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焦化行业环境保护问题的研究分析.pdf
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1、焦化行业环境保护问题的研究分析巩月伟(山西晋环科源环境资源科技有限公司,山西太原030000)摘要:探究焦化行业环境保护相关问题,分析焦化生产中常见的污染类型,如大气污染、水污染、工业固体废弃物污染等,并结合我国工业转型以及绿色发展趋势,提出相应的治理措施,旨在为相关企业提供借鉴。关键词:焦化行业;环境保护;污染治理中图分类号:X322文献标识码:A文章编号:1004-7050(2023)09-0249-030引言现阶段我国焦化行业产能逐年提升,截至 2021年达 6.8 亿 t,是全球产能的 70%以上,居世界首位。但焦化行业属于比较典型的重污染行业,对周边环境会产生较大的破坏和威胁。为此,
2、相关焦化企业应当注重采用先进的治理技术,针对存在的污染进行有效防治,控制大气、水以及固体废弃物污染现象,促进企业绿色转型发展。1工程案例以山西太原某长流程钢铁企业的焦化厂为例,该企业现有 3 座复热式焦炉及其配套的两套生产装置,年焦炭产量可达 330 万 t,焦炉煤气年产量 15.76108Nm3,年焦油产量可达 13.49 万 t、年粗苯产量3.66万 t、硫铵产量 4.27 万 t、硫酸产量 2.78 万 t。主要是生产优质冶金焦供炼铁高炉使用,输出高热值的焦炉烟气供公司后部轧钢系统,并回收化工产品。近年来,随着当地工业转型进程逐渐加快,并且在生态文明建设中日益重视焦化生产过程产生的污染治
3、理,该公司采取有效的污染防治和环境保护技术,有效推进可持续发展。2焦化行业环境污染问题结合该焦化企业的生产实践,主要产生污染的设备是焦炉,由于大多数焦炉采用煤气加热的方式,运行期间会产生大量的污染物。比如在本企业中,大气污染表现在炼焦车间烟气污染,通常情况下,洗精煤从备煤工段输送出来后,经过输煤栈桥被送到煤塔中,再通过给料器装入到装煤推焦机的煤箱中,然后再由推焦机从机侧输送到炭化室中,经过干馏可形成焦炭或荒煤气。这一过程,因为装煤而产生的烟尘被炉顶的除尘车吸出,经过燃耗及洗涤后可排放出废气。同时炭化室中的焦炭在高温作用下,可被推焦机推出,进入到熄焦车后,由电机车拉到干熄焦装置进行干法熄焦,最后
4、再运输到筛焦段1。结合该车间工艺情况,存在的大气污染包括装煤时产生的烟气、密封不严导致焦炉炉体废气泄漏、熄焦烟气以及推焦过程中的周期性排放废气等。最近几年,该企业焦化烟气的温度变化区间大、烟气中带有冒火星的焦炭颗粒、烟气含尘量大、颗粒物含量高、带有大颗粒物质,且含有焦油和重金属颗粒、酸性物质等,针对这一特点,为实现环境保护目标,需要采取科学有效的治理技术。在该焦化企业中,水污染是最为严重的污染类型,主要产生在冷鼓、蒸氨、脱苯等工段。根据焦化工艺特点,焦化废水中含有高浓度的苯环有机物,成分相对复杂,处理难度大。以往很多焦化企业为降低生产成本,采用废水熄焦或外排等方式,对周边环境造成较大的污染影响
5、。企业针对这一问题通过引进生物法进行处理,虽然在很大程度上可有效降低酚、氰等污染物含量,但对于 COD、氮氧化物等难以保障符合排放标准,仍需进一步革新治理技术。焦化企业产生的固体废弃物形式主要为焦尘、煤尘、焦油渣、再生渣等,在生产过程中会逸散到环境中,尤其是当前阶段,多数焦化企业普遍将煤尘与焦尘直接混装到煤、焦油渣和再生渣中,通过蒸馏或者直接混入粉碎机煤料的方式进行处理,该方式对皮带腐蚀性较强,而且会造成装煤车螺旋负荷加大,在生产过程中出现大量扬尘等情况2。另外,在该企业的备煤车间、筛焦车间等,当配煤室、粉碎机、煤坑、煤焦制样室等设施运作时,可利用输送机将原料洗精煤运送到备煤车间,经过对煤的选
6、配后,由破碎机粉碎形成直径 3 mm 的微粒,再由带式输送机运送到塔顶,便于进入焦炉内进行生产,这一期间存在煤粉和煤尘等固体污染物,对周边环境造成极大的影响。3焦化行业环境保护措施该企业为贯彻落实绿色发展理念,逐渐重视对烟气处理技术的应用,以提高环境保护力度。例如近年收稿日期:2023-03-08作者简介:巩月伟,男,1983 年出生,毕业于南京工业大学,硕士学位,中级工程师,研究方向为环保、低碳技术咨询。总第 214 期2023 年第 9 期山西化工Shanxi Chemical IndustryTotal 214No.9,2023DOI:10.16525/14-1109/tq.2023.0
7、9.099绿色发展山西化工第 43 卷来引进尘硝硫 NMHC 协同一体化处理技术,如图 1所示。该项技术设备主要运用系统性设计理念,充分结合材料技术与工艺设计,构成先进的焦化烟气治理技术,符合焦炉烟气的特点以及环保超低排放要求。该设备的核心单元为一体化反应器的陶瓷纤维催化复合滤管,通过浸入高活性催化剂功能离子,有利于将焦化烟气中的多种污染物一次性去除,而且在运行期间,具有工艺流程较短、投资成本较低、治理效率高的优势。另外,该企业注重降低焦炉烟囱废气,主要措施包括源头减量、过程控制以及末端治理等。其中源头减量是对加热煤气采用低硫、低氮燃气,在加热时采用废气循环与多段加热相结合的低氮燃烧技术。同时
8、对多段加热采用立火道分段供应空气,便于形成多点燃烧,确保焦炉均匀加热,使焦炉的燃烧强度降低,有利于减少废气产生3。而过程控制措施,即强调对焦炉生产操作实施科学管理、降低空气过剩系数、强化对炉温的管理、防范系统性温度偏高或者存在高温火道等。在末端治理手段中,通常是利用干法脱硫、除尘与 SCR 脱销等组合工艺、活性炭活性焦法脱硫脱销工艺等,并结合高效布袋除尘方式,有效过滤烟气中的污染物。经实施治理后,该焦化企业烟气排放符合 籽(SO2)15 mg/m3,籽(NOx)50 mg/m3,颗粒物质量浓度5 mg/m3、焦炉烟囱非甲烷总烃排放质量浓度不能高于 60 mg/m3和脱硝氨逃逸8 mg/m3等标
9、准,有效减少碳排放,推进碳中和战略实施。根据本次焦化企业存在的水污染现状,在治理过程中可采用 A/O、A-A/O、短程消化、反硝化等生物处理工艺,通过合理设置工艺参数、控制工艺条件,有助于实现较好的脱氮效果。例如,该企业针对水污染状况侧重采用 A2O 法处理含氨废水。将废水经过除油池、调节池以及气浮除油装置等处理,去除污油后可进入到厌氧池、缺氧池和好氧池,有利于酸化、水解废水中含有的有机物,促使废水的可生化性得到提高4。然后再利用微生物降解作用,去除酚、氰及其他有害物质。经过生物酶处理后,进入到二沉池中实现泥水分离,进入混合反应池、混凝沉淀池等,采用活性炭吸附方法对污水实施处理,可保障出水指标
10、符合排放要求,如表 1 所示。此外,综合考虑该焦化厂的实际生产特点,还可在化产车间增加蒸氨塔和氨分解装置,有效降低生化处理入水中的氨含量,保障出水水质符合熄焦用水标准,形成闭路循环体系,减少外排对环境的污染影响,提高资源利用效率。为有效处理固体废弃物,该焦化厂侧重回收利用技术,例如将除尘灰、焦油渣、再生渣、生化污泥等,按照相应比例与煤混装,经过成型压球机进行生产,使其成为半球状型煤,再装入煤堆中,有利于减少粉尘的环境污染。同时该治理技术可增加装入煤堆的密度,使焦炭质量大幅提升,进一步降低成本,因此应用除尘灰与煤粉制型煤工艺具有显著优势。该项技术的运用是将焦炉除尘灰、除尘器除尘煤粉等,送入到储罐
11、中,按照相应比例混合,输送到螺旋搅拌机后,与化产工序的焦油渣、脱硫废液等实施充分搅拌,再采用自压方式将混合煤料送入到成型压球机中,基于活动辊挤压形成半球状型煤,运送到煤塔皮带后,与粉碎的干燥煤料混合,可送入到焦炉中炼焦,减少固体煤粉和粉尘的产生量,增强环境保护效果。经过处理后,该焦化厂项目每年减少排放危险废弃物约 2 000 t,创造效益达 800 万元。4结语在当前我国焦化行业产能不断提升的背景下,应重视环境保护问题,焦化生产环节进行时可能产生较严重的大气污染、水污染和固体废弃物,导致周边环境系统的平衡性遭到破坏,不仅影响动植物的生存发展,还会对人体、土壤、大气等产生危害。为有效落实生态文明
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