焦化技改工程建設(shè)項(xiàng)目用水量合理性分析

□魏小寒

在我省水資源供需矛盾突出、各行業(yè)大力推行節(jié)約用水的今天，有些焦化企業(yè)經(jīng)技改擴(kuò)容后，新水消耗量仍大大高于國(guó)內(nèi)外同行業(yè)水平，分析研究其原因很有必要，通過(guò)磁縣漳南洗煤有限公司年產(chǎn)60 萬(wàn)t 焦化技改工程項(xiàng)目，對(duì)其取水情況、用水工藝等各個(gè)生產(chǎn)環(huán)節(jié)，采用水量平衡、用水技術(shù)指標(biāo)的方法分析評(píng)價(jià)，提出合理的取用水量建議。

1.基本情況

1.1 建設(shè)項(xiàng)目概況

磁縣漳南洗煤有限公司年產(chǎn)60 萬(wàn)t 焦化技改工程，座落于磁縣觀臺(tái)鎮(zhèn)南約2.5km，位于磁縣西南部，與河南接壤。此工程項(xiàng)目包括：炭化室高度為4.35m，LF4350D 型搗固焦?fàn)t，爐組規(guī)模2x56 孔。相應(yīng)配備備煤、煉焦熄焦、篩儲(chǔ)焦、冷鼓電捕、脫硫及硫回收、硫氨、洗脫苯等焦化生產(chǎn)裝置。其輔助及公共設(shè)施包括控制室、中央化驗(yàn)室、煤焦制樣室、材料庫(kù)、生產(chǎn)生活消防給水系統(tǒng)、循環(huán)水系統(tǒng)、鍋爐房、污水生化處理、變電所、全廠供電照明、通風(fēng)除塵、運(yùn)等幾部分組成。

項(xiàng)目年產(chǎn)干全焦60.31 萬(wàn)t，回收焦油2.71 萬(wàn)t，硫 磺0.12 萬(wàn)t，硫 銨0.7056萬(wàn)t，粗 笨0.6959 萬(wàn)t，煤 氣243.04×106m3，其中焦?fàn)t自用121.53×106m3，另外管式爐、鍋爐房等用一部分做燃料，其余外供做為工業(yè)和民用燃料。

1.2 主要生產(chǎn)工藝鏈

工程生產(chǎn)工藝分為3 部分，分別為備煤工藝、煉熄焦工藝、煤氣凈化化產(chǎn)回收工藝。

備煤工藝。選用先配煤后粉碎的工藝技術(shù)，備煤系統(tǒng)來(lái)煤方式為道路運(yùn)輸，備煤分為卸料、備料、配煤粉碎等系統(tǒng)，從汽車到煤場(chǎng)為卸料系統(tǒng)，從受料地倉(cāng)開始至配煤倉(cāng)為配料系統(tǒng)，從配煤倉(cāng)下電子配料稱開始至煤塔頂為配煤粉碎系統(tǒng)。

煉熄焦工藝。分煉焦、熄焦、篩儲(chǔ)焦等工藝，煉焦選用炭化室高4.3m 的側(cè)入單熱兩分式焦?fàn)t，熄焦采用濕法熄焦，篩儲(chǔ)焦工藝是將焦炭由焦臺(tái)經(jīng)帶式輸送機(jī)至篩焦系統(tǒng)分級(jí)，并將分級(jí)后的焦炭送至儲(chǔ)焦倉(cāng)或儲(chǔ)焦場(chǎng)。

煤氣凈化化產(chǎn)回收工藝。焦?fàn)t煤氣凈化和化產(chǎn)回收系統(tǒng)設(shè)有冷鼓、電捕、脫硫及硫回收、硫銨、洗脫苯。凈化后的煤氣一部分作為回爐煤氣返回焦?fàn)t，一部分作為脫苯管式爐和鍋爐房的燃料，剩余焦?fàn)t煤氣外供做為工業(yè)和民用燃料。

1.3 建設(shè)項(xiàng)目取水水源與取水地點(diǎn)取水水源

選用廢舊煤礦戎利煤礦的礦井水，作為此項(xiàng)目生產(chǎn)生活用水，按照中鋼集團(tuán)工程設(shè)計(jì)研究院《磁縣漳南洗煤有限公司年產(chǎn)60 萬(wàn)t 焦化技改工程備案報(bào)告》所述，水源水量充足，完全可滿足建設(shè)項(xiàng)目用水要求。

取水地點(diǎn)。生產(chǎn)生活取水水源在建設(shè)項(xiàng)目廠區(qū)內(nèi)。

2.建設(shè)項(xiàng)目用水情況

2.1 建設(shè)項(xiàng)目取水情況

按照中鋼集團(tuán)工程設(shè)計(jì)研究院2007 年6 月《磁縣漳南洗煤有限公司年產(chǎn)60 萬(wàn)噸焦化技改工程建設(shè)項(xiàng)目備案報(bào)告》，建設(shè)項(xiàng)目總?cè)∷?28.4 萬(wàn)m3/a，其中生產(chǎn)用新水量125.8 萬(wàn)m3/a；生活新水2.6 萬(wàn)m3/a。

2.2 用水工藝分析

建設(shè)項(xiàng)目設(shè)計(jì)新水供水管網(wǎng)呈環(huán)狀分布，采用低壓供水和局部加壓供水相結(jié)合的供水方式，主要滿足生產(chǎn)、生活和消防系統(tǒng)供水。生產(chǎn)用水主要是化學(xué)水處理、間冷循環(huán)水系統(tǒng)補(bǔ)充水、蒸氨和冷鼓電捕的工藝用水、煉焦水封水、熄焦用水等。生活用水主要包括辦公后勤系統(tǒng)用水、廠區(qū)職工生活用水等。建設(shè)項(xiàng)目按給水可分為新水給水系統(tǒng)、循環(huán)水給水系統(tǒng)和復(fù)用水給水系統(tǒng)。

2.2.1 新水給水系統(tǒng)

建設(shè)項(xiàng)目新水給水系統(tǒng)包括生產(chǎn)、生活及消防用水。消防、生活用水采用局部加壓供水，以滿足消防、生活用水要求；生產(chǎn)用水根據(jù)生產(chǎn)需要部分為有壓供水，部分無(wú)壓供水。

2.2.2 循環(huán)水給水系統(tǒng)

建設(shè)項(xiàng)目循環(huán)水系統(tǒng)包括化產(chǎn)循環(huán)水系統(tǒng)和制冷循環(huán)水系統(tǒng)?；a(chǎn)循環(huán)水系統(tǒng)主要是對(duì)硫銨、洗脫苯、冷鼓電捕等生產(chǎn)系統(tǒng)進(jìn)行間接冷卻，該系統(tǒng)耗水主要是冷卻塔的風(fēng)吹散的損失水量和循環(huán)系統(tǒng)排污水，其補(bǔ)水來(lái)自新水給水系統(tǒng)；制冷循環(huán)水系統(tǒng)主要是對(duì)橫管初冷器和富油脫苯等生產(chǎn)系統(tǒng)進(jìn)行間接冷卻，該系統(tǒng)耗水主要是冷卻塔的風(fēng)吹散的損失水量和系統(tǒng)排污水，其補(bǔ)水來(lái)自新水給水系統(tǒng)。

2.2.3 復(fù)用水給水系統(tǒng)

為減少新水用量，提高水的重復(fù)利用率，建設(shè)項(xiàng)目設(shè)置了復(fù)用水系統(tǒng)。該系統(tǒng)主要收集化產(chǎn)循環(huán)水系統(tǒng)、制冷循環(huán)水系統(tǒng)和化學(xué)水處理系統(tǒng)等處的排污水，該污水除含鹽量和溫度略有升高外，水質(zhì)沒有受到污染。

3.建設(shè)項(xiàng)目水量平衡分析

建設(shè)項(xiàng)目取水主要滿足生產(chǎn)、生活和消防用水。生產(chǎn)用水主要包括化學(xué)水處理水、化產(chǎn)循環(huán)系統(tǒng)補(bǔ)水、制冷循環(huán)系統(tǒng)補(bǔ)水和其他工藝用水；生產(chǎn)耗水主要是循環(huán)水系統(tǒng)的蒸散發(fā)損失水量和熄焦蒸發(fā)水量；生活用水主要是辦公后勤和廠區(qū)職工用水。

3.1 用水量、排水量水平衡分析

業(yè)主提出的建設(shè)項(xiàng)目總?cè)∷?28.4 萬(wàn)m3/a。生產(chǎn)用水中化學(xué)水處理新鮮水39.0m3/h，其中補(bǔ)充制冷循環(huán)水系統(tǒng)新水35.1m3/h，排水3.9m3/h；制冷循環(huán)水系統(tǒng)耗水25.02m3/h，主要為蒸散發(fā)損失水量，循環(huán)系統(tǒng)排污水10.08m3/ h；化產(chǎn)循環(huán)水系統(tǒng)補(bǔ)水75.02m3/h，其中耗水73.54m3/h，主要為蒸散發(fā)損失水量，排污水1.48m3/h；脫硫及硫回收工段用新水1.2m3/h，硫銨工段工藝用新水10.33m3/h，冷鼓電捕用新水3.7m3/h，備煤篩焦工段需要補(bǔ)充新水5.81m3/h，其耗水量0.2m3/h，排水5.61m3/h；煉焦工段主要是水封水，總供水12.68m3/h，其中耗水7.86m3/h，排水4.82m3/h；熄焦用水全部來(lái)自生化處理水和復(fù)用水系統(tǒng)，其中生化處理水30.71m3/h 全部用于熄焦，復(fù)用水系統(tǒng)供水15.46m3/h 用于熄焦，熄焦總耗水量為46.17m3/h；建設(shè)項(xiàng)目擬取生活水3.0m3/h，生活耗水量0.9m3/h，排污水2.1m3/h。

通過(guò)分析和參照其他同類焦化項(xiàng)目的各項(xiàng)用水量和消耗水量，我們認(rèn)為有以下幾項(xiàng)業(yè)主提出的用水量偏大：一是化產(chǎn)循環(huán)水系統(tǒng)補(bǔ)水75.02m3/h，其中耗水73.54m3/h，主要為蒸散發(fā)損失水量，排污水1.48m3/h，與同類行業(yè)同樣規(guī)模的工程比較化產(chǎn)循環(huán)水系統(tǒng)補(bǔ)水明顯偏大，排污水量明顯偏小。經(jīng)分析計(jì)算后，化產(chǎn)循環(huán)水系統(tǒng)補(bǔ)水33.89m3/h 比較合理，其中耗水28.81m3/h，排污水5.08m3/h。二是工程選用炭化室高4.35m 側(cè)入單熱兩分式焦?fàn)t，屬于側(cè)裝煤大型搗固焦?fàn)t，煉焦工段總供水12.68m3/h，其中耗水7.86m3/h，排水4.82m3/h，同類行業(yè)同樣規(guī)模工程此工段工藝用水量一般為3.5m3/h，其中耗水量占用水量的10%，即0.35m3/h，排水3.15m3/h。三是建設(shè)項(xiàng)目擬取廠區(qū)生活及其他用水7.21m3/h，多為職工生活和辦公用水，按照河北省用水定額，按住宅室內(nèi)有給排水淋浴設(shè)備和辦公樓有上下水公共衛(wèi)生間的標(biāo)準(zhǔn)，人均日用水定額為120L 計(jì)算，職工466 人，生活及其他用水不應(yīng)超過(guò)2.33m3/h，排污水1.63m3/h。

3.2 用水合理性分析后提出的水量平衡分析

通過(guò)繪制建設(shè)項(xiàng)目用水的水量平衡圖和水量平衡計(jì)算，經(jīng)過(guò)合理性分析，提出本建設(shè)項(xiàng)目總?cè)∷繎?yīng)為82.71 萬(wàn)m3/a（2394m3/d，99.76m3/h），其中生產(chǎn)用水中化學(xué)水處理新鮮水39.0m3/h，其中補(bǔ)充制冷循環(huán)水系統(tǒng)新水35.1m3/h，排水3.9m3/h。制冷循環(huán)水系統(tǒng)耗水5.1m3/h，主要為蒸散發(fā)損失水量，循環(huán)系統(tǒng)排污水1.0m3/h?；a(chǎn)循環(huán)水系統(tǒng)補(bǔ)水33.89m3/h，其中耗水28.81m3/h，主要為蒸散發(fā)損失水量，排污水5.08m3/h。脫硫及硫回收工段用新水1.2m3/h，硫銨工段工藝用新水10.33m3/h，冷鼓電捕用新水3.7m3/h，備煤篩焦工段需要補(bǔ)充新水5.81m3/h，其耗水量0.2m3/h，排水5.61m3/h。煉焦工段主要是水封水，總供水3.5m3/h，其中耗水0.35m3/h，排水3.15m3/h。熄焦用水全部來(lái)自生化處理水和復(fù)用水系統(tǒng)，其中生化處理水25.62m3/h 全部用于熄焦，復(fù)用水系統(tǒng)供水9.98m3/h 用于熄焦，熄焦總耗水量為35.6m3/h。建設(shè)項(xiàng)目取生活及其他用水2.33m3/h，生活耗水量0.7m3/h，排污水1.63m3/h。

4.用水技術(shù)指標(biāo)分析

一是用水定額計(jì)算。年取水量82.71 萬(wàn)m3/ a，取 水 定 額1.38m3/ t，日取水量2394m3/d。

二是重復(fù)利用率計(jì)算，是在一定的計(jì)量時(shí)間（年）內(nèi)，生產(chǎn)過(guò)程中使用的重復(fù)利用水量與總用水量之比，經(jīng)計(jì)算焦化工程重復(fù)利用率為97.8%。

三是間接冷卻水循環(huán)率，是在—定的計(jì)量時(shí)間（年）內(nèi)，冷卻水循環(huán)量與冷卻水總用量之比，經(jīng)計(jì)算焦化工程冷卻水循環(huán)率為97.1%。

四是生活用水指標(biāo)。建設(shè)項(xiàng)目勞動(dòng)定員466 人，生活取水量55.92m3/d，生活綜合用水定額120L/人·d。

5.結(jié)語(yǔ)

綜上所述，通過(guò)分析和參照其他同類焦化項(xiàng)目的各項(xiàng)用水量和消耗水量，提出建設(shè)項(xiàng)目生產(chǎn)、生活合理用水量為82.71 萬(wàn)m3/a（計(jì)2394m3/d），其中，生產(chǎn)用水2338m3/d，生產(chǎn)耗水量2263m3/d；生活用水55.92m3/ d，生活耗水量16.8m3/ d。 總的水重復(fù)利用率為97.8%。噸焦耗新水量1.35m3/t，符合中華人民共和國(guó)發(fā)展和改革委員會(huì)2004年第76 號(hào)公告《焦化行業(yè)準(zhǔn)入條件》要求，建設(shè)項(xiàng)目的蒸氨和洗苯工序等產(chǎn)生的含酚氰的廢水、生活污水等經(jīng)污水處理站處理后全部回用于熄焦工段，間接冷卻循環(huán)系統(tǒng)的排污水和化學(xué)水處理水除鹽分略有升高外，沒有別的污染物，其中回用于熄焦工段239.5m3/d（9.98m3/h）。用水結(jié)構(gòu)比較合理性，職工生活綜合用水定額為120L/人·d，符合《河北省用水定額》中居民用水定額標(biāo)準(zhǔn)，生產(chǎn)生活均用水合理、達(dá)標(biāo)?！?/p>