά η επαναχρησιμοποίησή τους ως συμπληρωματικό νερό για σταθμούς νερού κυκλοφορίας.
Παρόλο που τα λύματα από τη μονάδα επεξεργασίας λυμάτων απομακρύνουν μεγάλη ποσότητα οργανικών ρύπων, αμμωνίας, φαινόλες και άλλες ουσίες, η περιεκτικότητά τους σε αλάτι δεν έχει μειωθεί.Η περιεκτικότητα σε αλάτι στα καθαρά λύματα και στο συμπυκνωμένο αλμυρό νερό από τους σταθμούς αφαλάτωσης είναι γενικά 4-5 φορές υψηλότερη από αυτή του ακατέργαστου νερού.Επομένως, για την επαναχρησιμοποίηση των λυμάτων απαιτείται επεξεργασία αφαλάτωσης, διαφορετικά αλάτι θα κυκλοφορήσει και θα συσσωρευτεί στο σύστημα.
5.3 Τύποι διεργασιών επαναχρησιμοποίησης ανακτημένου νερού
Προς το παρόν, οι διαδικασίες αφαλάτωσης για το νερό που έχουν εφαρμοστεί στην Κίνα περιλαμβάνουν χημική αφαλάτωση (δηλαδή αφαλάτωση με ανταλλαγή ιόντων), τεχνολογία διαχωρισμού μεμβράνης, επεξεργασία νερού αφαλάτωσης απόσταξης και διαδικασίες αφαλάτωσης που συνδυάζουν μεθόδους μεμβράνης και ανταλλαγής ιόντων.
(1) Διαδικασία αφαλάτωσης ανταλλαγής ιόντων
Η τεχνολογία επεξεργασίας νερού ανταλλαγής ιόντων είναι αρκετά ώριμη και κατάλληλη για εφαρμογές με χαμηλή περιεκτικότητα σε αλάτι στο νερό.Ωστόσο, κατά την επεξεργασία νερού υψηλής περιεκτικότητας σε χλώριο, υψηλό αλάτι, υψηλής σκληρότητας, υφάλμυρου νερού και θαλασσινού νερού, αυτή η τεχνολογία έχει τα μειονεκτήματα της κατανάλωσης μεγάλης ποσότητας οξέος και αλκαλίου κατά την αναγέννηση της ρητίνης και ρυπαίνει το περιβάλλον με το εκκενωμένο υγρό της.
(2) Διαδικασία αφαλάτωσης μεμβράνης
Με την πρόοδο της έρευνας για τις μεμβράνες, η τεχνολογία διαχωρισμού μεμβρανών έχει αναπτυχθεί γρήγορα και το πεδίο χρήσης των μεμβρανών γίνεται όλο και πιο εκτεταμένο.Έχει γίνει μια βιομηχανοποιημένη τεχνολογία υψηλής τεχνολογίας, με τα πλεονεκτήματα της εύκολης λειτουργίας, του συμπαγούς εξοπλισμού, του ασφαλούς εργασιακού περιβάλλοντος, της εξοικονόμησης ενέργειας και της εξοικονόμησης χημικών.Η κύρια διαδικασία διαχωρισμού του είναι η τεχνολογία αντίστροφης όσμωσης και οι τεχνολογίες υπερδιήθησης και λεπτής διήθησης χρησιμοποιούνται ως διαδικασίες προεπεξεργασίας για την αντίστροφη όσμωση.Μπορεί να συνδυαστεί σε διάφορες διεργασίες με βάση τις διαφορετικές ποιότητες νερού του ακατέργαστου νερού.
(3) Διαδικασία αφαλάτωσης που συνδυάζει τη μέθοδο μεμβράνης και τη μέθοδο ανταλλαγής ιόντων
Το σύστημα αφαλάτωσης που αποτελείται από τη μέθοδο μεμβράνης αντίστροφης όσμωσης και τη μέθοδο ανταλλαγής ιόντων είναι σήμερα ένα ευρέως χρησιμοποιούμενο σύστημα επεξεργασίας νερού αφαλάτωσης.Σε αυτό το σύστημα, η αντίστροφη όσμωση χρησιμεύει ως σύστημα προ-αφαλάτωσης για ανταλλαγή ιόντων, αφαιρώντας πάνω από το 95% του άλατος και τη συντριπτική πλειονότητα άλλων ακαθαρσιών όπως κολλοειδή, οργανική ύλη, βακτήρια κ.λπ. από το ακατέργαστο νερό.Το υπόλοιπο άλας στο νερό που παράγεται από την αντίστροφη όσμωση απομακρύνεται μέσω των επακόλουθων συστημάτων ανταλλαγής ιόντων.
5.4 Επιλογή Διαδικασίας Επαναχρησιμοποίησης Λυμάτων
Το μικτό νερό από εγκαταστάσεις επεξεργασίας λυμάτων και καθαρών λυμάτων επαναχρησιμοποιείται, με γενικά μεγάλο όγκο νερού και χαμηλή περιεκτικότητα σε αλάτι μεταξύ 1000-3000 mg/L.Εάν η μέθοδος απόσταξης χρησιμοποιείται άμεσα, απαιτεί μεγάλη ποσότητα πηγής θερμότητας και σπαταλάται ενέργεια, κάτι που δεν είναι κατάλληλο.Λόγω της παρουσίας ορισμένων οργανικών ρύπων στα λύματα, η χρήση ρητίνης ανταλλαγής ιόντων μπορεί να φράξει τη ρητίνη.Επιπλέον, δεδομένου ότι οι απαιτήσεις ποιότητας νερού για ανακυκλωμένο νερό δεν είναι υψηλές, η ανταλλαγή ιόντων δεν είναι κατάλληλη.Με τη βελτίωση της τεχνολογίας διαχωρισμού μεμβράνης και των διαδικασιών παραγωγής μεμβρανών, η διάρκεια ζωής των μεμβρανών αυξάνεται συνεχώς και η τιμή χρήσης μειώνεται συνεχώς.Η χρήση μεμβρανών γίνεται όλο και πιο δημοφιλής.Συνιστάται να δοθεί προτεραιότητα στη χρήση μεθόδων διπλής μεμβράνης (υπερδιήθηση+αντίστροφη όσμωση) στην κύρια διαδικασία επαναχρησιμοποίησης λυμάτων και να προεπεξεργαστεί τα λύματα σύμφωνα με τα διαφορετικά χαρακτηριστικά ποιότητας του νερού για να πληρούνται οι προϋποθέσεις για τη χρήση διπλών μεμβρανών.
5.5 Συγκέντρωση μεμβράνης συμπυκνωμένου αλμυρού νερού
Πολλές εταιρείες τόσο εγχώρια όσο και διεθνώς ερευνούν την επανασυγκέντρωση στη μεμβράνη συμπυκνωμένου αλμυρού νερού που παράγεται με τη μέθοδο της διπλής μεμβράνης για να επιτύχουν περιεκτικότητα σε αλάτι από 60000 έως 80000 mg/L.Αυτό αποσκοπεί στην αύξηση της περιεκτικότητας σε αλάτι στα λύματα όσο το δυνατόν περισσότερο, στη μείωση της κλίμακας των επόμενων εξατμιστών, στη μείωση της επένδυσης και στην εξοικονόμηση ενέργειας.
Οι διαδικασίες που χρησιμοποιούνται συνήθως διεθνώς περιλαμβάνουν τη διαδικασία συγκέντρωσης μεμβράνης HERO της Aquatech, τη διαδικασία συγκέντρωσης μεμβράνης νανοδιήθησης της GE, τη διαδικασία συγκέντρωσης μεμβράνης OPUS της Veolia και τη διαδικασία συγκέντρωσης δονούμενης μεμβράνης της Maiwang.Η παραπάνω διαδικασία έχει επιτύχει τη συγκέντρωση αλατιού στο εξωτερικό.Ορισμένες εγχώριες εταιρείες ερευνούν επίσης διαδικασίες συγκέντρωσης μεμβρανών, αλλά επί του παρόντος δεν υπάρχουν επιτεύγματα ή παραδείγματα μηχανικής χρήσης τους.
5.6 Εξάτμιση
Αφού επιτευχθεί συγκέντρωση άλατος από 60000 έως 80000 mg/L σε συμπυκνωμένο αλατούχο νερό, πραγματοποιείται εξάτμιση.Στις ξένες χώρες, η διαδικασία εξάτμισης των λυμάτων υιοθετεί γενικά την «τεχνολογία ανακύκλωσης εξάτμισης με συμπίεση ατμού πτώσης με μηχανική μεμβράνη», η οποία είναι σήμερα η πιο αξιόπιστη και αποτελεσματική τεχνική λύση για την επεξεργασία λυμάτων υψηλής περιεκτικότητας σε αλάτι στον κόσμο.Όταν χρησιμοποιείται τεχνολογία εξάτμισης ανακυκλοφορίας με μηχανική συμπίεση για την επεξεργασία λυμάτων, η θερμική ενέργεια που απαιτείται για την εξάτμιση των λυμάτων παρέχεται κυρίως από τη θερμική ενέργεια που απελευθερώνεται ή ανταλλάσσεται κατά τη συμπύκνωση ατμού και την ψύξη του συμπυκνώματος.Κατά τη λειτουργία, δεν υπάρχει απώλεια λανθάνουσας θερμότητας.Η μόνη ενέργεια που καταναλώνεται κατά τη λειτουργία είναι η αντλία νερού, ο συμπιεστής ατμού και το σύστημα ελέγχου που οδηγούν την κυκλοφορία και τη ροή των λυμάτων, του ατμού και του συμπυκνώματος στον εξατμιστή.
Όταν χρησιμοποιείται ατμός ως θερμική ενέργεια, απαιτούνται 554 kcal θερμικής ενέργειας για να εξατμιστεί κάθε κιλό νερού.Όταν χρησιμοποιείται τεχνολογία εξάτμισης με μηχανική συμπίεση, η τυπική κατανάλωση ενέργειας για την επεξεργασία ενός τόνου αλατούχου λυμάτων είναι 20 έως 30 kWh ηλεκτρικής ενέργειας, πράγμα που σημαίνει ότι χρειάζονται μόνο 28 kcal ή λιγότερες θερμικής ενέργειας για την εξάτμιση ενός κιλού νερού.Η απόδοση ενός απλού εξατμιστή μηχανικής συμπίεσης είναι θεωρητικά ισοδύναμη με εκείνη ενός συστήματος εξάτμισης πολλαπλών αποτελεσμάτων 20 εφέ.Η υιοθέτηση της τεχνολογίας εξάτμισης πολλαπλών επιπτώσεων μπορεί να βελτιώσει την απόδοση, αλλά αυξάνει τις επενδύσεις σε εξοπλισμό και τη λειτουργική πολυπλοκότητα.Οι εξατμιστές μπορούν γενικά να αυξήσουν την περιεκτικότητα σε αλάτι στα λύματα σε πάνω από 20%.Συνήθως αποστέλλεται σε μια λίμνη εξάτμισης για φυσική εξάτμιση και κρυστάλλωση.Εναλλακτικά, μπορεί να σταλεί σε κρυσταλλοποιητή για κρυστάλλωση και ξήρανση σε στερεό και στη συνέχεια να σταλεί για απόρριψη.
6, Εισαγωγή στις περιπτώσεις έργων εγχώριων μηδενικών εκπομπών
Έργο 2 δισεκατομμυρίων κυβικών μέτρων άνθρακα για φυσικό αέριο του Yili Xintian
Ø Tuke Fertilizer Project Phase I του μεσαίου άνθρακα Ordos Energy and Chemical Co., Ltd. με ετήσια παραγωγή 1 εκατομμυρίου τόνων συνθετικής αμμωνίας και 1,75 εκατομμυρίων τόνων ουρίας
Ø China Power Investment Corporation Yinan 3 × 2 δισεκατομμύρια Nm 3/a Έργο άνθρακα σε φυσικό αέριο Φάση I 2 δισεκατομμύρια Nm 3/a Έργο
Shenhua Coal Direct Liquefaction Project
Απόδοση έργου μηδενικών εκπομπών
6.1 Yili Xintian Ετήσια Παραγωγή 2 δισεκατομμύρια κυβικά μέτρα Έργο Άνθρακα σε Φυσικό Αέριο (General Contracting)
Ø Διαδικασία αεριοποίησης: Τεχνολογία αεριοποίησης σταθερής κλίνης υπό πίεση θρυμματισμένου άνθρακα (Κλίβανος Luqi)
Ø Προϊόν Έργου: Ετήσια παραγωγή 2 δισεκατομμυρίων Nm 3 φυσικού αερίου
Ø Περιεχόμενο συστήματος επεξεργασίας λυμάτων:
Εγκατάσταση επεξεργασίας λυμάτων: 1200m3/h
Επαναχρησιμοποίηση λυμάτων:
① Μονάδα επαναχρησιμοποίησης βιοχημικών λυμάτων: 1200m3/h
② Μονάδα επαναχρησιμοποίησης λυμάτων που περιέχει αλάτι: 1200 m3/h
③ Μονάδα εξάτμισης πολλαπλών εφέ: 300m3/h
6.2 Tuke Fertilizer Project (EPC) μεσαίου άνθρακα Ordos Energy and Chemical Co., Ltd
Ø Διαδικασία αεριοποίησης: Τεχνολογία αεριοποίησης υπό πίεση για θρυμματισμένη σκωρία άνθρακα (BGL)
Ø Προϊόντα έργου: 1 εκατομμύριο τόνοι/έτος συνθετικής αμμωνίας και 1,75 εκατομμύρια τόνοι/έτος ουρία
Ø Περιεχόμενο συστήματος επεξεργασίας λυμάτων:
Εγκατάσταση επεξεργασίας λυμάτων: 360m3/h
Συσκευή επεξεργασίας νερού ανάκτησης: 1200m3/h
Συσκευή επεξεργασίας συμπυκνωμένου θαλασσινού νερού: 200m3/h
Τεχνολογία επεξεργασίας:
Ροή διαδικασίας επεξεργασίας λυμάτων
6.3 China Power Investment Corporation Yinan 3 × 2 δισεκατομμύρια Nm 3/a Έργο από άνθρακα σε φυσικό αέριο Φάση I 2 δισεκατομμύρια Nm 3/a Έργο (Συνολικός Σχεδιασμός+Βασικός Σχεδιασμός)
Διαδικασία αεριοποίησης: Τεχνολογία αεριοποίησης ρευστοποιημένης κλίνης καθαρού οξυγόνου (Κλίβανος GSP)
Ø Προϊόν Έργου: Ετήσια παραγωγή 2 δισεκατομμυρίων Nm 3 φυσικού αερίου
Ø Περιεχόμενο συστήματος επεξεργασίας λυμάτων:
Εγκατάσταση επεξεργασίας λυμάτων: 280m3/h
Συσκευή επεξεργασίας νερού ανάκτησης: 900m3/h
Συσκευή επεξεργασίας συμπυκνωμένου αλμυρού νερού: 120m 3/h
Ø Τεχνολογία επεξεργασίας:
Συσκευή επεξεργασίας λυμάτων: προεπεξεργασία + δευτεροβάθμια βιοχημεία + προηγμένη επεξεργασία
Συσκευή επεξεργασίας νερού ανάκτησης: προεπεξεργασία+υπερδιήθηση+αντίστροφη όσμωση
Συσκευή επεξεργασίας συμπυκνωμένου θαλασσινού νερού: συγκέντρωση μεμβράνης + κρυστάλλωση εξάτμισης
6.4 Έργο Shenhua Coal Direct Liquefaction (Coal to Oil).
Ø Περιεχόμενο συστήματος επεξεργασίας λυμάτων:
Τμήμα βιοχημικής επεξεργασίας: συμπεριλαμβανομένου του συστήματος ελαιωδών λυμάτων και του συστήματος λυμάτων υψηλής συγκέντρωσης
Τμήμα επεξεργασίας αλατιού: συμπεριλαμβανομένου του συστήματος λυμάτων που περιέχει αλάτι, του συστήματος επεξεργασίας λυμάτων για την προετοιμασία καταλύτη, του συστήματος επεξεργασίας συμπυκνώματος εξατμιστή
Ø Κλίμακα επεξεργασίας:
Σύστημα ελαιώδους αποχέτευσης: 204m3/h
Σύστημα αποχέτευσης υψηλής συγκέντρωσης: 150m 3/h
Αποχετευτικό σύστημα που περιέχει αλάτι: 286 m3/h
Σύστημα λυμάτων προετοιμασίας καταλύτη: 103m3/h
Σύστημα επεξεργασίας συμπυκνωμένου θαλασσινού νερού: εξατμιστής, κρυστάλλωση, επιφάνεια λίμνης εξάτμισης περίπου 12 τετραγωνικών μέτρων
