焦化工业大气污染问题及解决措施研究

2021-12-06舒兆兴李文明刘倩

节能与环保 2021年3期

文_舒兆兴李文明刘倩

江苏省连云港市灌南生态环境监测站

1 焦化工业大气污染的形成原理与存在问题

1.1 污染形成原理

在焦化工业中，环境污染是不可避免的问题，主要原因是在工业生产过程中，会产生大量污染物，排放出的污染物含有大量多种有毒物质的颗粒。同时，在焦炉中，煤炭经过结焦和干馏等工序，会产生大量的污染物；在产生回收阶段、放散煤气净化、焦炉荒煤气泄漏时，会产生众多气态污染物，如含硫化合物、一氧化碳、氮氧化物、挥发性有机物等。目前，研究人员已经确定有100 多种VOCs，其中包括酮类、醛类、芳烃、烯烃、烷烃等物质，且大部分都具有刺激性气味，以及浓烈的臭味，严重危害人体健康。而在大气污染中，焦炉产生的污染物占据重要组成部分，在出焦过程中，空气与温度高的焦炭一旦接触，将会产生大量二氧化氮和二氧化碳，增加大气污染程度。

1.2 治理污染中存在的问题

在焦化行业中，主要存在四点问题。第一，在排放污染物的过程中，装煤废气中的Bap 和二氧化硫等物质存在含量超标的情况，排放未达标是当前主要存在的问题，说明了当下对大气污染物的治理存在不足之处，导致管理较为薄弱，容易发生污染情况。第二，在焦炉排放过程中，存在着无组织和无纪律的情况，缺乏有效监管流程，再加上污染技术的种类较多，相互之间具有较大差异，其中部分技术措施无法达到规定标准。第三，在资源配置的过程中，集中度较低，存在布局不合理的情况，将会使众多环节产生负面影响，如焦化企业回收利用余能、控制氮氧化物、控制烟囱废气、深加工产品、综合利用资源等。第四，在湿法熄焦时，缺乏对排放量与污染物种类的研究。

2 焦化工业大气污染问题的解决措施

2.1 三个层面治理焦化污染

2.1.1 区域层面

从发展角度上看，我国大气污染的类型正发生巨大改变，从原本的单一型污染，逐渐转变为复合型污染，污染物的种类逐年增加，极大程度增加了治理难度，其中复合污染物主要包括细颗粒物和臭氧，VOCs 和NOx等前体物与大气环境污染物中的浓度具有紧密联系，可以将其看作为非线性关系，而且含有十分复杂的成因机理，因此需要采取有效的解决措施。从区域角度而言，需要制定完整的污染源排放清单，实施有效管控措施，确保制定区域具有科学性与合理性，确保工作人员可以深入分析各种污染源，利用化学反应机理和动力学原理，可以建立空气质量模型，为制定污染源清单提供有力支持。从污染物的分布情况来看，可以分为普通控制区域与重点控制区域，需要根据环境的污染程度，采用正确的目标规划方法，对管控清单进行确认与核对，从而合理确定环境效益与治理费用。

2.1.2 行业层面

在国家政策法规的引导下，焦化企业正逐渐向绿色环保的方向发展，本行业人员共同努力，向相同的目标前进，打赢了蓝天保卫战，淘汰了焦化行业落后的设备，对产业结构进行了优化与升级，而且还提高了工业技术水平，对焦化行业的发展起到了良好的促进作用。焦化企业需要根据国家相关的法律法规，制定完善的解决策略，从而引领焦化行业的发展。首先，需要加大研发力度，研发先进的低污染与高能耗技术，对现有的资源进行整合，充分发挥行业的优势，有利于解决高污染问题，促进焦化行业的健康发展。其次，在生产过程中，需要采用最佳的污染防范技术，以及煤焦化技术，促进焦化行业的升级与转型，使其向绿色环保的方向发展。最后，需要建立完善的科学评价体系，准确评估各个焦化企业，同时兼顾停产整治与重组，对焦炭产能进行严格控制，最大化降低污染。

2.1.3 企业层面

在焦化企业发展中，需要进行系统调研工作，使用先进的防治技术，并且做好清洁生产工作，将末端治理与源头减量相结合，从而有效控制大气污染，以此增强在市场中的竞争力。同时，需要优化改造生产设施，从根源上降低氰化物、碳化物、硫化物等污染排放量，对于无机和有机的气态污染，以及焦化工业废气，可以采用低氮和低硫的清洁燃气，结合使用多段加热和废气循环，尽量减少NOx的排放量与生产量。

在有机废气治理中，主要治理阶段是化产回收工段和煤气净化阶段。第一，需要集中收集污染槽中产生的污染气体，将其进行洗涤净化处理，主要清理流程包括水洗、洗油洗涤、碱洗、酸洗等，经过排气洗净塔的处理后，将会极大程度减少VOCs 的含量。第二，需要将煤气进行回收处理，通过利用压力平衡系统，可以向企业内部的负压煤气通道传递没有氧气含量的VOCs，虽然可以获得良好的处理效果，但是在使用此方法的过程中，需要做好安全措施，防止出现意外事故。第三，需要对能源进行合理利用，在化产区域中，应当全面收集VOCs，通过使用热力焚烧措施，可以对其进行有效处理。第四，需要制定完善的修复与检测计划，在遇到组件泄露或法兰、阀门、压缩机、泵等设备泄漏时，可以及时进行处理，防止无组织排放VOCs 而造成更大的影响。

2.2 超低排放的技术要点

2.2.1 控制焦炉烟囱废气的排放

首先，需要从源头进行减量处理，可以采用多段加热处理，其主要原理是将空气传送到立火道分段，通过多点燃烧，可以确保焦炉进行均匀的加热，降低NOx 的产生量与燃烧强度。除此之外，可以采用废气循环技术，在燃烧系统中掺入燃烧废气，提高气流的速度，使含氧量降低，该技术主要分为两种工艺，分别是外部烟气回配与炉内废气循环，具有良好的应用效果。其次，需要进行过程控制，严格管理生产操作流程，通过对炉温的合理控制，可以使空气过剩系数逐渐降低，防止出现高温火道或较高的系统性温度。最后，需要进行末端治理，可以使用除尘、干法脱硫、活性炭、新型催化法脱硫等方式，在除尘过程中，应当合理控制过滤风速，采用高校的脱硫方式，同时可以采用钠基脱硫剂与钙基脱硫剂进行干法脱硫或半干法脱硫。

2.2.2 控制装煤废气

在控制装煤废气时，需要注意三点。第一，可以采用集气管负压、高压氨水喷射、调节单孔炭化室等方式，实现无烟装煤，使装煤车得到最大化利用。在密闭装煤车中，需要使用特殊的密封结构，将装煤底座与内外套，设置双层导套，从而确保有组织的排放装煤烟气。第二，在调节单孔炭化室的压力过程中，需要设置自动调节装置，将其设置在集气管与上升管之间，可以合理调节煤气流量，第三，不管是结焦过程中，还是装煤过程中，都需要在集气管的断面处引入荒煤气，可对炭化室起到良好的稳定效果，减少无组织排放废气的情况，需要特别注意的是，该技术可以辅助使用高压氨水喷射技术，能获得较好的废气处理效果。