焦化廠環(huán)境防護(hù)距離探討

尹 鳴

（中冶南方工程技術(shù)有限公司 湖北武漢 430223）

引言

中國(guó)是世界主要的焦炭生產(chǎn)國(guó)，2016年焦炭產(chǎn)量為44911.5萬(wàn)噸。焦炭生產(chǎn)中會(huì)排放多種大氣污染物，主要包括顆粒物、無(wú)機(jī)化合物、多環(huán)芳烴（其中BaP是典型代表）、揮發(fā)性有機(jī)物等[1]。焦化的環(huán)境防護(hù)距離的確定，是焦化廠大氣環(huán)境影響評(píng)價(jià)中的難點(diǎn)。

1 焦化廠廢氣無(wú)組織排放源

焦?fàn)t煉焦過(guò)程包括配煤、裝煤、炭化室結(jié)焦、出焦、熄焦、篩焦，其中裝煤、出焦、爐體泄漏、爐門泄漏等會(huì)存在廢氣無(wú)組織排放，無(wú)組織排放的廢氣中有大量萘、蒽、芘等多環(huán)芳烴物質(zhì)（PAHs），其中BaP具有致癌性和較強(qiáng)毒性。

焦?fàn)t廢氣無(wú)組織排放BaP缺乏實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)，且沒(méi)有權(quán)威的參數(shù)用于源強(qiáng)估算，使得相同的焦?fàn)t不同環(huán)境影響評(píng)價(jià)單位計(jì)算的源強(qiáng)都相差甚遠(yuǎn)。

根據(jù)《Compilation of Air Pollution Emission Factors》（U.S.EPA）（第12.2章焦?fàn)t），美國(guó)在2008年之前焦?fàn)t煉焦和裝煤時(shí)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(lái)自爐門泄漏和裝煤。美國(guó)環(huán)境保護(hù)署發(fā)布的排放因子手冊(cè)AP-42中，無(wú)組織BaP排放因子僅考慮推焦過(guò)程（0.25～1.36mg/t焦）[2]，缺少裝煤、泄漏等其他生產(chǎn)過(guò)程的排放因子。

《煉焦化學(xué)工業(yè)污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB16171-2012）中規(guī)定焦?fàn)t爐頂BaP的排放濃度限值為2.5μg/m3。根據(jù)7家焦化企業(yè)共16座焦?fàn)t87次爐頂BaP的監(jiān)測(cè)結(jié)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?fàn)t為例，焦炭產(chǎn)量為55萬(wàn)t/a，焦?fàn)t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(jù)國(guó)內(nèi)相關(guān)專家的意見，焦?fàn)tBaP無(wú)組織排放源強(qiáng)一般取15mg/m3-30mg/m3。

2 焦化廠衛(wèi)生防護(hù)距離

《煉焦業(yè)衛(wèi)生防護(hù)距離》（GB/T11661-2012）依據(jù)焦?fàn)t生產(chǎn)規(guī)模和焦?fàn)t所在區(qū)域的近五年平均風(fēng)速確定衛(wèi)生防護(hù)距離，焦?fàn)t生產(chǎn)規(guī)模越大衛(wèi)生防護(hù)距離越大，所在區(qū)域近五年平均風(fēng)速越大衛(wèi)生防護(hù)距離越小，衛(wèi)生防護(hù)距離范圍為700m～1200m。該標(biāo)準(zhǔn)頒布施行至今BaP的環(huán)境空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)變化大，日均值濃度限值由0.01μg/m3變小到0.0025μg/m3，故根據(jù)該標(biāo)準(zhǔn)劃定的衛(wèi)生防護(hù)距離值得商榷。

3 焦化廠大氣環(huán)境防護(hù)距離

3.1 采用大氣環(huán)境防護(hù)距離模式計(jì)算

根據(jù)《環(huán)境影響評(píng)價(jià)技術(shù)導(dǎo)則大氣環(huán)境》（HJ2.2-2008）焦化廠無(wú)組織排放源的大氣環(huán)境防護(hù)距離應(yīng)按大氣環(huán)境防護(hù)距離計(jì)算模式進(jìn)行計(jì)算。計(jì)算所需參數(shù)為：面源的尺寸、污染物排放速率和評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)。

選取不同規(guī)格的焦?fàn)t（2座55孔5.5m搗固焦?fàn)t，年產(chǎn)焦炭110萬(wàn)t；2座60孔6m搗固焦?fàn)t，年產(chǎn)焦炭120萬(wàn)t），排放源強(qiáng)取15mg/t焦～30mg/t焦，分單座焦?fàn)t和2座焦?fàn)t合并兩種計(jì)算單元進(jìn)行計(jì)算。計(jì)算結(jié)果為：將2座焦?fàn)t合并作同一生產(chǎn)單元計(jì)算時(shí)，大氣環(huán)境防護(hù)距離更大；2座年產(chǎn)55萬(wàn)噸焦炭的焦?fàn)t合并計(jì)算，大氣環(huán)境防護(hù)距離范圍為2.7km～4.6km；2座年產(chǎn)60萬(wàn)噸焦炭的焦?fàn)t合并計(jì)算，大氣環(huán)境防護(hù)距離范圍為2.85km～4.95km。單座焦?fàn)t作為一個(gè)生產(chǎn)單元計(jì)算時(shí)，焦?fàn)t生產(chǎn)規(guī)模越大、噸焦BaP排放量越大、大氣環(huán)境防護(hù)距離越大；年產(chǎn)55萬(wàn)噸焦炭的焦?fàn)t大氣環(huán)境防護(hù)距離范圍為1.65km～2.7km；年產(chǎn)60萬(wàn)噸焦炭的焦?fàn)t大氣環(huán)境防護(hù)距離范圍為1.75km～2.85km。

焦化廠焦?fàn)t無(wú)組織排放BaP的源強(qiáng)取值由15mg/t焦到30mg/t焦，計(jì)算的大氣環(huán)境防護(hù)距離差距大于1km，故BaP的排放源強(qiáng)對(duì)大氣環(huán)境防護(hù)距離計(jì)算影響較大。

3.2 采用ADMS預(yù)測(cè)軟件計(jì)算判斷

為驗(yàn)證大氣環(huán)境防護(hù)距離計(jì)算模式計(jì)算的合理性，采用HJ2.2-2008中進(jìn)一步預(yù)測(cè)軟件ADMS進(jìn)行預(yù)測(cè)分析焦?fàn)t無(wú)組織排放BaP的污染影響，計(jì)算結(jié)果為：2座年產(chǎn)55萬(wàn)噸焦炭的焦?fàn)t區(qū)域網(wǎng)格點(diǎn)日均最大貢獻(xiàn)濃度為0.00112μg/m3，占標(biāo)率為44.92%；2座年產(chǎn)60萬(wàn)噸焦炭的焦?fàn)t區(qū)域網(wǎng)格點(diǎn)日均最大貢獻(xiàn)濃度為0.00165μg/m3，占標(biāo)率為66.11%。通過(guò)ADMS計(jì)算，年產(chǎn)110萬(wàn)噸的焦化廠和年產(chǎn)120萬(wàn)噸的焦化廠無(wú)組織排放的BaP日均最大貢獻(xiàn)濃度均不超標(biāo)。

故通過(guò)ADMS計(jì)算的結(jié)果與大氣環(huán)境防護(hù)距離模式計(jì)算的結(jié)果差異較大，還需進(jìn)一步的研究和實(shí)驗(yàn)來(lái)判斷結(jié)果的準(zhǔn)確性。

結(jié)語(yǔ)

《煉焦業(yè)衛(wèi)生防護(hù)距離》頒布后BaP的環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)發(fā)生了較大變化，由其界定的衛(wèi)生防護(hù)距離有待商榷。由于焦?fàn)t無(wú)組織排放的BaP源強(qiáng)無(wú)權(quán)威性的計(jì)算參數(shù)和可靠的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)支撐，導(dǎo)致其排放源強(qiáng)計(jì)算結(jié)果迥異。源強(qiáng)取值差異大導(dǎo)致相同焦?fàn)t計(jì)算的大氣環(huán)境防護(hù)距離差異較大。為了更準(zhǔn)確的確定焦化廠的環(huán)境防護(hù)距離，還需規(guī)范焦?fàn)t無(wú)組織排放源強(qiáng)計(jì)算的參數(shù)選擇。

參考文獻(xiàn)

[1]欒元重，范玉紅，薛利兵，等.地表移動(dòng)趨勢(shì)項(xiàng)預(yù)測(cè)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.