焦化廠環境防護距離探討

尹 鳴

（中冶南方工程技術有限公司 湖北武漢 430223）

引言

中國是世界主要的焦炭生產國，2016年焦炭產量為44911.5萬噸。焦炭生產中會排放多種大氣污染物，主要包括顆粒物、無機化合物、多環芳烴（其中BaP是典型代表）、揮發性有機物等[1]。焦化的環境防護距離的確定，是焦化廠大氣環境影響評價中的難點。

1 焦化廠廢氣無組織排放源

焦爐煉焦過程包括配煤、裝煤、炭化室結焦、出焦、熄焦、篩焦，其中裝煤、出焦、爐體泄漏、爐門泄漏等會存在廢氣無組織排放，無組織排放的廢氣中有大量萘、蒽、芘等多環芳烴物質（PAHs），其中BaP具有致癌性和較強毒性。

焦爐廢氣無組織排放BaP缺乏實測數據，且沒有權威的參數用于源強估算，使得相同的焦爐不同環境影響評價單位計算的源強都相差甚遠。

根據《Compilation of Air Pollution Emission Factors》（U.S.EPA）（第12.2章焦爐），美國在2008年之前焦爐煉焦和裝煤時排放的一般控制水平是BaP：63mg/t焦，顆粒物8.8g/t焦，二者90%以上都來自爐門泄漏和裝煤。美國環境保護署發布的排放因子手冊AP-42中，無組織BaP排放因子僅考慮推焦過程（0.25～1.36mg/t焦）[2]，缺少裝煤、泄漏等其他生產過程的排放因子。

《煉焦化學工業污染物排放標準》（GB16171-2012）中規定焦爐爐頂BaP的排放濃度限值為2.5μg/m3。根據7家焦化企業共16座焦爐87次爐頂BaP的監測結果，爐頂BaP濃度范圍為0.012～1.52μg/m（3平均值約0.188μg/m3）。以55孔5.5米焦爐為例，焦炭產量為55萬t/a，焦爐爐頂面積約459.8m2，爐頂廢氣逸散速度取4m/s，則BaP排放量為19.83mg/t焦。

根據國內相關專家的意見，焦爐BaP無組織排放源強一般取15mg/m3-30mg/m3。

2 焦化廠衛生防護距離

《煉焦業衛生防護距離》（GB/T11661-2012）依據焦爐生產規模和焦爐所在區域的近五年平均風速確定衛生防護距離，焦爐生產規模越大衛生防護距離越大，所在區域近五年平均風速越大衛生防護距離越小，衛生防護距離范圍為700m～1200m。該標準頒布施行至今BaP的環境空氣質量標準變化大，日均值濃度限值由0.01μg/m3變小到0.0025μg/m3，故根據該標準劃定的衛生防護距離值得商榷。

3 焦化廠大氣環境防護距離

3.1 采用大氣環境防護距離模式計算

根據《環境影響評價技術導則大氣環境》（HJ2.2-2008）焦化廠無組織排放源的大氣環境防護距離應按大氣環境防護距離計算模式進行計算。計算所需參數為：面源的尺寸、污染物排放速率和評價標準。

選取不同規格的焦爐（2座55孔5.5m搗固焦爐，年產焦炭110萬t；2座60孔6m搗固焦爐，年產焦炭120萬t），排放源強取15mg/t焦～30mg/t焦，分單座焦爐和2座焦爐合并兩種計算單元進行計算。計算結果為：將2座焦爐合并作同一生產單元計算時，大氣環境防護距離更大；2座年產55萬噸焦炭的焦爐合并計算，大氣環境防護距離范圍為2.7km～4.6km；2座年產60萬噸焦炭的焦爐合并計算，大氣環境防護距離范圍為2.85km～4.95km。單座焦爐作為一個生產單元計算時，焦爐生產規模越大、噸焦BaP排放量越大、大氣環境防護距離越大；年產55萬噸焦炭的焦爐大氣環境防護距離范圍為1.65km～2.7km；年產60萬噸焦炭的焦爐大氣環境防護距離范圍為1.75km～2.85km。

焦化廠焦爐無組織排放BaP的源強取值由15mg/t焦到30mg/t焦，計算的大氣環境防護距離差距大于1km，故BaP的排放源強對大氣環境防護距離計算影響較大。

3.2 采用ADMS預測軟件計算判斷

為驗證大氣環境防護距離計算模式計算的合理性，采用HJ2.2-2008中進一步預測軟件ADMS進行預測分析焦爐無組織排放BaP的污染影響，計算結果為：2座年產55萬噸焦炭的焦爐區域網格點日均最大貢獻濃度為0.00112μg/m3，占標率為44.92%；2座年產60萬噸焦炭的焦爐區域網格點日均最大貢獻濃度為0.00165μg/m3，占標率為66.11%。通過ADMS計算，年產110萬噸的焦化廠和年產120萬噸的焦化廠無組織排放的BaP日均最大貢獻濃度均不超標。

故通過ADMS計算的結果與大氣環境防護距離模式計算的結果差異較大，還需進一步的研究和實驗來判斷結果的準確性。

結語

《煉焦業衛生防護距離》頒布后BaP的環境質量標準發生了較大變化，由其界定的衛生防護距離有待商榷。由于焦爐無組織排放的BaP源強無權威性的計算參數和可靠的實驗數據支撐，導致其排放源強計算結果迥異。源強取值差異大導致相同焦爐計算的大氣環境防護距離差異較大。為了更準確的確定焦化廠的環境防護距離，還需規范焦爐無組織排放源強計算的參數選擇。

參考文獻

[1]欒元重，范玉紅，薛利兵，等.地表移動趨勢項預測模型的研究[J].地下空間，2004,24(1):14-18.

[2]U.S.EPA.Emission Factor Documentation for AP-42[Z].Section 12.2:2008.