内蒙古地区焦化概况及污染防治措施研究

田永莉　李海兵

摘要：本文介绍了内蒙古地区焦化行业的产能现状，并对现有焦化生产工艺的产排污及防治措施进行了详细介绍。

关键词：焦化；产能；防治措施

中图分类号：X75 文献标识码：A 文章编号：2095—672X（2016）06—0063—04

DOI：10.16647/j.cnki.cn15-1369/X.2016.06.014

炼焦生产是以一定特性的洗精煤为原料，在焦炉中密闭高温干馏，使之分解炭化生产出焦炭和煤气，再通过各种化工单元，对煤气进行净化，并回收其中的焦油、硫铵、粗苯、硫磺等化工产品。目前我国焦炭的主流生产工艺主要有水平室式常规机械化焦炉、捣固式热回收焦炉、直立炉生产工艺。

1内蒙古地区焦化概况

内蒙古地区煤炭资源丰富，是煤炭生产大省，也是焦炭生产、消费大省，作为国民经济的重要组成部分，焦化行业对内蒙古地区的经济建设和健康发展做出了重要贡献。据统计，内蒙古在建及已建成的捣固焦产能约4200万吨，年，主要集中在乌海市、鄂尔多斯市、阿拉善盟、包头、巴彦淖尔市等地区；兰炭产能约为1000万吨/年，主要分布在乌海市、鄂尔多斯市、包头市。

2焦化行业产排污及污染防治措施情况

目前国内炼焦行业产能已严重过剩，根据《国务院关于印发土壤污染防治行动计划的通知》（国发[2016]31号），焦化行业属于重点监管行业，高能耗、高污染，以及新的环保和节能减排压力，使焦化企业生产经营正面临前所未有的困境。

煤焦化是指煤在隔绝空气条件下加热、分解，生成焦炭（或半焦）、煤焦油、粗苯、煤气等产物的过程嘲。焦化生产主要包括炼焦及煤气净化（也称为化学产品回收）两大部分，其中，焦炭生产包括储煤、备煤（配煤和破碎）、炼焦、熄焦、筛焦、储焦；煤气净化或化学产品回收主要包括冷鼓、脱硫、脱氨、粗苯四部分。此外，焦化生成还需配套锅炉房、给水处理、循环水冷却系统、办公宿舍食堂等公用和辅助设施。

2.1废气

焦化厂的大气污染源点多面广，有害成分非常复杂，对周围环境造成很严重的污染。内蒙古地区炼焦工艺的污染源主要包含以焦炉、备煤系统为主的面污染源以及以焦炉烟囱、锅炉烟囱、熄焦塔为代表的点污染源。近年来随着环保技术进步，焦化行业已经形成了较为全面的污染物防治技术体系。

2.1.1储煤备煤

对于煤料装卸、堆存过程中产生的煤尘。一般采用设置筒仓、全封闭煤库、防风抑尘网等抑尘设施，从而抑制煤场扬尘的产生量。

对于原煤破碎、转运产生的煤粉尘。一般采用建设全封闭皮带输送廊道及转运站，在破碎机、筛分机、转运站上、下料口处设置集尘设施，收集粉尘后送袋式除尘器除尘以减少粉尘的排放量；或在各产尘点设置喷雾装置，抑制其产尘量。

2.1.2炼焦熄焦

（1）装煤

炼焦装煤方式目前主要包括顶装煤和捣固侧装煤两种。顶装煤过程会从炉顶装煤孔排出烟气，有小炉门的在平煤时会有烟气从小炉门排出；侧装煤过程会从机侧装煤炉门上部排出烟气，焦炉炉顶孑L会有烟气排出。

装煤废气治理措施目前主要有高压氨水喷射以及地面站、侧吸管及炉顶移动式消烟除尘车四种。装煤除尘地面站：位于焦炉一侧地面上，目前采用普遍，效果较好。

侧吸管净化装置：位于炉顶上，即通过一个导管，将正在装煤的炭化室产生的烟气导入相邻炭化室中，进入相邻炭化室的集气系统。

炉顶移动式消烟除尘车：由吸尘罩、燃烧室、洗涤器、风机、水箱组成。

（2）炼焦

炼焦过程会因密封不好有烟气从炉门、装煤孔、上升管等处排出，属无组织排放。一般采用敲打刀边炉门或弹性炉门，加强密封和清扫工作等方式减少污染物的排放。

焦炉加热废气主要含有SO₂、NOx、烟尘等污染物，治理措施一般是在现有技术装备基础上，采用燃用净化煤气或结合焦炉烟囱末端治理措施来进行处置。

（3）出焦

焦炭从炭化室推出后，发生破裂，在空气中燃烧产生的烟气及焦尘，一般是采用干式除尘地面站工艺，利用设置在拦焦機上的吸气罩收集出焦时产生的大量阵发性烟尘，通过接口翻板阀等特殊的转换设备，使烟尘进入集尘干管，送入蓄热式冷却器冷却并粗分离，再经除尘器最终净化后排人大气。

（4）熄焦

目前国内大部分焦化厂在生产中采用湿法熄焦，会有大量含酚、CO等数种污染物的混合气体从熄焦塔顶排出，熄焦废水中的污染物由水相向气相转移，设置折流板滞尘措施。

干熄焦利用惰性气体，在密闭系统中将红焦熄灭，并且能够产生整齐，可用于发电，是熄焦工艺的发展方向。干法熄焦时，会从预存室、惰性气体治理系统等处排放含尘废气，一般采用干式地面站除尘系统进行处置。

（5）荒煤气冷却

炼焦产生的荒煤气，经机侧上升管、桥管汇入集气管时，机侧上升管、桥管连接处的密封不严易发生荒煤气溢散，一般采用设置水封密封装置来控制荒煤气的逸散。

2.1.3筛焦贮焦

熄灭后红焦由皮带机运入筛焦楼，筛焦和焦炭转运过程中会产生含粉尘废气。一般采用在振动筛落料口设置集尘装置，收集粉尘后送除尘设施除尘的措施来减少粉尘的排放。

2.1.4煤气净化和化学产品回收

（1）冷鼓电捕

氨水槽、焦油槽等库区各类贮槽产生的放散气，一般采用收集后送排汽洗净塔，采用蒸氨废水洗涤后排放，也可收集后返送回吸煤气管道。

（2）硫铵工段

硫铵干燥后的尾气含有一定量的硫铵粉尘，大部分企业采用旋风分离器处理后排放，但达标较为困难。为保证处理后粉尘达标，目前后序还串联有雾膜水浴除尘系统，进一步湿法处理后排放。

蒸氨塔一般放置于硫铵装置区，部分企业放置于脱硫装置区。对于NH，的处理一般采用将氨汽冷却成氨水，送脱硫装置或不经冷却送硫铵饱和器。

（3）洗脱苯工段

管式炉热源为焦炉煤气，燃烧后废气中含S02、NO_x、颗粒物。SO₂排放浓度和排放量视回炉煤气脱硫净化程度而不同。

苯贮槽产生的污染物主要有苯以及非甲烷总烃，一般采用内浮顶，设呼吸阀，以惰性气体作隔离气。

粗苯再生工段产生的不凝气采用放散管进行达标排放。

（4）脱硫再生

脱硫液再生采用压缩空气气提再生工艺，再生过程中会有脱硫再生气从再生塔顶排出，主要为塔底鼓入的空气，含有带出的H₂S、NH₃。对该废气目前尚无成熟可行的治理工艺，大多数企业经高空直接达标排放。

2.2废水

焦化企业送至污水处理装置的废水有两部分：有压污水和无压污水。有压污水主要是剩余氨水经蒸氨处理后的蒸氨废水，无压污水包括粗苯分离水、管线冷凝液、终冷废水、轴封水和气液分离废水、地坪冲洗水、生活化验废水，以及生产装置区跑冒滴漏、事故状态下设备清洗水等；酚氰污水成分较复杂，一般均含有较高浓度的COD_Cr、挥发酚、氰化物、氨氮、硫化物、石油类等污染物。

为了防止水体污染，对工艺过程排出的废水采取相应的治理措施，对排放的生产污废水采取清污分流的原则，尽可能提高水的重复利用率，以减少污水的外排量。

2.2.1炼焦水封水

焦炉上升管及桥管连接处设置水封装置，会有水封排水，主要含有COD、挥发酚、氰化物、氨氮、石油类等，此部分废水经生化废水处理站处理后回用作为熄焦补充水和其它生产用水。

2.2.2煤气冷凝液、粗苯分离水

焦炉煤气初冷、终冷时煤气冷凝液以及洗脱苯工段粗苯分离水均含有高浓度的COD、挥发酚、氰化物、氨氮、石油类等，这部分废水先送至机械化澄清池去除其中的焦油后，混入剩余氨水送至蒸氨塔进行蒸氨处理，蒸氨后废水再送往生化废水处理站进行处理。

2.2.3剩余氨水

来自冷鼓工段机械化澄清池分离出的含氨废水，主要含有COD、挥发酚、氰化物、氨氮、石油类等，此部分废水送蒸氨系统先进行蒸氨处理，再送至生化废水处理站处理。

2.2.4蒸氨废水

剩余氨水经蒸氨塔预处理，降低其中所含的氨氮和COD后，由塔底排出，成为蒸氨废水，主要含有挥发酚、氰化物、氨氮、石油类等，蒸氨废水送至生化废水处理站处理。

2.2.5熄焦废水

湿法熄焦过程熄焦塔底产生熄焦废水，主要含有SS，应设置沉淀池，该部分废水经沉淀清理粉焦后循环回用。根据环境保护部关于执行《炼焦化学工业污染物排放标准》有关问题的复函（环科技函[2016]66号），凡用于洗煤、熄焦和高炉冲渣等过程的废水水质均应符合《炼焦化学工业污染物排放标准》（GB 16171-2012）4.1.5的规定，包括熄焦循环水。

2.2.6生活污水、化验废水、地坪冲洗废水

该部分污水来自于生活办公区域内生活、化验产生的废水以及用于地坪冲洗产生的废水，主要含有一定量的COD和SS，应送生化处理站处理后回用作为熄焦补充水和其它生产用水。

2.2.7循环水系统排污水

循环水系统排污水来自于化产、制冷循环水系统产生的排水，主要含有盐类、SS等，该部分污水经过滤后作为熄焦、煤场抑尘、加湿卸灰使用。

2.3固废

焦化企业产生的固体废物有煤尘、污泥、焦尘、焦粉、焦油渣、酸焦油、脱硫废液、粗苯残渣。在《危险废物名录》（2016版）中焦尘、焦粉、焦油渣、酸焦油、脱硫废液、粗苯残渣固废均为危险废物，需按照危险废物相关标准进行处理处置，实际生产过程中掺入煤中炼焦，有些企业将脱硫废液进行提盐处理。生化处理站产生的剩余污泥，掺人煤中炼焦。按照《危险废物名录》（2008版）（HW39）含酚废物252-012-39炼焦行业酚氰生产过程中的废水处理污泥，属于危险废物，按照《危险废物名录》（2016版）252-010-11炼焦及煤焦油加工利用过程中产生的废水处理污泥（不包括废水生化处理污泥），此类废物虽未列入《危险废物名录》（2016版），但仍然需要根據国家规定的危险废物鉴别标准和鉴别方法认定是否属于危险废物，经鉴别不具有危险特性的，不属于危险废物。

3总结

（1）根据《炼焦化学工业污染物排放标准》（GB16171-2012）的要求，2015年1月1日起所有企业焦炉烟囱SO₂排放浓度限值为50mg/m³，而目前焦炉烟囱SO₂排放浓度大多已不能达标，炼焦企业依据以前的焦炉煤气硫化氢含量标准设计的工艺及装备已经不能适应新标准的要求，需考虑进一步采取采取技术措施和管理措施，提升脱硫效率，争取尽快达标。

（2）焦化企业大部分都建成了配套的污水处理设施，随着干熄焦工艺的推广，节约了熄焦用水，但是《焦化行业准入条件（2014年修订）》中要求：焦化企业须配套建设生产废水处理设施，严禁生产废水外排；炼焦企业熄焦水必须闭路循环。因此焦化废水的综合循环利用是焦化企业需要面对废水“零排放”环保要求的一项重要任务。

（3）按照《危险废物名录》（2016版）的要求，炼焦及煤焦油加工利用过程中产生的废水处理污泥（不包括废水生化处理污泥）属于危险废物，虽然废水生化处理污泥未列入《危险废物名录》（2016版），但实际生产过程中许多有害物质进入了污泥，仍然需要根据国家规定的危险废物鉴别标准和鉴别方法认定是否属于危险废物，经鉴别不具有危险特性的，不属于危险废物。

总之，煤焦化企业是内蒙古地区经济产业中不可或缺的基础产业之一，在倡导“资源节约型，环境友好型”的经济建设发展模式的环境下，煤焦化企业必须改进传统生产模式，创新生产技术，促进绿色可持续发展，这是煤焦化企业值得研究的课题。