Welche Hindernisse gibt es bei der Wassereinsparung und Emissionsreduzierung in der Kohlechemieindustrie?”

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Welche Hindernisse gibt es bei der Einsparung von Wasser und der Verringerung der Emissionen in der Kohlechemie? Autor/Quelle: Datum: 18.02.2016 Klicks: 9 „Die Einsparung von Wasser und die Verringerung der Emissionen sind wichtige Richtungen in der Entwicklung der modernen Kohlechemie.“ Das Problem mit dem Wasser ist im Grunde genommen ein Finanzierungsproblem. Insbesondere bei Phenol-Ammoniak-Abwässern: Für ein Projekt zur Herstellung von Erdgas aus Kohle mit einer Jahresproduktion von 4 Milliarden Kubikmetern ist eine Investition von 800 Millionen Yuan erforderlich, um eine Anlage zur Aufbereitung dieser Abwässer zu importieren. Das übt großen Druck auf die bereits in Schwierigkeiten befindliche moderne Kohlechemie aus. ”Wang Shoujian, leitender Ingenieur der China National Chemical Engineering Corporation, sagte kürzlich. 　　Im Dezember 2015 veröffentlichte das Umweltministerium die „Anforderungen an die Umweltazulassung für moderne Kohlechemieprojekte“ (im Folgenden als „Auzulassungsanforderungen“ bezeichnet). Darin wurde festgelegt, dass bei der Entwicklung moderner Kohlechemieprojekte strengere Standards bezüglich Wassersparmaßnahmen sowie bei der Abfallwasserentsorgung eingehalten werden müssen. Nicht nur müssen Maßnahmen zur Wassersparnis ergriffen werden, auch die Entsorgung von Abwasser – einschließlich salzhaltigen Abwässern – muss den geltenden Standards für die Freisetzung von Schadstoffen entsprechen. 　　Viele Experten in der Branche sind der Ansicht, dass es im Rahmen der „13. Fünfjahresplan-Periode“ dringend notwendig ist, durch technologische Innovationen und Systemoptimierungen die Hindernisse bei der Wassereinsparung und Emissionsreduzierung in der modernen Kohlechemieindustrie unseres Landes zu überwinden. Bei den aktuellen Projekten gibt es viele Probleme, die gelöst werden müssen. Liu Zhixue, der Umweltschutzleiter des Projekts zur Herstellung von Erdgas aus Kohle in Datang Keqi, das an der Erstellung der „Zulassungskriterien“ beteiligt war, sagte: „Gemäß den Anforderungen der ‚Zulassungskriterien‘ weisen einige der derzeit in Betrieb befindlichen modernen Kohlechemieanlagen immer noch viele Probleme im Bereich Wassersparnis und Emissionsreduzierung auf, die gelöst werden müssen.“ Erstens ist das Phänomen der grenzüberschreitenden Entwicklung weit verbreitet, es fehlen jedoch spezialisierte Managementteams ； Zweitens: Falsche Nutzung der Verdunstungsteiche, Ausströmung von üblriechenden Gasen, die die Anwohner stören, sowie große Mengen an festen Abfällen, die nicht verwertet werden können ； Drittens fehlen in der Umgebung des Projekts überall geeignete Einleitungsgebiete für Abwässer; während der Testphase hat das große Mengen an Reinigungsabwasser keinen Abflussweg ； Viertens sind Abwässer mit hohem COD-Wert und hohem Salzgehalt schwer zu behandeln; große Mengen an Verunreinigungen können nicht effektiv genutzt werden. Ein Projekt zur Herstellung von Erdgas aus Kohle in einer Kapazität von 4 Milliarden Kubikmetern pro Jahr erzeugt jährlich 50.000 bis 80.000 Tonnen an Verunreinigungen. ” 　　Es wird angenommen, dass hochkonzentrierte organische Abwässer hauptsächlich aus den Abwässern des Gaskohlenstoffisierungsprozesses stammen. Diese Abwässer zeichnen sich durch einen niedrigen Salzgehalt aus, wobei die Hauptverschmutzungsstoffe COD sind. In der Regel liegt der COD-Gehalt bei über 2000 Milligramm pro Liter; in einigen Bereichen sogar über 10.000 Milligramm pro Liter. Bei vielen Abwässern liegt das Verhältnis von BOD zu COD unter 0,3. Solche Abwässer lassen sich auch nach der Aufbereitung kaum so umwandeln, dass sie den geltenden Standards entsprechen – was wiederum negative Auswirkungen auf die Umwelt hat. 　　Laut Liu Zhixue zeigt sich das Problem der Behandlung von Abwässern aus der modernen Kohlechemie derzeit hauptsächlich in vier Aspekten. Erstens legt die Branche nicht genügend Wert auf Technologien zur Abwasserbehandlung. Einzelne Forschungseinrichtungen befassen sich nur intensiv mit einer bestimmten Technologie, es fehlen umfassend ausgestattete Forschungseinrichtungen für den gesamten Prozess, wodurch keine einheitliche Sichtweise entsteht. Zweitens legen einige Projekte keinen Wert auf die Abwasserbehandlung; sie führen Umweltprüfungen nur zum Schein durch, übertreiben bewusst die Effektivität der Abwasserbehandlung und verschleiern so bestimmte technische Mängel, was nicht mit den tatsächlichen Gegebenheiten übereinstimmt. Auch hier gibt es im Bereich nur wenig Austausch über Technologien zur Abwasserbehandlung, und einige Techniker mit praktischer Erfahrung zögern, über die Schwierigkeiten zu sprechen. Schließlich fehlen in einigen Einheiten branchenübliche Standards. Bei der Projektentwicklung kommt es häufig vor, dass es keine geltenden Vorschriften gibt – beispielsweise bezüglich der Verbrennung von biologischen Schlammstoffen oder der Qualitätsstandards für Produkte nach der Reinigung von Verunreinigungen. 　　“Die aus dem Kohlechemieabwasser kristallisierten Verunreinigungen gelten aufgrund des Gehalts an Organikum und Spurenelementen als gefährliche Festabfälle. Diese Verunreinigungen müssen vollständig genutzt oder sicher entsorgt werden. Derzeit befindet sich die Technologie zur wertvollen Nutzung von Mischsalzen noch in der Entwicklungsphase, und es gibt auch Einschränkungen durch unangemessene Standards für die Endprodukte. Besonderer Wert sollte auf wirksame Maßnahmen sowie auf die Anwendung geeigneter Technologien zur Entsorgung von salzhaltigem Abwasser gelegt werden. ”So sagte Wang Shoujian. 　　 Behandlung von salzhaltigem Wasser – mangelnde Systemoptimierung Derzeit wird die Behandlung von Abwässern aus der Kohlechemieindustrie in vier Hauptprozessschritte unterteilt: Vorbehandlung, biologische Behandlung, Wiederverwendung von salzhaltigen Abwässern sowie Behandlung von besonders salzhaltigem Wasser. Die Anlagen zur Behandlung von salzhaltigem Wasser stellen ein technisches Problem dar. Obwohl es viele verschiedene Technologien gibt, funktionieren nur wenige davon zuverlässig. 　　“Der nächste Schritt besteht darin, die Schlüsseltechnologien auszuwählen, die Integration auf der Grundlage von Testungen zu optimieren und neue Wege zur Verringerung sowie Wiederverwertung von Verunreinigungen zu finden. Die Abwasserbehandlungsanlage ist ein komplexes Systemprojekt, das verschiedene Wasseraufbereitungstechnologien umfasst. Im Betrieb muss auf die Optimierung und Koordination des gesamten Systems sowie aller Prozesse geachtet werden. Insbesondere ist es wichtig, ein Gleichgewicht im Wassermengenfluss zu gewährleisten, um Störungen im System zu vermeiden. Der Schlüssel liegt in der Betonung der Prävention an der Quelle – durch die Reduzierung der Emissionen während des chemischen Produktionsprozesses. Die getrennte Sammlung sowie die differenzierte Behandlung von Abwässern sind bereits Voraussetzungen für eine effektive Abwasserbehandlung. ”Liu Zhixue ist der Ansicht, dass bei der Umsetzung von Maßnahmen zur Einsparung von Wasser und zur Verringerung der Emissionen in Kohlechemieunternehmen eine systematische Herangehensweise bei der effektiven Nutzung des Wassers notwendig ist. Dabei sollten alle Wassernutzungsbereiche in den Kohlechemieunternehmen als ein einheitliches Wassernetz betrachtet werden, um die Verteilung der Wassermenge und -qualität zwischen den verschiedenen Nutzungseinheiten zu optimieren. Dadurch soll die Wiederverwendbarkeit des Wassers maximiert und gleichzeitig die Menge an Abwasser, die abgegeben wird, minimiert werden. 　　Laut Angaben ist die systemische Ingenieurmethodik zur Wassereinsparung und Emissionsreduzierung in der Kohlechemie: Wassergebaldiagnose – Optimierung der Integration des Wassernetzwerks – Tiefenreinigung und Wiederverwendung von abgeleitetem Abwasser. Die Prüfung des Wassergehalts ist die Grundlage. Durch die Verbesserung der Messgeräte und eine gründliche Prüfung des Wassergehalts in der gesamten Anlage können technisch-wirtschaftliche Kennzahlen bezüglich des Wasserverbrauchs ermittelt werden. Dadurch lässt sich feststellen, wie groß der Unterschied zwischen dem Wasserverbrauch des eigenen Unternehmens und dem Niveau führender Unternehmen ist. So kann das größte Potenzial zur Einsparung von Wasser genutzt werden ； Die Optimierung der Integration von Wassernetzsystemen ist entscheidend. Dabei wird die Methode des „Wasserpunkts“ genutzt, um das Wasser schrittweise effizient zu nutzen. Die Quellen und Auffangbecken werden sinnvoll eingesetzt, wodurch der Verbrauch an Frischwasser reduziert wird. Dadurch kann auch die Menge des bereitgestellten Wassers erheblich verringert werden ； Die tiefgreifende Aufbereitung und Wiederverwendung von Abwasser ist der letzte Schritt. Nach den ersten beiden Aufbereitungsstufen ist die Menge des abzuleitenden Abwassers bereits stark reduziert. Das Abwasser, das dennoch abgeleitet werden muss, wird durch Methoden wie die tiefgreifende Aufbereitung so aufbereitet, dass es den Anforderungen für die Wiederverwendung entspricht, bevor es wieder in das System eingespeist werden kann. Diese Phase zeichnet sich durch hohe Anlagekosten und einen langen Zeitraum bis zur Rentabilität aus. Kontrolle von Schadstoffen: Neue Technologien müssen noch überprüft werden. Laut Experten aus der Branche arbeitet China derzeit aktiv daran, moderne Technologien zur Kontrolle von Schadstoffen in Abwässern aus der Kohleverarbeitung zu entwickeln. Allerdings müssen viele neue Technologien noch weiter verbessert und überprüft werden. 　　Am Beispiel des Ruhri-Gasifizierungsverfahrens wird deutlich, dass während des Gasifizierungsprozesses die leichteren Bestandteile des Kohlestoffs in Gas umgewandelt werden. Zudem entstehen zusammen mit dem Gas Substanzen wie Teer, Phenole, Ammoniak sowie Alkane. Der größte Teil dieser Stoffe gelangt in das Gaswasser – es handelt sich dabei um typische Abwässer mit hohem Anteil an schwer abbaubaren organischen Stoffen. Dazu wurde von der Harbin Institute of Technology eine spezielle Kombinationstechnologie zur Behandlung von Abwässern mit hohen Konzentrationen an Phenolen und Ammoniak entwickelt – die EBA-Technologie. Diese Technologie dient dazu, die biologische Abbaubarkeit der Abwässer zu erhöhen, ihre Toxizität zu verringern sowie die Aktivität des Schlammes zu steigern. Dadurch können die abgehandelten Abwässer den Anforderungen für die Wiederverwendung erfüllen. 　　Ein Chemieunternehmen in Hubei hat außerdem eine Wassersparentechnologie für die Kühlung mit geschlossenen Luftkühlkreisläufen entwickelt. In geschlossenen Luftkühlkreislaufsystemen wird Weichwasser oder Entsalztes Wasser als Kühlmittel verwendet, um die Wärme der Wärmetauschergeräte aufzunehmen. Weiches Wasser wird in einem geschlossenen Kreislaufsystem wiederverwendet, kommt nicht mit der Außenluft in Berührung und übernimmt so den Prozess der Wärmeaufnahme und -abgabe. Dieses Verfahren ersetzt das herkömmliche industrielle Kreislaufkühlwassersystem – anstelle von Kühltürmen werden wassersparende Luftkühler oder kombinierte Luftkühler eingesetzt. Dadurch wird sichergestellt, dass die Temperatur des Kühlwassers den Anforderungen der verschiedenen Prozesse entspricht. Zudem wird Wasser eingespart, das Verkalken der Rohrleitungen und Anlagen verringert und die Lebensdauer der Anlagen verlängert. 　　Darüber hinaus könnte die umfassende Anwendungstechnologie der Salz- und Wasserkristallisierung bei konzentriertem Salzwasser einen Weg für die umfassende Nutzung von hochkonzentriertem Salzwasser bieten. Die Technik der mehrstufigen Verdampfung und Kristallisation von Salzwasser in hoher Konzentration zur Herstellung von Mischsalzen wurde im Düngemittelprojekt von China Coal Tibet erprobt. Allerdings gibt es derzeit noch Probleme bei der umfassenden Nutzung dieser Mischsalze. 　　“Kristallisationsverfahren zur Salztrennung sowie Techniken zur umfassenden Nutzung – dabei werden durch schrittweises Kristallisieren Natriumchlorid und Natriumsulfat getrennt. Zudem wird erläutert, wie organische Verunreinigungen in konzentriertem Salzwasser behandelt werden können. Die Wirksamkeit dieser schrittweisen Kristallisierungsverfahren wurde bisher noch nicht durch experimentelle Daten bestätigt. Außerdem gelten derzeit die Qualitätsstandards für Natriumchlorid und Natriumsulfat in unserem Land nicht für die Herstellung von Salz aus Industrieabwässern; es sind daher weitere Untersuchungen sowie Pilotversuche erforderlich. ”Wie Wang Shoujian erklärte.