焦化工序綠色生產新技術應用研究

張廣義 郭立華

摘要：為適應當前環保形勢，焦化工序對包括焦爐煙氣脫硫脫硝，焦爐煤氣精脫硫，干熄焦除塵廢氣脫硫，化產區域VOCs治理，酚氰廢水深度處理等進行技術引進及改造。，取得了明顯的社會效益，為企業的環保提標和綠色制造做出有益的嘗試，為企業轉型發展進行了探索。

關鍵字：脫硫脫硝，VOCs，酚氰廢水，深度處理

引言

河北某鋼鐵企業配套年產206萬噸焦炭的焦化工序。同時作為身處26+2城市范圍內的冶金企業焦化工序，立足自身長遠、良性、綠色發展，在原有較為健全的環保設施基礎上實施工藝提標改造，投建應用了一批環保新技術和新工藝，取得較好的社會效益，為冶金企業的綠色制造轉型做出了有益的嘗試。

1已實施的工程

1.1焦爐煙氣脫硫脫硝

焦爐煙氣脫硫脫硝系統采用以SDA（半干法脫硫）+布袋除塵+SCR（選擇性催化還原）脫硝為主工藝、對焦爐的煙氣進行凈化處置，處理煙氣達到《煉焦化學工業污染物排放標準》GB16171-2012表6中特殊地區排放限值要求，及河北省超低排放標準要求。河北省超低排放標準：SO2<15mg/m3NOx<130mg/m3顆粒物<10mg/m3NH3<10mg/m3。系統具有以下特點：

1）采用NaCO3溶液作為脫硫劑，旋轉噴霧器霧化噴灑在脫硫塔內與SO2反應生成Na2SO4.2）除塵系統采用高溫覆膜氟美斯材質的布袋除塵器。3）設置一套熱風爐煙氣再加熱系統。4）SCR脫硝采用低溫催化劑。

2焦爐煤氣精脫硫

對原工藝進行必要的改造。脫硫工序采用真空碳酸鉀脫硫+丹麥托普索公司WSA濕法制酸工藝。為進一步降低H2S排放量。對原有的真空碳酸鉀工藝進行提標改造。更換低阻力填料后兩塔串聯運行，在塔前設置高效微型捕集器分離脫硫前的粗苯工藝攜入的洗油，串聯后的脫硫塔前塔（1#塔）內設置高效霧化噴頭將脫硫液霧化成接近于汽態，使本來是氣液兩相接觸，瞬間轉化為氣汽兩相接觸，大幅度加大了兩相分子之間的接觸面積，使反應瞬間完成。精處理后的煤氣H2S≤20mg/m3。

3干熄焦除塵脫硫改造

增加一套設計處置能力30000m3/h煙氣脫硫+除塵的干熄焦設施。干熄焦除塵脫硫系統主要由氣固脫硫反應器、預反應器，袋式除塵器裝置，生石灰硝化裝置，生石灰和消石灰儲存系統等組成.處理后廢氣指標：SO2<30mg/m3顆粒物<10mg/m3

3.1所選用的工藝流程與特點如下：

1）干熄焦廢氣首先通過預混器和消石灰初步混合，進行初步的脫硫。之后通入高效氣固脫硫反應器內部的循環流化床床體。從高效氣固脫硫反應器頂部出來的含塵煙氣，進入布袋除塵器，去除脫硫灰，脫硫灰大部分經斜槽回到高效氣固脫硫反應器進口循環使用。

2）吸收劑、循環脫硫灰在反應器內進行第二步反應，生成副產物硫酸鈣、氟化鈣、氯化鈣等。這些固廢與煤氣脫硫的脫硫灰一并處置。

4化產區域VOCs治理

根據《河北省焦化行業污染整治專項行動方案》對焦化工序煤氣凈化區域揮發性有機物進行治理。其中非甲烷總烴、酚類、苯要達到《河北省工業企業揮發性有機物排放控制標準》（DB13/2322—2016）的排放限值，達到以下要求，并建立泄露與檢測制度（LDAR）。即：①焦油類儲槽：非甲烷總烴<50mg/m3酚類<50mg/m3苯并[a]芘<0.3?g/m3氰化氫<1.0mg/m3氨<10mg/m3硫化氫<1.0mg/m3。②苯儲槽：苯<4.0mg/m3非甲烷總烴<50mg/m3

4.1化產部分

在化產車間的鼓冷區域、粗苯區域、脫硫區域及油庫區域各設置一套VOCs收集預處置裝置。采用噴射器將尾氣收集，通過吸收（堿洗/油洗）-吸附（活性炭）兩段處理尾氣，堿洗采用循環氨水為堿洗液，油洗采用脫苯用的洗油，活性炭吸附飽和后配空氣送入焦爐無害化處置。

4.2配風后進入到焦爐

①化產VOCs尾氣主管道，在地下室前機焦側各分兩路管道。分別對應相應的上升氣流交換程序。然后在焦爐內燃燒②VOCs氣體中可燃氣體體積一般最大不超過0.3%，可實現尾氣含氧大于20%。③為進一步保障焦爐安全，其上設置報警裝置。VOCs風機直接停機。

5酚氰廢水深度處理

1）酚氰廢水處理采用A/O/O工藝。原處理過程分為四段三級。污泥處理段采用污泥濃縮池+帶式污泥脫水機工藝，脫水后污泥定期配煤。處理后的廢水排往煉鐵沖渣全部消納。

2）此提標改造項目為國家水體污染控制與治理科技重大專項《鋼鐵行業水污染全過程控制技術系統集成與綜合應用示范》重要組成部分。出水指標：pH6～9CODcr50mg/LBOD520mg/L懸浮物（SS）20mg/L揮發酚0.1mg/L總氮（TN）15mg/L氨氮（NH4-N）5.0mg/L氰化物0.2mg/L硫化物0.5mg/L總磷1.0mg/L石油類1.0mg/L.

①針對混雜在蒸氨廢水中的少量脫硫廢液問題。單獨對脫硫廢液處理。處理后的脫硫廢液CN-<100mg/L，S2-<20mg/L。

②新增廢水深度處理單元，設計水量300m3/h，采取反硝化濾池、多介質過濾處理、非均相臭氧催化氧化、曝氣生物濾池工藝組合。最后曝氣生物濾池達標出水進入回用水池存儲，經泵送煉鐵沖渣全部消納。

6準備實施的環保改造項目

在現有的裝備水平基礎上，為進一步改善區域作業環境、提升污染管控水平，準備實施如下的改造項目：

1）對生化池棚化封閉

計劃對于生化池實施棚化全密閉。杜絕異味逸散污染環境，惡臭氣體收集后處置。采用直接燃燒法即：捕集后的氣體引入到VOCs系統后在煉焦爐內燃燒。實現區域無味，改善作業環境。

2）焦爐棚化，杜絕無組織放散污染大氣

焦化工序的無組織放散源頭在焦爐本體，隨著各環節放散污染的收集處置日趨完善，將焦爐棚化、形成廠房式的生產車間已基本具備條件。但還需對焦爐棚化的方案與應急處置措施進行充分的論證，在確保安全生產的前提下實現焦爐棚化。

7結語

當前嚴峻的環保形勢對于傳統冶金產業中的鐵、燒、焦重污染工序既是挑戰，也是機遇;嚴苛的排放指標在推動污染控制、治理技術進步、裝備升級的同時，也最大程度的推動從業人員意識的轉變，由傳統的“安全第一”、“效益至上”逐步升級為“安全、環保第一”、“經濟效益與社會效益并重”。立足自身工序特點，積極謀劃綠色發展。推動綠色鋼廠建設，形成城市與鋼廠協同發展的良性模式。實現焦化工序的“無塵、無味、無煙、無聲”以實際行動逐步推進可持續發展與綠色生產。

參考文獻：

[1]曹劍葉，岳淳，馮怡晗，張清棟.轉爐煉鋼綜合計算模型ISDM[A].第十一屆全國自動化應用技術學術交流會論文集[C].2018.