內蒙古地區(qū)焦化概況及污染防治措施研究

田永莉　李海兵

摘要：本文介紹了內蒙古地區(qū)焦化行業(yè)的產能現狀，并對現有焦化生產工藝的產排污及防治措施進行了詳細介紹。

關鍵詞：焦化；產能；防治措施

中圖分類號：X75 文獻標識碼：A 文章編號：2095—672X（2016）06—0063—04

DOI：10.16647/j.cnki.cn15-1369/X.2016.06.014

煉焦生產是以一定特性的洗精煤為原料，在焦爐中密閉高溫干餾，使之分解炭化生產出焦炭和煤氣，再通過各種化工單元，對煤氣進行凈化，并回收其中的焦油、硫銨、粗苯、硫磺等化工產品。目前我國焦炭的主流生產工藝主要有水平室式常規(guī)機械化焦爐、搗固式熱回收焦爐、直立爐生產工藝。

1內蒙古地區(qū)焦化概況

內蒙古地區(qū)煤炭資源豐富，是煤炭生產大省，也是焦炭生產、消費大省，作為國民經濟的重要組成部分，焦化行業(yè)對內蒙古地區(qū)的經濟建設和健康發(fā)展做出了重要貢獻。據統(tǒng)計，內蒙古在建及已建成的搗固焦產能約4200萬噸，年，主要集中在烏海市、鄂爾多斯市、阿拉善盟、包頭、巴彥淖爾市等地區(qū)；蘭炭產能約為1000萬噸/年，主要分布在烏海市、鄂爾多斯市、包頭市。

2焦化行業(yè)產排污及污染防治措施情況

目前國內煉焦行業(yè)產能已嚴重過剩，根據《國務院關于印發(fā)土壤污染防治行動計劃的通知》（國發(fā)[2016]31號），焦化行業(yè)屬于重點監(jiān)管行業(yè)，高能耗、高污染，以及新的環(huán)保和節(jié)能減排壓力，使焦化企業(yè)生產經營正面臨前所未有的困境。

煤焦化是指煤在隔絕空氣條件下加熱、分解，生成焦炭（或半焦）、煤焦油、粗苯、煤氣等產物的過程嘲。焦化生產主要包括煉焦及煤氣凈化（也稱為化學產品回收）兩大部分，其中，焦炭生產包括儲煤、備煤（配煤和破碎）、煉焦、熄焦、篩焦、儲焦；煤氣凈化或化學產品回收主要包括冷鼓、脫硫、脫氨、粗苯四部分。此外，焦化生成還需配套鍋爐房、給水處理、循環(huán)水冷卻系統(tǒng)、辦公宿舍食堂等公用和輔助設施。

2.1廢氣

焦化廠的大氣污染源點多面廣，有害成分非常復雜，對周圍環(huán)境造成很嚴重的污染。內蒙古地區(qū)煉焦工藝的污染源主要包含以焦爐、備煤系統(tǒng)為主的面污染源以及以焦爐煙囪、鍋爐煙囪、熄焦塔為代表的點污染源。近年來隨著環(huán)保技術進步，焦化行業(yè)已經形成了較為全面的污染物防治技術體系。

2.1.1儲煤備煤

對于煤料裝卸、堆存過程中產生的煤塵。一般采用設置筒倉、全封閉煤庫、防風抑塵網等抑塵設施，從而抑制煤場揚塵的產生量。

對于原煤破碎、轉運產生的煤粉塵。一般采用建設全封閉皮帶輸送廊道及轉運站，在破碎機、篩分機、轉運站上、下料口處設置集塵設施，收集粉塵后送袋式除塵器除塵以減少粉塵的排放量；或在各產塵點設置噴霧裝置，抑制其產塵量。

2.1.2煉焦熄焦

（1）裝煤

煉焦裝煤方式目前主要包括頂裝煤和搗固側裝煤兩種。頂裝煤過程會從爐頂裝煤孔排出煙氣，有小爐門的在平煤時會有煙氣從小爐門排出；側裝煤過程會從機側裝煤爐門上部排出煙氣，焦爐爐頂孑L會有煙氣排出。

裝煤廢氣治理措施目前主要有高壓氨水噴射以及地面站、側吸管及爐頂移動式消煙除塵車四種。裝煤除塵地面站：位于焦爐一側地面上，目前采用普遍，效果較好。

側吸管凈化裝置：位于爐頂上，即通過一個導管，將正在裝煤的炭化室產生的煙氣導入相鄰炭化室中，進入相鄰炭化室的集氣系統(tǒng)。

爐頂移動式消煙除塵車：由吸塵罩、燃燒室、洗滌器、風機、水箱組成。

（2）煉焦

煉焦過程會因密封不好有煙氣從爐門、裝煤孔、上升管等處排出，屬無組織排放。一般采用敲打刀邊爐門或彈性爐門，加強密封和清掃工作等方式減少污染物的排放。

焦爐加熱廢氣主要含有SO₂、NOx、煙塵等污染物，治理措施一般是在現有技術裝備基礎上，采用燃用凈化煤氣或結合焦爐煙囪末端治理措施來進行處置。

（3）出焦

焦炭從炭化室推出后，發(fā)生破裂，在空氣中燃燒產生的煙氣及焦塵，一般是采用干式除塵地面站工藝，利用設置在攔焦機上的吸氣罩收集出焦時產生的大量陣發(fā)性煙塵，通過接口翻板閥等特殊的轉換設備，使煙塵進入集塵干管，送入蓄熱式冷卻器冷卻并粗分離，再經除塵器最終凈化后排人大氣。

（4）熄焦

目前國內大部分焦化廠在生產中采用濕法熄焦，會有大量含酚、CO等數種污染物的混合氣體從熄焦塔頂排出，熄焦廢水中的污染物由水相向氣相轉移，設置折流板滯塵措施。

干熄焦利用惰性氣體，在密閉系統(tǒng)中將紅焦熄滅，并且能夠產生整齊，可用于發(fā)電，是熄焦工藝的發(fā)展方向。干法熄焦時，會從預存室、惰性氣體治理系統(tǒng)等處排放含塵廢氣，一般采用干式地面站除塵系統(tǒng)進行處置。

（5）荒煤氣冷卻

煉焦產生的荒煤氣，經機側上升管、橋管匯入集氣管時，機側上升管、橋管連接處的密封不嚴易發(fā)生荒煤氣溢散，一般采用設置水封密封裝置來控制荒煤氣的逸散。

2.1.3篩焦貯焦

熄滅后紅焦由皮帶機運入篩焦樓，篩焦和焦炭轉運過程中會產生含粉塵廢氣。一般采用在振動篩落料口設置集塵裝置，收集粉塵后送除塵設施除塵的措施來減少粉塵的排放。

2.1.4煤氣凈化和化學產品回收

（1）冷鼓電捕

氨水槽、焦油槽等庫區(qū)各類貯槽產生的放散氣，一般采用收集后送排汽洗凈塔，采用蒸氨廢水洗滌后排放，也可收集后返送回吸煤氣管道。

（2）硫銨工段

硫銨干燥后的尾氣含有一定量的硫銨粉塵，大部分企業(yè)采用旋風分離器處理后排放，但達標較為困難。為保證處理后粉塵達標，目前后序還串聯有霧膜水浴除塵系統(tǒng)，進一步濕法處理后排放。

蒸氨塔一般放置于硫銨裝置區(qū)，部分企業(yè)放置于脫硫裝置區(qū)。對于NH，的處理一般采用將氨汽冷卻成氨水，送脫硫裝置或不經冷卻送硫銨飽和器。

（3）洗脫苯工段

管式爐熱源為焦爐煤氣，燃燒后廢氣中含S02、NO_x、顆粒物。SO₂排放濃度和排放量視回爐煤氣脫硫凈化程度而不同。

苯貯槽產生的污染物主要有苯以及非甲烷總烴，一般采用內浮頂，設呼吸閥，以惰性氣體作隔離氣。

粗苯再生工段產生的不凝氣采用放散管進行達標排放。

（4）脫硫再生

脫硫液再生采用壓縮空氣氣提再生工藝，再生過程中會有脫硫再生氣從再生塔頂排出，主要為塔底鼓入的空氣，含有帶出的H₂S、NH₃。對該廢氣目前尚無成熟可行的治理工藝，大多數企業(yè)經高空直接達標排放。

2.2廢水

焦化企業(yè)送至污水處理裝置的廢水有兩部分：有壓污水和無壓污水。有壓污水主要是剩余氨水經蒸氨處理后的蒸氨廢水，無壓污水包括粗苯分離水、管線冷凝液、終冷廢水、軸封水和氣液分離廢水、地坪沖洗水、生活化驗廢水，以及生產裝置區(qū)跑冒滴漏、事故狀態(tài)下設備清洗水等；酚氰污水成分較復雜，一般均含有較高濃度的COD_Cr、揮發(fā)酚、氰化物、氨氮、硫化物、石油類等污染物。

為了防止水體污染，對工藝過程排出的廢水采取相應的治理措施，對排放的生產污廢水采取清污分流的原則，盡可能提高水的重復利用率，以減少污水的外排量。

2.2.1煉焦水封水

焦爐上升管及橋管連接處設置水封裝置，會有水封排水，主要含有COD、揮發(fā)酚、氰化物、氨氮、石油類等，此部分廢水經生化廢水處理站處理后回用作為熄焦補充水和其它生產用水。

2.2.2煤氣冷凝液、粗苯分離水

焦爐煤氣初冷、終冷時煤氣冷凝液以及洗脫苯工段粗苯分離水均含有高濃度的COD、揮發(fā)酚、氰化物、氨氮、石油類等，這部分廢水先送至機械化澄清池去除其中的焦油后，混入剩余氨水送至蒸氨塔進行蒸氨處理，蒸氨后廢水再送往生化廢水處理站進行處理。

2.2.3剩余氨水

來自冷鼓工段機械化澄清池分離出的含氨廢水，主要含有COD、揮發(fā)酚、氰化物、氨氮、石油類等，此部分廢水送蒸氨系統(tǒng)先進行蒸氨處理，再送至生化廢水處理站處理。

2.2.4蒸氨廢水

剩余氨水經蒸氨塔預處理，降低其中所含的氨氮和COD后，由塔底排出，成為蒸氨廢水，主要含有揮發(fā)酚、氰化物、氨氮、石油類等，蒸氨廢水送至生化廢水處理站處理。

2.2.5熄焦廢水

濕法熄焦過程熄焦塔底產生熄焦廢水，主要含有SS，應設置沉淀池，該部分廢水經沉淀清理粉焦后循環(huán)回用。根據環(huán)境保護部關于執(zhí)行《煉焦化學工業(yè)污染物排放標準》有關問題的復函（環(huán)科技函[2016]66號），凡用于洗煤、熄焦和高爐沖渣等過程的廢水水質均應符合《煉焦化學工業(yè)污染物排放標準》（GB 16171-2012）4.1.5的規(guī)定，包括熄焦循環(huán)水。

2.2.6生活污水、化驗廢水、地坪沖洗廢水

該部分污水來自于生活辦公區(qū)域內生活、化驗產生的廢水以及用于地坪沖洗產生的廢水，主要含有一定量的COD和SS，應送生化處理站處理后回用作為熄焦補充水和其它生產用水。

2.2.7循環(huán)水系統(tǒng)排污水

循環(huán)水系統(tǒng)排污水來自于化產、制冷循環(huán)水系統(tǒng)產生的排水，主要含有鹽類、SS等，該部分污水經過濾后作為熄焦、煤場抑塵、加濕卸灰使用。

2.3固廢

焦化企業(yè)產生的固體廢物有煤塵、污泥、焦塵、焦粉、焦油渣、酸焦油、脫硫廢液、粗苯殘渣。在《危險廢物名錄》（2016版）中焦塵、焦粉、焦油渣、酸焦油、脫硫廢液、粗苯殘渣固廢均為危險廢物，需按照危險廢物相關標準進行處理處置，實際生產過程中摻入煤中煉焦，有些企業(yè)將脫硫廢液進行提鹽處理。生化處理站產生的剩余污泥，摻人煤中煉焦。按照《危險廢物名錄》（2008版）（HW39）含酚廢物252-012-39煉焦行業(yè)酚氰生產過程中的廢水處理污泥，屬于危險廢物，按照《危險廢物名錄》（2016版）252-010-11煉焦及煤焦油加工利用過程中產生的廢水處理污泥（不包括廢水生化處理污泥），此類廢物雖未列入《危險廢物名錄》（2016版），但仍然需要根據國家規(guī)定的危險廢物鑒別標準和鑒別方法認定是否屬于危險廢物，經鑒別不具有危險特性的，不屬于危險廢物。

3總結

（1）根據《煉焦化學工業(yè)污染物排放標準》（GB16171-2012）的要求，2015年1月1日起所有企業(yè)焦爐煙囪SO₂排放濃度限值為50mg/m³，而目前焦爐煙囪SO₂排放濃度大多已不能達標，煉焦企業(yè)依據以前的焦爐煤氣硫化氫含量標準設計的工藝及裝備已經不能適應新標準的要求，需考慮進一步采取采取技術措施和管理措施，提升脫硫效率，爭取盡快達標。

（2）焦化企業(yè)大部分都建成了配套的污水處理設施，隨著干熄焦工藝的推廣，節(jié)約了熄焦用水，但是《焦化行業(yè)準入條件（2014年修訂）》中要求：焦化企業(yè)須配套建設生產廢水處理設施，嚴禁生產廢水外排；煉焦企業(yè)熄焦水必須閉路循環(huán)。因此焦化廢水的綜合循環(huán)利用是焦化企業(yè)需要面對廢水“零排放”環(huán)保要求的一項重要任務。

（3）按照《危險廢物名錄》（2016版）的要求，煉焦及煤焦油加工利用過程中產生的廢水處理污泥（不包括廢水生化處理污泥）屬于危險廢物，雖然廢水生化處理污泥未列入《危險廢物名錄》（2016版），但實際生產過程中許多有害物質進入了污泥，仍然需要根據國家規(guī)定的危險廢物鑒別標準和鑒別方法認定是否屬于危險廢物，經鑒別不具有危險特性的，不屬于危險廢物。

總之，煤焦化企業(yè)是內蒙古地區(qū)經濟產業(yè)中不可或缺的基礎產業(yè)之一，在倡導“資源節(jié)約型，環(huán)境友好型”的經濟建設發(fā)展模式的環(huán)境下，煤焦化企業(yè)必須改進傳統(tǒng)生產模式，創(chuàng)新生產技術，促進綠色可持續(xù)發(fā)展，這是煤焦化企業(yè)值得研究的課題。