焦化企業(yè)危廢資源化利用實(shí)踐

黃長勝，趙紅洲，楊 軒，畢洪林，許維泉

（山東鐵雄新沙能源有限公司，山東巨野 274900）

煤化工企業(yè)特別是焦化企業(yè)，按照國家環(huán)保要求，做好 “源頭控制、安全處置、防范風(fēng)險(xiǎn)”三個(gè)環(huán)節(jié)，努力實(shí)現(xiàn)危險(xiǎn)廢物“減量化、資源化、無害化”的目標(biāo)，鼓勵(lì)危險(xiǎn)廢物產(chǎn)生企業(yè)自建危險(xiǎn)廢物綜合利用或處置設(shè)施，采用技術(shù)成熟、運(yùn)行穩(wěn)定、經(jīng)濟(jì)合理的新技術(shù)，提高現(xiàn)有設(shè)施的處置運(yùn)營水平。

1 概述

焦化企業(yè)的固體危廢特點(diǎn)是產(chǎn)生量大、危險(xiǎn)廢物種類多、資源化需求強(qiáng)、涉及的技術(shù)途徑多等；根據(jù)煉焦化學(xué)工業(yè)污染防治可行技術(shù)指南中要求，固體廢物處理管理應(yīng)遵循“減量化、資源化、無害化”的原則，源頭減量優(yōu)先，資源化利用為主，無害化處置是底線；作為一般固廢的污泥可采用干化、填埋、污泥碳化技術(shù)；廢油及含油污泥、渣可以利用的采用摻混到煤炭當(dāng)中去煉焦；企業(yè)始終堅(jiān)持資源化利用的原則，產(chǎn)生的危廢或者類似危廢管理的物資都按照物盡其用的原則資源化利用，變廢為寶，節(jié)約能源，集約化進(jìn)步和發(fā)展。

2 危廢的種類

根據(jù)國家危險(xiǎn)廢物名錄要求，焦化企業(yè)的危廢主要有：焦油、焦油渣、污泥、凈化氣體后的活性炭、殘?jiān)取?/p>

焦油按照危廢轉(zhuǎn)移要求，嚴(yán)格做好危險(xiǎn)廢物五聯(lián)單銷售手續(xù)。

焦油渣、污泥、活性炭、殘?jiān)捎妹荛]收集、貯存、輸送，并通過專門的回配系統(tǒng)與煤炭進(jìn)行摻混煉焦。

3 危廢利用途徑

3.1 污泥干化

為更好利用污泥，考慮今后可以采用焚燒等方式消化，于2018年新增了一套污泥干化系統(tǒng)，干化污泥相對便于存放，利用原有的絞龍裝置加到混合煤皮帶上均勻加入。

3.1.1 污泥產(chǎn)生情況

污水處理系統(tǒng)每天產(chǎn)生含水的生化污泥量為40～45t，含水量約80%，積存未處理的污泥約5 000t，已無存儲(chǔ)場地，且活性污泥處置費(fèi)用越來越高，噸處置費(fèi)用約3 000元，一年處置污泥費(fèi)用高達(dá)5 000余萬元。

采取污泥板框壓濾機(jī)和干燥機(jī)工藝把生化污泥壓榨熱干成含水25%以下的干污泥，以達(dá)到后期進(jìn)行碳化或焚燒的目的，2018年6月進(jìn)入生產(chǎn)試運(yùn)行階段。

3.1.2 主要工藝路線及設(shè)備

主要工藝路線：將含水量約為98%的污泥通過泥漿泵送至調(diào)理池進(jìn)行加藥攪拌絮凝后，經(jīng)過板框式壓濾機(jī)，壓濾后含水率在50%～55%的污泥經(jīng)皮帶送至封閉式低溫干燥機(jī)組，進(jìn)行全部物料干燥處理，經(jīng)過初步破碎、切條、傳送網(wǎng)帶循環(huán)送風(fēng)，干燥后的物料含水率在15%～20%，生產(chǎn)現(xiàn)場也可根據(jù)配煤實(shí)際需求通過增減循環(huán)風(fēng)機(jī)運(yùn)行數(shù)量和調(diào)整傳送網(wǎng)帶運(yùn)行速率的方式進(jìn)行水分調(diào)節(jié)，干燥機(jī)組完全自動(dòng)化運(yùn)行。

主要設(shè)備裝置：包括兩套過濾面積250m2的板框壓濾機(jī)（型號為XAZGFP200/1250-U）和一套日處理量大于10t 干物料的封閉式低溫干燥機(jī)組（型號為JJYR20000）；整個(gè)運(yùn)行過程實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)化運(yùn)行，每天處理350m3污泥混合液，生成干污泥10～12t，且污泥呈顆粒狀。

3.1.3 裝置的主要技術(shù)及性能特點(diǎn)

3.1.3.1 節(jié)能

干燥機(jī)組采用鋁合金框架結(jié)構(gòu)加內(nèi)充高密度聚氨酯發(fā)泡保溫板，產(chǎn)品結(jié)構(gòu)強(qiáng)度和保溫性良好，箱體氣密，密閉干化采用初冷器的循環(huán)熱水作為熱源，成本低。

3.1.3.2 安全環(huán)保

干燥機(jī)組采用密閉干化模式，無臭氣外溢，無需額外安裝除臭裝置；采用低溫（40～70℃）干化過程，H2S、NH3析出量少，系統(tǒng)運(yùn)行安全，無爆炸隱患，無需沖氮保護(hù)；污泥靜態(tài)攤放，與接觸面無機(jī)械靜電摩擦，干料為顆粒狀，無粉塵危險(xiǎn)；出料溫度低（＜50℃），無需冷卻，直接儲(chǔ)存。

3.1.3.3 效率高

干燥機(jī)組可直接將含水率50%～55%的污泥干化至20%，通過控制網(wǎng)鏈?zhǔn)捷斔蜋C(jī)變頻調(diào)速，調(diào)節(jié)出料含水率（濾餅含水率根據(jù)干燥機(jī)變頻傳輸速度及干燥時(shí)間控制而定），干化過程有機(jī)組分無損失，適合后期資源化利用。

3.1.4 運(yùn)行效果評價(jià)

試運(yùn)行以來，一直穩(wěn)定運(yùn)行，解決了污泥體積量過大，配煤使用不及時(shí)，難以儲(chǔ)存的困難，消除了潛在環(huán)保隱患，自動(dòng)化運(yùn)行，減少了員工的勞動(dòng)強(qiáng)度。

3.2 利用攪拌罐混合均勻

污泥干化運(yùn)行后雖然部分解決了污泥的問題，但仍有部分庫存的濕污泥和焦油渣、檢修產(chǎn)生的渣子等，借鑒其他單位的成功經(jīng)驗(yàn)，2019年新上了一套攪拌裝置，參照建筑行業(yè)的商混攪拌罐，按照一定比例先向料斗加入煤，再加入一定比例的污泥或其他渣子，送到攪拌罐攪拌后從攪拌罐下部出料，利用鏟車鏟出到堆放位置，按照設(shè)定的比例作為一個(gè)煤種加入配煤。

4 配煤方式

危廢配煤理論上可行，實(shí)際操作中還要充分考慮不同煤種的各種必要參數(shù)，特別是硫含量，在確保煤炭質(zhì)量的前提下，有計(jì)劃的添加摻混后的煤或干污泥，根據(jù)實(shí)際操作經(jīng)驗(yàn)，需要提前分析各種危廢的主要成分含量，測算出配煤后的硫含量，倒推可以加入的干污泥或摻混后煤的量，通過原有的絞龍加到上煤皮帶，利用絞龍的變頻電機(jī)調(diào)速調(diào)整加入量，加入量可以用桶接一定時(shí)間的物料稱重判斷。

4.1 指標(biāo)分析，如表1所示

表1 配煤分析

4.2 混配比例研究

4.2.1 濕污泥

經(jīng)過多次的摸索，濕污泥和不同煤種的摻混比例不同，先后選擇了氣煤、生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的余煤、三分之一焦煤、肥煤等進(jìn)行試驗(yàn)，結(jié)果驗(yàn)證氣煤和余煤由于黏度適中，摻混后比較均勻，由于余煤每天都產(chǎn)生，且不能長時(shí)間存放，最終確定優(yōu)先使用余煤摻混。摻混比例通過多次摸索并借鑒其他單位經(jīng)驗(yàn)，最終確定余煤和濕污泥按照11比1 的比例加入到攪拌罐進(jìn)行均勻混合，混合后再按照提前確定的配比加入氣煤中。為了混配相對準(zhǔn)確，自制了專用的鏟車斗（如圖1），鏟車斗可以裝煤1.3t，隔離出的小斗裝濕污泥約144kg，每次先鏟一大斗余煤加入摻混站料斗，再利用下面的小斗鏟污泥，這樣的摻混比例折算成干污泥就是約11比1的比例，簡單實(shí)用。

圖1 專用的摻混小車及料斗

4.2.2 干污泥

干污泥通過絞籠的變頻電機(jī)調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速控制加入量直接配入配合煤中，加入量約每天5t，但在添加活性炭期間暫停干污泥。

4.2.3 活性炭

活性炭通過攪拌站和余煤攪混，其中活性炭1和余煤按照比例20 ∶1混配，混配后的指標(biāo)硫分1.2%，活性炭2和余煤按照比例40 ∶1混配，混配后指標(biāo)硫分1.11%，混配好的煤再以單一煤種3%的比例配煤使用；也可以采用活性炭直接加入皮帶的方式，做到均勻加入即可。

4.3 日常調(diào)整及優(yōu)化

上述混配比例不是一成不變的，而是要隨著煤炭資源的變化，本著效益最大化原則降低配合煤成本，依據(jù)不同的配合煤來調(diào)整相應(yīng)的混配比例。攪拌裝置如圖2所示。

圖2 攪拌裝置

（1）活性炭如果有其他雜質(zhì)，需要進(jìn)行篩分，金屬進(jìn)入煤炭會(huì)帶來其他影響。也嘗試過把活性炭在搗固時(shí)加入，但實(shí)際情況是由于加入的不均勻，活性炭集中的地方焦炭成熟度明顯不夠，影響結(jié)焦收縮的過程，夾生嚴(yán)重，不能作為正常處置活性炭措施使用。

（2）絞龍加入活性炭和干污泥主要是利舊設(shè)備，加入均勻和準(zhǔn)確還欠缺，下一步計(jì)劃增加皮帶秤，定量加入，會(huì)隨著煤流更加均勻，調(diào)節(jié)方便快捷直觀。

5 結(jié)束語

通過危廢自身資源化、無害化利用的過程，可以較好地解決危廢內(nèi)部處置，同時(shí)維護(hù)好正常生產(chǎn)，通過實(shí)踐摸索出適合自身不同煤種的摻混比例，根據(jù)煤種分析數(shù)據(jù)提前預(yù)判可以加入的量，準(zhǔn)確控制，保證產(chǎn)品質(zhì)量，實(shí)現(xiàn)總體效益最大化，環(huán)保風(fēng)險(xiǎn)最小化。