關(guān)于煤焦化過(guò)程中顆粒物和二氧化硫釋放的分析

郭麗萍 (山西焦化股份有限公司環(huán)保部 041606)

我國(guó)的焦炭產(chǎn)量居世界第一，焦炭的生產(chǎn)會(huì)伴隨大量的污染物產(chǎn)生，其顆粒物和二氧化硫的排放對(duì)周圍的環(huán)境造成了極大的污染。使得焦碳生產(chǎn)地區(qū)的TSP，SO2，BaP，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)了環(huán)境空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)的二級(jí)標(biāo)準(zhǔn)值。可見(jiàn)，積極的進(jìn)行焦?fàn)t污染物排放檢測(cè)，對(duì)周圍環(huán)境的治理意義重大。

一、樣品采集與分析

1.煉焦工藝概述

作為我國(guó)重要的焦炭產(chǎn)地山西，經(jīng)歷了傳統(tǒng)的土焦?fàn)t，逐步的過(guò)渡到清潔型熱回收煉焦?fàn)t，最后發(fā)展到現(xiàn)在比較先進(jìn)的水平室式機(jī)焦?fàn)t。土焦?fàn)t的結(jié)焦時(shí)間一般為八到十五天，中間的副產(chǎn)品和煙氣缺少相應(yīng)的回收和治理措施；熱回收焦?fàn)t結(jié)焦時(shí)間小于十天，配有了一定的余熱回收，二次風(fēng)補(bǔ)給也能使炭化產(chǎn)生的苯并芘等有機(jī)物質(zhì)完全燃燒和分解；機(jī)焦?fàn)t結(jié)焦時(shí)間一般小于24小時(shí)，采用了自產(chǎn)煤氣作為燃料，由加熱室間接加熱炭化，過(guò)程中采用了回收副產(chǎn)品（苯、甲苯、煤氣、氨等）和相關(guān)的脫硫措施，重要的是減少了噸焦耗煤。本文針對(duì)這三種焦?fàn)t技術(shù)在生產(chǎn)過(guò)程中產(chǎn)生的顆粒物和二氧化硫進(jìn)行達(dá)標(biāo)分析。

2.樣品采集與分析

在樣品采集上，土焦?fàn)t和熱回收焦?fàn)t均在出焦?fàn)t上方進(jìn)行采樣，通過(guò)集中排氣煙囪上方高14米出進(jìn)行開(kāi)孔的方式來(lái)采集；機(jī)焦?fàn)t頂選擇了爐頂煤塔側(cè)上升管旁第一道四孔進(jìn)行采樣，包括地面集氣出入口、煙囪和廢氣排放口。

在分析過(guò)程中，將焦?fàn)t爐頂空氣污染物與煙氣監(jiān)測(cè)同時(shí)實(shí)驗(yàn)分析，隨時(shí)對(duì)焦?fàn)t的生產(chǎn)進(jìn)行記錄，土焦?fàn)t每天兩次，監(jiān)測(cè)時(shí)間為一個(gè)周期，每天2次；熱回收焦?fàn)t和機(jī)械焦?fàn)t的監(jiān)測(cè)時(shí)間為三天，每天2次，每次四個(gè)小時(shí)。采樣均在60%以上的孔數(shù)的焦?fàn)t處于點(diǎn)火和結(jié)焦期，采集煙氣的同時(shí)進(jìn)行對(duì)煙氣狀態(tài)參數(shù)和排放量測(cè)定。

煙氣經(jīng)采樣器抽氣后由玻璃纖維濾筒來(lái)收集，然后密閉保存送至檢測(cè)實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行分析，在105℃下烘干一小時(shí)，冷卻后使用萬(wàn)分之一天平稱量。爐頂空氣由超細(xì)玻璃纖維濾膜吸收其中的總顆粒物，采樣當(dāng)場(chǎng)密閉送至實(shí)驗(yàn)室，平衡一段時(shí)間后進(jìn)行稱量。二氧化硫的檢測(cè)中連續(xù)使用儀器測(cè)量穩(wěn)定后的5個(gè)數(shù)據(jù)，計(jì)算平均值得到；爐頂空氣中的二氧化硫，首先經(jīng)含有10ml吸收液的U形多孔板吸收管，以0.5L/min的速度進(jìn)行采樣，然后將溶液進(jìn)行密閉遮光保存，24小時(shí)內(nèi)送去質(zhì)檢。

二、檢測(cè)結(jié)果

檢測(cè)的結(jié)果如下表所示，表一為焦?fàn)t頂空氣中總顆粒物和二氧化濃度的范圍和平均值。表二為焦?fàn)t煙氣中顆粒物和二氧化硫的排放濃度、排放速度和噸焦排放量，其中土焦?fàn)t和熱回收焦?fàn)t采用了山西某焦化廠數(shù)據(jù)，機(jī)焦?fàn)t的數(shù)據(jù)是采用了三個(gè)機(jī)焦?fàn)t取得平均值。

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從表二上可以看出，土焦?fàn)t頂總顆粒物和二氧化硫平均值濃度差別較小，分別在0.651～0.824mg/m3和0.239～0.630mg/m3之間。機(jī)焦?fàn)t和熱回收焦?fàn)t中總顆粒物和二氧化硫濃度略低于土焦?fàn)t頂，而XG和TG卻顯著升高。對(duì)照《大氣污染物綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》和《煉焦?fàn)t大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》，XG和TG焦?fàn)t頂顆粒物濃度均值超過(guò)上限1.0mg/m3，且TG>3.5mg/m3，超標(biāo)338%～544%。

從表三可以看出，土焦?fàn)t中除HD煙塵排放濃度小于100mg/m3外，其余都高于300mg/m3；熱回收焦?fàn)t和機(jī)焦?fàn)t除XG略高于100mg/m3外，別的小于50mg/m3。按照《大氣污染物綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》和《煉焦?fàn)t大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》，排放速率都小于二級(jí)標(biāo)準(zhǔn)；所有焦?fàn)t二氧化硫平均值排放濃度都小于排放濃度最高限值，沒(méi)有超標(biāo)。SJ和XG的顆粒物和二氧化硫排放濃度和噸焦排放量都小于新建非機(jī)械化焦?fàn)t二級(jí)標(biāo)準(zhǔn)。

三、實(shí)驗(yàn)討論

焦?fàn)t煙氣逸散是總顆粒物和二氧化硫的排放主要來(lái)源。這主要是由焦?fàn)t生產(chǎn)不當(dāng)造成的，在生產(chǎn)過(guò)程中，土焦?fàn)t沒(méi)有采取任何的控制措施，在裝煤點(diǎn)火后，所有焦?fàn)t爐頂空氣中的二氧化硫濃度也將明顯升高。煉焦過(guò)程中，主要集中在引火和熄焦階段，顆粒物的濃度較高。機(jī)焦?fàn)t熄焦過(guò)程顆粒物排放濃度明顯升高。

隨著國(guó)家的治理和控制，近年來(lái)的土焦生產(chǎn)過(guò)程中顆粒物和二氧化硫排放有減弱的趨勢(shì)，而在機(jī)焦生產(chǎn)過(guò)程任然顆粒物和二氧化硫排放呈增強(qiáng)趨勢(shì)。

綜上所述，如果嚴(yán)格按照操作條件執(zhí)行，和增加相應(yīng)的治理設(shè)施，就使得顆粒物和二氧化硫的釋放量明顯減少，因此，控制煉焦污染物排放還需要采用新技術(shù)，提高科技水平，以確保周圍地區(qū)環(huán)境的保護(hù)。

[1]李紹京.山西煉焦工藝及爐型的發(fā)展與選擇[J].山西能源與節(jié)能.2000.4.

[2]王靜，朱利中，沈?qū)W優(yōu).某焦化廠空氣中PAHS的污染現(xiàn)狀及健康風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)[J].環(huán)境科學(xué).2003.24.