焦化工序綠色生產(chǎn)新技術(shù)應(yīng)用研究

張廣義 郭立華

摘要：為適應(yīng)當(dāng)前環(huán)保形勢，焦化工序?qū)Πń範(fàn)t煙氣脫硫脫硝，焦?fàn)t煤氣精脫硫，干熄焦除塵廢氣脫硫，化產(chǎn)區(qū)域VOCs治理，酚氰廢水深度處理等進(jìn)行技術(shù)引進(jìn)及改造。，取得了明顯的社會效益，為企業(yè)的環(huán)保提標(biāo)和綠色制造做出有益的嘗試，為企業(yè)轉(zhuǎn)型發(fā)展進(jìn)行了探索。

關(guān)鍵字：脫硫脫硝，VOCs，酚氰廢水，深度處理

引言

河北某鋼鐵企業(yè)配套年產(chǎn)206萬噸焦炭的焦化工序。同時(shí)作為身處26+2城市范圍內(nèi)的冶金企業(yè)焦化工序，立足自身長遠(yuǎn)、良性、綠色發(fā)展，在原有較為健全的環(huán)保設(shè)施基礎(chǔ)上實(shí)施工藝提標(biāo)改造，投建應(yīng)用了一批環(huán)保新技術(shù)和新工藝，取得較好的社會效益，為冶金企業(yè)的綠色制造轉(zhuǎn)型做出了有益的嘗試。

1已實(shí)施的工程

1.1焦?fàn)t煙氣脫硫脫硝

焦?fàn)t煙氣脫硫脫硝系統(tǒng)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?fàn)t的煙氣進(jìn)行凈化處置，處理煙氣達(dá)到《煉焦化學(xué)工業(yè)污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》GB16171-2012表6中特殊地區(qū)排放限值要求，及河北省超低排放標(biāo)準(zhǔn)要求。河北省超低排放標(biāo)準(zhǔn)：SO2<15mg/m3NOx<130mg/m3顆粒物<10mg/m3NH3<10mg/m3。系統(tǒng)具有以下特點(diǎn)：

1）采用NaCO3溶液作為脫硫劑，旋轉(zhuǎn)噴霧器霧化噴灑在脫硫塔內(nèi)與SO2反應(yīng)生成Na2SO4.2）除塵系統(tǒng)采用高溫覆膜氟美斯材質(zhì)的布袋除塵器。3）設(shè)置一套熱風(fēng)爐煙氣再加熱系統(tǒng)。4）SCR脫硝采用低溫催化劑。

2焦?fàn)t煤氣精脫硫

對原工藝進(jìn)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W(wǎng)SA濕法制酸工藝。為進(jìn)一步降低H2S排放量。對原有的真空碳酸鉀工藝進(jìn)行提標(biāo)改造。更換低阻力填料后兩塔串聯(lián)運(yùn)行，在塔前設(shè)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(lián)后的脫硫塔前塔（1#塔）內(nèi)設(shè)置高效霧化噴頭將脫硫液霧化成接近于汽態(tài)，使本來是氣液兩相接觸，瞬間轉(zhuǎn)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(yīng)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(shè)計(jì)處置能力30000m3/h煙氣脫硫+除塵的干熄焦設(shè)施。干熄焦除塵脫硫系統(tǒng)主要由氣固脫硫反應(yīng)器、預(yù)反應(yīng)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(tǒng)等組成.處理后廢氣指標(biāo)：SO2<30mg/m3顆粒物<10mg/m3

3.1所選用的工藝流程與特點(diǎn)如下：

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

2）吸收劑、循環(huán)脫硫灰在反應(yīng)器內(nèi)進(jìn)行第二步反應(yīng)，生成副產(chǎn)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(chǎn)區(qū)域VOCs治理

根據(jù)《河北省焦化行業(yè)污染整治專項(xiàng)行動方案》對焦化工序煤氣凈化區(qū)域揮發(fā)性有機(jī)物進(jìn)行治理。其中非甲烷總烴、酚類、苯要達(dá)到《河北省工業(yè)企業(yè)揮發(fā)性有機(jī)物排放控制標(biāo)準(zhǔn)》（DB13/2322—2016）的排放限值，達(dá)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(chǎn)部分

在化產(chǎn)車間的鼓冷區(qū)域、粗苯區(qū)域、脫硫區(qū)域及油庫區(qū)域各設(shè)置一套VOCs收集預(yù)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(huán)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?fàn)t無害化處置。

4.2配風(fēng)后進(jìn)入到焦?fàn)t

①化產(chǎn)VOCs尾氣主管道，在地下室前機(jī)焦側(cè)各分兩路管道。分別對應(yīng)相應(yīng)的上升氣流交換程序。然后在焦?fàn)t內(nèi)燃燒②VOCs氣體中可燃?xì)怏w體積一般最大不超過0.3%，可實(shí)現(xiàn)尾氣含氧大于20%。③為進(jìn)一步保障焦?fàn)t安全，其上設(shè)置報(bào)警裝置。VOCs風(fēng)機(jī)直接停機(jī)。

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(jī)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(biāo)改造項(xiàng)目為國家水體污染控制與治理科技重大專項(xiàng)《鋼鐵行業(yè)水污染全過程控制技術(shù)系統(tǒng)集成與綜合應(yīng)用示范》重要組成部分。出水指標(biāo)：pH6～9CODcr50mg/LBOD520mg/L懸浮物（SS）20mg/L揮發(fā)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(dú)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(shè)計(jì)水量300m3/h，采取反硝化濾池、多介質(zhì)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(dá)標(biāo)出水進(jìn)入回用水池存儲，經(jīng)泵送煉鐵沖渣全部消納。

6準(zhǔn)備實(shí)施的環(huán)保改造項(xiàng)目

在現(xiàn)有的裝備水平基礎(chǔ)上，為進(jìn)一步改善區(qū)域作業(yè)環(huán)境、提升污染管控水平，準(zhǔn)備實(shí)施如下的改造項(xiàng)目：

1）對生化池棚化封閉

計(jì)劃對于生化池實(shí)施棚化全密閉。杜絕異味逸散污染環(huán)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(tǒng)后在煉焦?fàn)t內(nèi)燃燒。實(shí)現(xiàn)區(qū)域無味，改善作業(yè)環(huán)境。

2）焦?fàn)t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?fàn)t本體，隨著各環(huán)節(jié)放散污染的收集處置日趨完善，將焦?fàn)t棚化、形成廠房式的生產(chǎn)車間已基本具備條件。但還需對焦?fàn)t棚化的方案與應(yīng)急處置措施進(jìn)行充分的論證，在確保安全生產(chǎn)的前提下實(shí)現(xiàn)焦?fàn)t棚化。

7結(jié)語

當(dāng)前嚴(yán)峻的環(huán)保形勢對于傳統(tǒng)冶金產(chǎn)業(yè)中的鐵、燒、焦重污染工序既是挑戰(zhàn)，也是機(jī)遇;嚴(yán)苛的排放指標(biāo)在推動污染控制、治理技術(shù)進(jìn)步、裝備升級的同時(shí)，也最大程度的推動從業(yè)人員意識的轉(zhuǎn)變，由傳統(tǒng)的“安全第一”、“效益至上”逐步升級為“安全、環(huán)保第一”、“經(jīng)濟(jì)效益與社會效益并重”。立足自身工序特點(diǎn)，積極謀劃綠色發(fā)展。推動綠色鋼廠建設(shè)，形成城市與鋼廠協(xié)同發(fā)展的良性模式。實(shí)現(xiàn)焦化工序的“無塵、無味、無煙、無聲”以實(shí)際行動逐步推進(jìn)可持續(xù)發(fā)展與綠色生產(chǎn)。

參考文獻(xiàn)：

[1]曹劍葉，岳淳，馮怡晗，張清棟.轉(zhuǎn)爐煉鋼綜合計(jì)算模型ISDM[A].第十一屆全國自動化應(yīng)用技術(shù)學(xué)術(shù)交流會論文集[C].2018.