¿Qué obstáculos se interponen en la reducción del consumo de agua y las emisiones en la industria del carbón?”

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¿Qué obstáculos se interponen en la reducción del consumo de agua y las emisiones en la industria química basada en el carbón? Autor/Fuente: Fecha: 18-02-2016. Número de clics: 9. “La reducción del consumo de agua y las emisiones es una dirección importante para el desarrollo de la industria química basada en el carbón en la era moderna”. El problema del agua, en resumen, es un problema de financiación. En particular, en el caso de las aguas residuales de fenol y amoníaco, para un proyecto de producción de gas natural a partir de carbón con una capacidad anual de 4 mil millones de metros cúbicos, sería necesario invertir 800 millones de yuanes en la adquisición de un sistema para tratar esas aguas residuales. Esto supone una gran presión adicional para la ya complicada industria química del carbón moderna. ”Lo dijo recientemente Wang Shoujian, ingeniero jefe de China National Chemical Engineering Corporation. 　　En diciembre de 2015, el Ministerio de Protección del Medio Ambiente emitió las “Condiciones de admisión ambiental para los proyectos de química del carbón moderna” (en lo sucesivo, “Condiciones de admisión”). En dichas condiciones se establece que la industria química del carbón moderna debe cumplir con estándares más estrictos en materia de ahorro de agua y en cuanto a la eliminación de aguas residuales. No solo es necesario fortalecer las medidas de ahorro de agua, sino que también las aguas residuales (incluidas las aguas salinas) deben cumplir con los requisitos establecidos para la eliminación de contaminantes. 　　Muchos expertos del sector consideran que, a través de la innovación tecnológica y la optimización de los sistemas, superar los obstáculos relacionados con el ahorro de agua y la reducción de emisiones en la industria química basada en el carbón en nuestro país es una tarea urgente durante el período del “13º Plan Quinquenal”. Existen muchos problemas que deben resolverse en los proyectos en curso. Liu Zhixue, director de protección ambiental del proyecto de producción de gas natural a partir de carbón en Datang Keqi, quien participó en la redacción de las “Condiciones de admisión”, dijo: “De acuerdo con las exigencias de dichas condiciones, los proyectos modernos de química del carbón que ya están en funcionamiento todavía presentan numerosos problemas relacionados con el ahorro de agua y la reducción de emisiones, los cuales deben resolverse”. En primer lugar, el fenómeno del desarrollo transfronterizo es común, y falta un equipo de gestión especializado ； En segundo lugar, el uso inadecuado de los estanques de evaporación provoca la emisión de gases malolientes que molestan a las personas, y además, una gran cantidad de residuos sólidos no puede ser procesada ； En tercer lugar, en las zonas circundantes al proyecto suele faltar un cuerpo de agua adecuado para recibir las aguas residuales; durante las pruebas, una gran cantidad de aguas residuales no tiene dónde ser desechadas ； Cuarto, las aguas residuales con alto contenido de COD y sales son difíciles de tratar; una gran cantidad de sales no pueden ser utilizadas de manera eficaz. Un proyecto de producción de gas natural a partir de carbón, con una capacidad de 4 mil millones de metros cúbicos al año, genera entre 50.000 y 80.000 toneladas de sales al año. ” 　　Se sabe que las aguas residuales orgánicas de alta concentración provienen principalmente de los efluentes generados en el proceso de gasificación del carbón. Estas aguas se caracterizan por tener un bajo contenido de sales, y sus contaminantes principales son el COD. Por lo general, el contenido de COD es superior a 2000 miligramos/litro; en algunos sectores industriales, incluso supera los 10000 miligramos/litro. En muchos casos, la relación entre el BOD y el COD de las aguas residuales es menor a 0.3. En estos casos, resulta difícil que estas aguas cumplan con los estándares requeridos, lo que tiene efectos negativos en el medio ambiente circundante. 　　Según Liu Zhixue, actualmente los problemas relacionados con el tratamiento de las aguas residuales provenientes de la industria química del carbón se manifiestan principalmente en 4 aspectos. En primer lugar, la industria no presta la debida atención a las tecnologías de tratamiento de aguas residuales. Algunas instituciones de investigación solo profundizan en la investigación de una tecnología específica, carecen de instituciones especializadas que abarquen todo el proceso, y no logran alcanzar un consenso. En segundo lugar, algunos proyectos no prestan atención al tratamiento de las aguas residuales; realizan las evaluaciones ambientales únicamente por obligación, exageran de forma irresponsable los resultados del tratamiento de las aguas residuales y ocultan ciertas deficiencias técnicas, lo cual no se corresponde con la realidad de la obra en cuestión. Una vez más, hay poca comunicación en la industria sobre las tecnologías de tratamiento de aguas residuales; algunos técnicos con experiencia en el terreno no quieren hablar demasiado sobre las dificultades. Finalmente, algunas unidades carecen de estándares de la industria. El desarrollo de proyectos a menudo se enfrenta a la falta de normativas que lo regulen, como en el caso de los estándares para los productos obtenidos por la quema de lodos bioquímicos y la purificación de sales diversas. 　　“Las sales impuras que se cristalizan en las aguas residuales de la industria del carbón, debido a su contenido de sustancias orgánicas y metales pesados en trazas, son consideradas desechos sólidos peligrosos. Estas sales impuras deben ser utilizadas o tratadas de manera segura. Por el momento, la tecnología para el aprovechamiento de los recursos derivados de las sales mixtas aún se encuentra en una fase de desarrollo, y existen limitaciones como la falta de estándares adecuados para los productos finales. Se debe prestar una gran atención al uso de medidas y tecnologías eficaces para el tratamiento adecuado de las aguas residuales con alto contenido de sal. ”Así lo dijo Wang Shoujian. 　　 Tratamiento de aguas salinas concentradas: falta de optimización en los sistemas. Actualmente, los procesos de tratamiento de aguas residuales provenientes de la industria del carbón se dividen aproximadamente en cuatro unidades de proceso: pretratamiento, tratamiento biológico, reutilización de aguas salinas y tratamiento de aguas salinas concentradas. La unidad de tratamiento con agua salina concentrada es un desafío técnico; aunque existen muchos tipos de tecnologías, pocas funcionan de manera estable. 　　“El siguiente paso importante es seleccionar las tecnologías clave, optimizar su integración sobre la base de pruebas experimentales, y explorar nuevas formas de reducir y reutilizar las sales no deseadas. La unidad de tratamiento de aguas residuales es un proyecto de ingeniería complejo que involucra diversas técnicas de tratamiento de agua. Durante su funcionamiento, es necesario prestar atención a la optimización y coordinación de todo el sistema en su conjunto, dando especial importancia al equilibrio dinámico del volumen de agua, a fin de evitar sobrecargas en el sistema. Lo importante es dar prioridad a la gestión en la fuente, reduciendo la entrada de contaminantes a través de los procesos químicos. La recolección separada de las aguas residuales y su tratamiento según sus características específicas se ha convertido en una condición indispensable para el tratamiento de estas aguas. ”Liu Zhixue cree que, para lograr una buena gestión en cuanto al ahorro y la reducción del consumo de agua en las empresas químicas basadas en el carbón, es necesario considerar el uso eficiente del agua desde un enfoque sistémico. Se debe tratar a todos los departamentos que utilizan agua en estas empresas como parte de una red hídrica integral, con el fin de optimizar su funcionamiento. También es importante pensar en cómo distribuir la cantidad y calidad del agua entre las diferentes unidades que la utilizan, de modo que se maximice su reutilización y se minimice la cantidad de aguas residuales que se descargan. 　　Según se informa, el método de ingeniería de sistemas para ahorrar agua y reducir las emisiones en la industria del carbón es el siguiente: prueba de equilibrio hídrico, optimización de la integración de la red de agua, y tratamiento avanzado y reutilización de las aguas residuales. La medición del equilibrio hídrico es fundamental. Mediante el perfeccionamiento de los instrumentos de medición, se puede realizar una correcta evaluación del equilibrio hídrico en toda la planta. Así, se pueden calcular los indicadores técnicos y económicos relacionados con el uso del agua. Se puede comparar el nivel de consumo de agua de la propia empresa con el nivel de las empresas más avanzadas, con el fin de identificar las áreas donde es posible ahorrar agua de manera más fácil ； La optimización de la integración de los sistemas de red hídrica es clave. Se utiliza el método de los “puntos críticos del agua” para aprovechar gradualmente la calidad del agua, asignar de manera adecuada las fuentes de agua y los tanques de almacenamiento, reduciendo así el consumo de agua dulce y, en consecuencia, disminuyendo también significativamente la cantidad de agua distribuida ； El tratamiento avanzado y reutilización de las aguas residuales es el paso final. Después de los dos pasos previos, la cantidad de aguas residuales que deben ser eliminadas se ha reducido considerablemente. En cuanto a las aguas residuales que aún deben ser descartadas, se les aplica un tratamiento avanzado para que cumplan con los estándares necesarios para su reutilización, y así puedan volver a ser utilizadas en el sistema. La característica de esta etapa es una alta inversión en equipos y un largo ciclo de recuperación de la inversión. Control de contaminantes: nuevas tecnologías que aún necesitan ser probadas. Según los expertos del sector, actualmente nuestro país está trabajando activamente para desarrollar tecnologías modernas para el control de los contaminantes en las aguas residuales provenientes de la industria del carbón. Sin embargo, muchas nuevas tecnologías aún necesitan ser perfeccionadas y verificadas. 　　Tomando como ejemplo el proceso de gasificación con horno de tipo Ruhki, los componentes ligeros del carbón se convierten en gas natural durante el proceso de gasificación. Además, también se generan sustancias como alquitrán, fenoles, amoníaco y alquenos, las cuales se mezclan con el gas natural. La mayor parte de estas sustancias termina en el agua resultante del proceso de gasificación; se trata, por lo tanto, de aguas residuales orgánicas de alta concentración y difíciles de tratar. Para ello, la tecnología de tratamiento combinado (proceso EBA), desarrollada por la Universidad Técnica de Harbin, está diseñada para tratar las aguas residuales con altas concentraciones de fenoles y amoníaco que se generan en hornos de tipo Lurgi, BGL y de pirólisis a bajas temperaturas. Esta tecnología permite mejorar la biodegradabilidad de las aguas residuales, reducir su toxicidad y aumentar la actividad del lodo, de modo que las aguas tratadas cumplan con los estándares necesarios para su reutilización. 　　Una empresa química de Hubei también ha desarrollado una tecnología que permite ahorrar agua al utilizar un sistema de refrigeración por circulación de agua a presión. En los sistemas de agua de refrigeración de ciclo cerrado con enfriamiento por aire, se utiliza agua blanda o agua desionizada como agua de refrigeración, para absorber el calor generado por los equipos de intercambio térmico. El agua blanda se utiliza en un sistema de circulación cerrada, sin entrar en contacto con el aire exterior, y así se lleva a cabo el proceso de transferencia de calor por absorción y liberación. Este proceso sustituye al sistema tradicional de agua de refrigeración en circuito cerrado industrial, utilizando enfriadores por película de agua que ahorran agua, o enfriadores combinados, en lugar de torres de enfriamiento. De esta manera, se garantiza que la temperatura del agua de refrigeración cumpla con los requisitos de los diferentes procesos, al mismo tiempo que se ahorra agua, se reduce la formación de incrustaciones en las tuberías y los equipos, y se prolonga su vida útil. 　　Además, la tecnología de tratamiento por cristalización de sal en soluciones salinas concentradas podría ofrecer una vía para el aprovechamiento integral de las aguas salinas de alta concentración. La tecnología de evaporación y cristalización en múltiples etapas de agua salina a altas concentraciones para obtener sales mixtas ha sido probada en el proyecto de fertilizantes de China Coal Tibet, pero aún existen problemas en cuanto al uso integral de estas sales mixtas. 　　“Técnicas de separación por cristalización y uso integral: mediante la cristalización por etapas, se separan el cloruro de sodio y el sulfato de sodio. También se aborda cómo tratar las impurezas orgánicas presentes en las aguas salinas concentradas. Sin embargo, aún no existen datos experimentales que validen la eficacia de este método de cristalización por etapas. Además, en la actualidad, las normas de calidad para los productos de cloruro de sodio y sulfato de sodio en nuestro país no son aplicables a la producción de sal a partir de aguas residuales industriales; por lo tanto, es necesario realizar estudios exhaustivos y pruebas a escala piloto. ”Lo explicó Wang Shoujian.