鋼鐵行業煉焦廠環境影響評價中工程要點探究

李震寰

（山西方正工程設計有限公司，山西 太原 030000）

引言

鋼鐵行業是我國必不可缺的支柱產業之一，但是鋼鐵行業煉焦廠生產過程中所產生的廢物會對空氣質量造成嚴重的污染[1]。目前我國鋼鐵行業的主要生產體系以鐵礦采掘、冶煉加工等為主，生產環節繁瑣且環環相扣，工藝技術復雜，原材料種類眾多，各生產環節所產生的廢物量十分龐大，對大氣環境的污染相當嚴重，已經威脅到廣大居民的正常生活，甚至無意中被人體吸入的有害物質會影響到其身體健康。因此，在煉焦廠環境影響評價中應當對工程要點加強研究和分析，全面掌握污染源的分布情況、排放量和污染特點等，依據工程要點提出具有針對性的污染控制措施，以此降低煉焦廠生產對環境造成的污染影響。

1 煉焦的任務與生產工藝流程

1.1 任務闡述

運用相關工藝和技術將煙煤進行隔絕處理，將其與空氣隔絕并加熱至950 ℃～1 050 ℃，緊接著利用干燥、熔融和收縮等工藝技術進行加工生產，最終成功獲得焦炭，這一過程可稱為高溫干餾，也是一種碳化反應過程，從工業生產角度又可稱為高溫煉焦、煉焦化工。

高溫煉焦是實現煤資源綜合利用的重要方法，也是鋼鐵行業廣泛應用的方法之一，其設備主要以焦爐為主，主產的是焦炭，副產品則是荒煤氣與其他化學產品。焦炭是鐵合金冶煉、化學工業生產等領域中必不可少的燃料或原料，所產的副產品荒煤氣通過煤氣精制系統進行凈化和制備可得到焦爐煤氣，一部分可用來加熱自用，另一部分可以作為燃料向外供應，進而有利于提升煤炭資源的綜合利用率，減少資源浪費問題的發生[2]。

1.2 生產工藝流程

鋼鐵行業煉焦廠主要涵蓋的是煤處理系統、煉焦系統和焦處理系統，所謂煉焦廠指的便是涵蓋這些系統的生產工藝單元，而煤氣精裝部分則不包含在內。據有關調查可知，鋼鐵行業煉焦廠的生產工藝流程如以下：將煉焦煤運輸到煤場特定堆放區域，接著依據相關生產要求將其送至煤處理系統，經過粉碎、干燥等工序再輸送到貯煤塔。然后相關操作人員會將貯煤塔內的煤料分批裝到運煤車上，再將其輸送到焦爐炭化室內進行高溫干餾，通過一段時間的加熱便能產出焦炭、荒煤氣。生成的焦炭經過推焦車、攔焦車、焦罐車，再經過提升與橫移牽引裝置輸送到干熄焦槽，等到焦炭干熄后便進行篩分處理，篩孔不同，可篩選出尺寸大小不一的焦炭，按照具體粒徑將其分別送至高爐冶煉、鑄造、鐵合金冶煉等過程中，所產的荒煤氣送至煤氣精制系統對其進行凈化制備可得到焦爐煤氣。

2 鋼鐵行業煉焦廠的主要生產系統與污染特點

鋼鐵行業的主要生產系統包括：采選礦、煉焦、煉鋼等生產系統；電爐煉鋼、軋鋼生產系統。前者主要用于傳統的聯合企業生產中，后者在冶煉加工企業生產中具有廣泛的應用。因此，在鋼鐵行業環境影響評價中，需要加以關注的工程要點在于：煉焦、煉鋼和煉鐵等系統[3]。

2.1 煉焦廠的主要污染物

2.1.1 廢氣、粉塵

煉焦廠生產過程中總是無法避免產生大量的污染物，也是造成大氣污染嚴重的根本原因。據有關數據調查得知，當前我國鋼鐵行業煉焦廠在生產過程中，每生產的1 t 焦炭所產生的廢氣和粉塵約為5 000 m3～13 000 m3、3 kg～5 kg，利用先進的測試技術對煉焦產生的廢氣進行檢測，發現其中含有大量的有SO2、NOx、H2S、BAP 等有害物質，尤其這些有害物質漂浮在空氣中容易被人們吸入體內，久而久之會危及其身體健康。此外，焦爐加熱系統在運轉過程中會不斷從煙囪通道向外排放大量的煙氣，而利用干濕法等待焦炭干熄的過程中所產生的蒸汽和循環氣體也會對大氣環境造成一定的污染。

雖然煉焦廠在生產過程中產生的廢氣、粉塵量十分龐大，但是根據檢測結果發現，這些粉塵主要以含煤粉塵或含焦粉塵，具有較高的回收利用價值。通過運用先進的回收技術對裝煤或備煤除塵系統收集的粉塵進行再加工處理，并將其應用于煉焦工藝系統中，以此提升煉焦廠廢物資源的綜合利用率。另外，通過干熄焦除塵系統、焦處理除塵系統等渠道所收集的焦塵，將其裝到用料罐車送至高爐冶煉等系統中進行回收利用。

2.1.2 粉塵產生點位多

煉焦廠在實際生產過程中會涉及到多道工序，先是煤處理系統的粉碎、干燥等處理工序，然后將煤料運輸到貯煤塔，再到煉焦系統的裝煤等環節、焦處理系統的篩選等流程，總是會產生大量的灰塵。除此之外，將煉焦煤從原料碼頭運輸到煤場、再轉移到煤處理系統等過程中也會產生煙塵，為了降低粉塵過多對氣候環境造成的污染影響，對粉塵收集率和去除率提出了較高的要求。

2.2 未能按照環保規定排放

無組織排放、未能按照環保要求和規定對污染嚴重的生產技術進行創新，等等，這些問題的存在已經嚴重影響到鋼鐵行業的可持續發展。煉焦在裝煤和干熄焦等環節中，受到設備不足、工藝技術的局限性影響，無法大力提高粉塵捕集率，導致大量的廢氣、煙塵向外排放。根據《煉焦化學工業污染物排放標準》（GB 16171—2012）相關內容明確提出硫化氫、氨等污染物的排放濃度限值，超過限值便會造成嚴重的污染現象。

2.3 廢水排放量過大

煉焦過程中會產生大量的廢水是無法避免的事情，在這一過程中無論是高溫干餾還是冷卻降溫都需要澆灌大量的水源，所以會產生大量的凈廢水、生產污水，如與粉塵作用所產生的廢水、煤氣管道冷凝水等。煉焦過程中產生的廢水量十分龐大，加上不同工藝之間存在一定的差異性，廢水水質成分也會有所不同，如有機污染物、有害污染物，這些廢水若是不經過科學處理便直接排放出去，會對周邊土壤、生態環境等造成嚴重的污染，尤其硫、氨等污染物會嚴重污染土壤或地下水，對于遭受污染土壤區域種植的農作物，或污染水源對人體健康均有一定的危害性。

3 煉焦廠環境影響評價中工程要點

3.1 環保政策要求

針對環境治理事業我國政府和有關環保部門投入了大量的物力、人力等資源，也依據實際情況出臺了一系列的政策和措施，國家和政府對環境保護事業的重視程度不言而喻。通過分析來國家發改委發布的《產業結構調整指導目錄（2011 年本）》條例內容，明確說明頂裝焦爐炭化室的建設高度必須要超過6 m，同時也對100 萬t/a 以下的煉焦生產項目提出了新的要求，要求在實施煉焦生產活動時，優先選擇干法熄焦等清潔生產技術，并對清潔生產技術加大研發和創新力度，以此取代傳統高污染生產技術。在進行環境影響評價過程中，圍繞煉焦廠的生產技術和工藝等進行全方位的評價，如頂裝焦爐炭化室建設高度要≥6 m，容積必須要≥38.5 m3，綜合能耗≤165 kg/t，等等。為有效促進生產企業的可持續發展，應當堅持依據有關法律法規和規章制度積極提升資源的綜合利用率，引進先進環保的生產技術，進而有助于減少煉焦生產過程中污染物的產生量，降低其對大氣環境造成的影響[4]。

3.2 清潔生產要求

3.2.1 資源能耗利用要求

一般情況下，煉焦行業主要是根據資源能耗利用指標確定煉焦生產對環境造成的危害影響，如通過工序能耗、焦爐煤氣利用率等指標可以判斷對環境產生的影響，如耗新水量大，則說明廢水產生量也會大，大量排放的廢水則會對環境造成的危害就會越大。再比如焦爐煤氣利用率、水循環利用率越高，則說明沒有過度浪費水資源。由此可見，依據實際情況選擇針對性較強的控制措施，不斷降低能源消耗，是提高煉焦行業經濟效益的有力舉措，也是實現生態環境保護目標的重要途徑。如圖1 所示。

表1 鋼鐵行業煉焦廠清潔生產先進水平——資源能耗利用指標

3.2.2 除塵要求

煙塵一直是煉焦生產過程中無法避免的污染物，為有效降低煙塵對空氣質量的破壞影響，應當積極采取切實可行的除塵措施。首先，關于煤處理系統的運煤通道和中轉站應做好封閉設計工作，可以設置布袋除塵系統，在運煤、干燥等環節過程中產生的粉塵便可以經過系統進行凈化，凈化后再排放的粉塵對空氣質量的影響可忽略不計。

將高壓氨水無煙裝煤技術引進煉焦系統，并在裝煤、出焦和推焦等區域設置地面除塵站，利用高效脈沖袋式除塵器對不同工序中產生的粉塵進行處理，據實踐證明，該除塵器在去除粉塵方面具有顯著的效果。在實施加熱燃燒作業時，會產生大量的煙氣，不僅排放量大，且氣味十分難聞，由于煙氣的處理難度太大，可建設高度達到100 m 以上的煙囪，在風向的作用下，通過煙囪排放的煙氣可以與大氣混合，若大風天氣還能迅速吹散排放出來的煙氣，進而有利于避免對周邊居民造成不良影響。利用粉塵集氣罩收集干熄焦系統產生的大量粉塵，接著將收集的粉塵輸送到地面除塵站進行處理和凈化，在凈化結束后便可將其從煙囪通道排出。

3.2.3 廢水控制要點

如何煉焦生產過程中產生的大量廢水是眾多生產企業亟待解決的問題，部分企業為了節省成本，直接將未經處理的廢水排放出去，對周邊生態環境造成了極為惡劣的影響。對于這一問題，首先應當確定廢水治理目標，為有效實現廢水“零排放”的目標，積極引進干法除塵等清潔生產技術，以及合理利用先進、環保的煉焦酚氰廢水處理工藝，從根源上降低廢水的產生量，實施分質供水措施，并要求排放的廢水必須經過科學處理才能排放出去，作為相關環保部門對違規排放廢水現象應加大懲治力度，畢竟在鋼鐵行業煉焦廠實現廢水“零排放”的目標是相當困難的，只有集合多方主體的力量加大管理力度，才能盡可能減少煉焦廢水的產生量。另外，加大資金投入，引進先進的A2O 生化工藝等技術，利用該技術對煤氣管道冷凝水等污水進行去污處理，經過處理的水源還可用于噴灑灰塵等。

4 結語

通過詳細分析和掌握鋼鐵行業煉焦廠環境影響評價中工程要點，依據《鋼鐵產業發展政策》與評價結果進行對比，如果發現其中存在不符合的問題，要求生產企業進行整改和糾正，如主體及配套設備不符合準入條件，原料選擇不夠合理，生產系統的控制措施不到位等等。對于存在的問題加以處理，積極引進清潔生產技術和工藝，不斷提高我國鋼鐵行業煉焦廠清潔生產先進水平，才能更好地推動生產企業的可持續發展。