煤质活性炭生产企业排气筒设置建议

周秋月 温银华 赵燕 薛迎迎 王华健

摘 要：目前，我国煤质活性炭生产企业规模普遍偏小，环境污染现象较为突出。部分地区排放标准较为宽松，煤质活性炭生产企业排气筒数量众多。本文简要分析了煤质活性炭生产工艺、产排污节点及排气筒设置，给出了排气筒设置的优化建议。

关键词：活性炭生产企业;排气筒;优化建议

中图分类号：TQ424.1文献标识码：A文章编号：1003-5168（2020）02-0086-02

Abstract： At present， domestic coal-based activated carbon production enterprises are generally small in scale and have relatively prominent environmental pollution. Emission standards in some areas are relatively loose， and there are many exhaust cylinders for coal-based activated carbon manufacturers. This paper briefly analyzed the production process of coal-based activated carbon， the production and discharge nodes， and the exhaust pipe settings， and gave the optimization suggestions for the exhaust pipe settings.

Keywords：activated carbon production enterprises;exhaust cylinder;optimization suggestions

目前，我国活性炭生产企业已超过400家，2018年中国活性炭产量约为67万t，其中煤质活性炭产量为43万t。未来，受环保及煤炭行业供给侧改革的影响，煤质活性炭的市场需求将出现较大增长。但煤质活性炭行业存在着生产分散、集中底低、无序竞争、企业规模普遍偏小、环境污染和资源浪费现象较为突出等问题。部分地区排放标准较为宽松，煤质活性炭生产企业排气筒数量众多。行业污染物排放标准《活性炭工业污染物排放标准》（征求意见稿）已于2018年公示，新的污染物排放标准较现行排放标准更加严格，环境管理要求也更高。

1 煤质活性炭生产工艺及产排污

煤质活性炭[1]是以煤为主要原材料，常用的煤种主要有无烟煤、长焰煤、弱黏煤、不黏煤、褐煤等，我国煤质活性炭生产最常用的原料煤是无烟煤、不黏煤和长焰煤，其主要分布在山西和宁夏。山西大同的弱黏结性烟煤由于化学活性好、灰分低被广泛用于加工制造原煤破碎活性炭;宁夏无烟煤（太西煤）低灰、低硫、含碳量高、化学活性好，主要用于生产柱状活性炭。

我国煤质活性炭的主流生产工艺为：原料煤破碎磨粉→成型工序→炭化工序→活化工序→成品处理工序。原料煤入厂后经破碎筛分磨粉至一定粒度（一般为200目），然后配入适量黏结剂（一般为煤焦油、煤沥青等）在混捏设备中混合均匀，再造粒或压块，造粒料或炭块经炭化、活化后，再经筛分、包装即为活性炭成品。煤质活性炭生产中涉及的主要生产设备有破碎机、磨粉机、捏合机、炭化炉、活化炉、筛分机等。

原料煤破碎筛分磨粉过程中排放颗粒物，排放方式主要是有组织排放;混捏成型工序排放颗粒物、挥发性有机物，多以无组织形式逸散;炭化、活化工序排放的主要污染物为颗粒物、SO2、NOX、苯并[a]芘、苯、非甲烷总烃等，排放方式为有组织排放;成品处理（筛分、包装）工序排放颗粒物，排放方式主要是有组织排放。此外，煤质活性炭生产过程中无组织排放节点有混捏成型工序、煤焦油罐区、煤沥青罐区、炭化工序车间门窗处等，排放的污染物为挥发性有机物等。

2 活性炭生产企业排气筒数量

近年来，我国活性炭产业发展迅速，已形成以宁夏银川周边地区、新疆乌鲁木齐周边地区、山西大同、河南长葛为代表的四大活性炭生产基地。山西大同适合生产活性炭的原料煤是产生于侏罗纪的弱黏结煤，宁夏银川周边地区主要生产原料煤是当地特有的优质太西煤，这两个地区的活性炭生产几乎不需要其他原料。随着开采的深入，这种优质煤炭资源正在迅速锐减。在资源短缺、活性炭缺口不断扩大的市场导向下，煤质活性炭加工路线已转变为根据活性炭的不同质量指标，利用配煤技术，生产不同用途的煤质活性炭[2]。

配煤是改善活性炭产品孔结构、提高活性炭产品吸附性能的一种技术。活性炭生产主要是依据挥发分和黏结性指标进行配煤，根据活性炭特性要求改变单种煤在配合煤中的配合比例。在生产工艺基本相同条件下，煤质活性炭孔结构类型主要由煤本身性质决定：褐煤生产的活性炭碘值不高，但孔容积较高，脱色能力较强;一不黏煤、弱黏煤为原料生产的活性炭中孔较发达，适用于液相吸附净化;以无烟煤为原料生产微孔发达，适用于气相吸附。此外，配煤法还可以降低生产成本。

筆者调查了国内一些规模较大的煤基活性炭生产企业排气筒设置情况，如表1所示。

由表1可知，目前，国内多数煤基活性炭生产企业越来越多地采用配煤法。原料煤种类越多，需要的料仓也多，产污环节也增多。另外，产品种类越多、生产线条数越多会导致排气筒数量越多。

《中华人民共和国大气污染防治法》第二十四条规定：“重点排污单位应当安装、使用大气污染物排放自动监测设备，与环境保护主管部门的监控设备联网，保证监测设备正常运行并依法公开排放信息。”随着环保力度的加大，煤质活性炭生产企业的排气筒将会被要求安装大气污染物排放自动监测设备。

3 结论

煤质活性炭生产企业排污点较多，笔者建议采用大集中除尘系统。根据工艺流程，其可以分为原料上料除尘系统、配料成品处理系统及炭化活化烟气净化系统。在原料粗碎产尘点设抽风罩，各料仓的排气管引至原料上料除尘系统;在配煤、磨粉、配料、捏合、成型、干燥、筛分、包装这些产尘点设抽风罩或密闭罩，将废气汇合至配料成品系统处理;炭化尾气、活化尾气多采用焚烧+余热利用处理，经余热利用后的烟气可合并进入烟气净化系统。此外，焦油罐、沥青罐呼吸废气可引入活化工序焚烧处理。以10万t/a煤质活性炭生产规模为例，若采用大集中除尘系统，设2条生产线，则只需要设8个废气排气筒，大大减少了排气筒数量。此外，采用大集中除尘系统，也便于管理和维护。对于煤质活性炭生产企业来说，采用大集中除尘系统不仅可以大大减少排气筒数量，也更符合环保管理的要求，大大减少了无组织排放。

参考文献：

[1]国家质量监督检验检疫总局，中国国家标准化管理委员会.活性炭分类和命名：GB/T32560—2016[S].北京：中国标准出版社，2016.

[2]李学哲.大同煤质活性炭的研究与发展[J].煤炭加工与综合利用，2018（5）：70-73.