“人们常常用精细化率去衡量一个国家化工行业的发展水平。要提升精细化率，就要着眼于环保、安全、高效、高端化发展的重大课题。这次我来，就是带着‘高盐有机废液高值清洁利用关键技术研究与应用’成果，和大家交流一下，精细化工怎么更好地绿色发展，如何让令人头疼的高盐、高浓有机废水‘变出’高价值。”4月中旬赴京参加第五届生态环保产业创新发展大会的新安集团作物保护事业部副总经理张柏青对《中国化工报》记者说道。
张柏青所说的这项成果，由新安集团联合浙江大学等单位共同完成，已经成功处理了上千万吨的高盐有机废液，产生了40多亿元的效益，并在大会上获得中国环保产业协会2022年度环境技术进步一等奖。
高盐有机废液处置需“过三关”
“精细化工是我国化学工业发展的战略重点，2021年行业产值超5.5万亿元。然而，农药、医药等精细化工产品生产过程排放的有机废液成分复杂、盐分高、腐蚀性强、毒性大，已被列入《国家危险废物名录(2021年版)》，其处理问题已成为制约精细化工行业可持续发展的瓶颈。”张柏青告诉记者。
他说，精细化工高盐有机废液往往具有三个方面的特点：一是废液成分复杂，磷、氮、硫、氯、碳多元素交织，单一产品转化难，提纯要求高；二是废液黏度高，可以达到水的3500倍，腐蚀性强，处置工艺稳定性差；三是废液排放量大，仅草甘膦行业国内一年的废液就超过了200万吨，排放限值要求高且持续加严，处置成本高。由此，带来了高盐有机废液高值清洁利用的关键技术研发的三大挑战，即高效增值利用难、二次污染控制难、系统可靠运行难。
张柏青进一步解释道，该废液处置在国际上也难以循环利用，如草甘膦生产中产生的高盐有机废液，相关跨国公司曾采用深井灌注的方式处理，其代价大且风险高。常规高温焚烧处理，则会排放氮氧化物、挥发性有机物、二氧化硫、氯化氢、颗粒物等多种二次污染物。
同时，由于精细化工品种众多，生产工艺千差万别，产生的有机废液来源多样、成分复杂;加之往往采用间歇生产，废液负荷波动大，且存在多输入多输出、强非线性、变负荷等特征，对处置装置及整个系统的稳定运行带来巨大冲击。
产学研用构建关键技术体系
围绕这一国家重大战略任务，为尽快研发出转化效率高、稳定性强、运行成本低的高盐有机废液高值清洁利用关键技术与装备，新安集团于2014年联合浙江大学等单位组建了产学研用的联合攻关项目团队。
针对高盐有机废液高值清洁利用关键技术研发面临的三大挑战，项目团队提出了废液可控定向转化—烟气高效协同治理—流程参数智能调控的技术创新路线，开发了有机废液定向转化、焚烧处置与产品定向转化耦合关键装备、污染高效协同治理3项关键技术及装备，构建了高盐有机废液高值清洁利用关键技术体系。
据张柏青介绍，高盐有机废液高温定向转化技术针对生产中高盐有机磷废液资源化利用的难题，首创了连续催化氧化—定向转化—逆向法磷酸盐合成的技术路线，解决了高附加值产物的高温定向转化合成及高温熔融盐挂壁抑制的难题，实现了高盐有机废液中磷资源的低成本回收，减少了相关废弃物处置量及相关敏感污染物向环境的释放，实现磷元素利用率大于99.5%。
围绕定向转化技术，项目团队自主开发了集双流体内混式雾化—分区分级燃烧—速度场/温度场/浓度场协同控制—高温熔融盐挂壁抑制的关键装备及优化调控方法，解决了有机废液焚烧处置与产品定向转化耦合过程的控制难题，建成了国内外首套万吨级示范装置并稳定运行。回收磷酸盐产品均达到行业标准且产品品质稳定，价格优势显著，代替了传统磷酸盐生产路线。
针对焚烧二次污染高效协同治理难的问题，他们提出了还原/氧化多层复合催化+高效增溶复合吸收+细颗粒物高效捕集的协同控制技术路线，突破了与高温可控定向转化过程深度融合的多污染物协同治理瓶颈，首次实现了焚烧烟气超低排放，实现了氮氧化物和挥发性有机物协同催化转化，解决了气液均布和传质强化和细颗粒物/可凝结颗粒物荷电难、脱除效率低的难题，实现了多污染物高效协同控制，以及复杂成分焚烧烟气的深度净化。
此外，他们通过数字技术建立全流程智能管控平台，实现流程智能调控与运行方法优化，进一步降低了系统出口的污染物浓度波动与运行能耗，实现了复杂系统的可靠稳定运行。
上千万吨高盐废液高值利用
“这次能够获得行业奖项的肯定，主要是基于团队创新高盐有机废液高值清洁利用模式，实现了多个首次应用——首创定向转化法有机废液资源化利用技术并工业化应用，首次实现精细化工危废清洁利用过程中焚烧烟气的超低排放。”张柏青说，“但更重要的是，解决行业共性问题的成果推广应用。该项目获得发明专利授权48件、软件著作权14件，发表论文105篇，出版国家标准1项、行业标准2项，还获得中国专利优秀奖1项。院士领衔的专家鉴定委员会认为成果达到了国际领先水平。更重要的是我们实实在在解决了行业的问题，为精细化工绿色发展尽了一份力。”
全国16个省份，农药、医药、染料、危废处置等行业58套鳞板式焚烧炉、5套烟气深度治理装置实现产业化应用，处置高盐废液1032.2万吨，回收工业级磷酸盐161.9万吨，综合节能降碳超1245.5万吨，仅完成单位近3年新增销售额87.46亿元、新增利税15.46亿元、间接效益超43.47亿元……项目组交出的一份沉甸甸的成绩单，为精细化工行业高质量、可持续发展增添了重重的砝码。
