內(nèi)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(nèi)蒙古地區(qū)焦化行業(yè)的產(chǎn)能現(xiàn)狀，并對現(xiàn)有焦化生產(chǎn)工藝的產(chǎn)排污及防治措施進(jìn)行了詳細(xì)介紹。

關(guān)鍵詞：焦化；產(chǎn)能；防治措施

中圖分類號：X75 文獻(xiàn)標(biāo)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(chǎn)是以一定特性的洗精煤為原料，在焦?fàn)t中密閉高溫干餾，使之分解炭化生產(chǎn)出焦炭和煤氣，再通過各種化工單元，對煤氣進(jìn)行凈化，并回收其中的焦油、硫銨、粗苯、硫磺等化工產(chǎn)品。目前我國焦炭的主流生產(chǎn)工藝主要有水平室式常規(guī)機(jī)械化焦?fàn)t、搗固式熱回收焦?fàn)t、直立爐生產(chǎn)工藝。

1內(nèi)蒙古地區(qū)焦化概況

內(nèi)蒙古地區(qū)煤炭資源豐富，是煤炭生產(chǎn)大省，也是焦炭生產(chǎn)、消費大省，作為國民經(jīng)濟(jì)的重要組成部分，焦化行業(yè)對內(nèi)蒙古地區(qū)的經(jīng)濟(jì)建設(shè)和健康發(fā)展做出了重要貢獻(xiàn)。據(jù)統(tǒng)計，內(nèi)蒙古在建及已建成的搗固焦產(chǎn)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(chǎn)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(chǎn)排污及污染防治措施情況

目前國內(nèi)煉焦行業(yè)產(chǎn)能已嚴(yán)重過剩，根據(jù)《國務(wù)院關(guān)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(chǎn)經(jīng)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(chǎn)物的過程嘲。焦化生產(chǎn)主要包括煉焦及煤氣凈化（也稱為化學(xué)產(chǎn)品回收）兩大部分，其中，焦炭生產(chǎn)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(xué)產(chǎn)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(shè)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(fù)雜，對周圍環(huán)境造成很嚴(yán)重的污染。內(nèi)蒙古地區(qū)煉焦工藝的污染源主要包含以焦?fàn)t、備煤系統(tǒng)為主的面污染源以及以焦?fàn)t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(shù)進(jìn)步，焦化行業(yè)已經(jīng)形成了較為全面的污染物防治技術(shù)體系。

2.1.1儲煤備煤

對于煤料裝卸、堆存過程中產(chǎn)生的煤塵。一般采用設(shè)置筒倉、全封閉煤庫、防風(fēng)抑塵網(wǎng)等抑塵設(shè)施，從而抑制煤場揚塵的產(chǎn)生量。

對于原煤破碎、轉(zhuǎn)運產(chǎn)生的煤粉塵。一般采用建設(shè)全封閉皮帶輸送廊道及轉(zhuǎn)運站，在破碎機(jī)、篩分機(jī)、轉(zhuǎn)運站上、下料口處設(shè)置集塵設(shè)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(chǎn)塵點設(shè)置噴霧裝置，抑制其產(chǎn)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(cè)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(cè)裝煤過程會從機(jī)側(cè)裝煤爐門上部排出煙氣，焦?fàn)t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(cè)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?fàn)t一側(cè)地面上，目前采用普遍，效果較好。

側(cè)吸管凈化裝置：位于爐頂上，即通過一個導(dǎo)管，將正在裝煤的炭化室產(chǎn)生的煙氣導(dǎo)入相鄰炭化室中，進(jìn)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(fēng)機(jī)、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(qiáng)密封和清掃工作等方式減少污染物的排放。

焦?fàn)t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(xiàn)有技術(shù)裝備基礎(chǔ)上，采用燃用凈化煤氣或結(jié)合焦?fàn)t煙囪末端治理措施來進(jìn)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(chǎn)生的煙氣及焦塵，一般是采用干式除塵地面站工藝，利用設(shè)置在攔焦機(jī)上的吸氣罩收集出焦時產(chǎn)生的大量陣發(fā)性煙塵，通過接口翻板閥等特殊的轉(zhuǎn)換設(shè)備，使煙塵進(jìn)入集塵干管，送入蓄熱式冷卻器冷卻并粗分離，再經(jīng)除塵器最終凈化后排人大氣。

（4）熄焦

目前國內(nèi)大部分焦化廠在生產(chǎn)中采用濕法熄焦，會有大量含酚、CO等數(shù)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(zhuǎn)移，設(shè)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(chǎn)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(yù)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(jìn)行處置。

（5）荒煤氣冷卻

煉焦產(chǎn)生的荒煤氣，經(jīng)機(jī)側(cè)上升管、橋管匯入集氣管時，機(jī)側(cè)上升管、橋管連接處的密封不嚴(yán)易發(fā)生荒煤氣溢散，一般采用設(shè)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(jī)運入篩焦樓，篩焦和焦炭轉(zhuǎn)運過程中會產(chǎn)生含粉塵廢氣。一般采用在振動篩落料口設(shè)置集塵裝置，收集粉塵后送除塵設(shè)施除塵的措施來減少粉塵的排放。

2.1.4煤氣凈化和化學(xué)產(chǎn)品回收

（1）冷鼓電捕

氨水槽、焦油槽等庫區(qū)各類貯槽產(chǎn)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(fēng)分離器處理后排放，但達(dá)標(biāo)較為困難。為保證處理后粉塵達(dá)標(biāo)，目前后序還串聯(lián)有霧膜水浴除塵系統(tǒng)，進(jìn)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(jīng)冷卻送硫銨飽和器。

（3）洗脫苯工段

管式爐熱源為焦?fàn)t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(chǎn)生的污染物主要有苯以及非甲烷總烴，一般采用內(nèi)浮頂，設(shè)呼吸閥，以惰性氣體作隔離氣。

粗苯再生工段產(chǎn)生的不凝氣采用放散管進(jìn)行達(dá)標(biāo)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(shù)企業(yè)經(jīng)高空直接達(dá)標(biāo)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(jīng)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(chǎn)裝置區(qū)跑冒滴漏、事故狀態(tài)下設(shè)備清洗水等；酚氰污水成分較復(fù)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(yīng)的治理措施，對排放的生產(chǎn)污廢水采取清污分流的原則，盡可能提高水的重復(fù)利用率，以減少污水的外排量。

2.2.1煉焦水封水

焦?fàn)t上升管及橋管連接處設(shè)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(jīng)生化廢水處理站處理后回用作為熄焦補(bǔ)充水和其它生產(chǎn)用水。

2.2.2煤氣冷凝液、粗苯分離水

焦?fàn)t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(jī)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(jìn)行蒸氨處理，蒸氨后廢水再送往生化廢水處理站進(jìn)行處理。

2.2.3剩余氨水

來自冷鼓工段機(jī)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(jìn)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(jīng)蒸氨塔預(yù)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(chǎn)生熄焦廢水，主要含有SS，應(yīng)設(shè)置沉淀池，該部分廢水經(jīng)沉淀清理粉焦后循環(huán)回用。根據(jù)環(huán)境保護(hù)部關(guān)于執(zhí)行《煉焦化學(xué)工業(yè)污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》有關(guān)問題的復(fù)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(zhì)均應(yīng)符合《煉焦化學(xué)工業(yè)污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》（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(nèi)生活、化驗產(chǎn)生的廢水以及用于地坪沖洗產(chǎn)生的廢水，主要含有一定量的COD和SS，應(yīng)送生化處理站處理后回用作為熄焦補(bǔ)充水和其它生產(chǎn)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(chǎn)、制冷循環(huán)水系統(tǒng)產(chǎn)生的排水，主要含有鹽類、SS等，該部分污水經(jīng)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(chǎn)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(guān)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行處理處置，實際生產(chǎn)過程中摻入煤中煉焦，有些企業(yè)將脫硫廢液進(jìn)行提鹽處理。生化處理站產(chǎn)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(chǎn)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(chǎn)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(jù)國家規(guī)定的危險廢物鑒別標(biāo)準(zhǔn)和鑒別方法認(rèn)定是否屬于危險廢物，經(jīng)鑒別不具有危險特性的，不屬于危險廢物。

3總結(jié)

（1）根據(jù)《煉焦化學(xué)工業(yè)污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB16171-2012）的要求，2015年1月1日起所有企業(yè)焦?fàn)t煙囪SO₂排放濃度限值為50mg/m³，而目前焦?fàn)t煙囪SO₂排放濃度大多已不能達(dá)標(biāo)，煉焦企業(yè)依據(jù)以前的焦?fàn)t煤氣硫化氫含量標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計的工藝及裝備已經(jīng)不能適應(yīng)新標(biāo)準(zhǔn)的要求，需考慮進(jìn)一步采取采取技術(shù)措施和管理措施，提升脫硫效率，爭取盡快達(dá)標(biāo)。

（2）焦化企業(yè)大部分都建成了配套的污水處理設(shè)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(zhǔn)入條件（2014年修訂）》中要求：焦化企業(yè)須配套建設(shè)生產(chǎn)廢水處理設(shè)施，嚴(yán)禁生產(chǎn)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(wù)。

（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(chǎn)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(chǎn)過程中許多有害物質(zhì)進(jìn)入了污泥，仍然需要根據(jù)國家規(guī)定的危險廢物鑒別標(biāo)準(zhǔn)和鑒別方法認(rèn)定是否屬于危險廢物，經(jīng)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(nèi)蒙古地區(qū)經(jīng)濟(jì)產(chǎn)業(yè)中不可或缺的基礎(chǔ)產(chǎn)業(yè)之一，在倡導(dǎo)“資源節(jié)約型，環(huán)境友好型”的經(jīng)濟(jì)建設(shè)發(fā)展模式的環(huán)境下，煤焦化企業(yè)必須改進(jìn)傳統(tǒng)生產(chǎn)模式，創(chuàng)新生產(chǎn)技術(shù)，促進(jìn)綠色可持續(xù)發(fā)展，這是煤焦化企業(yè)值得研究的課題。