焦化行业超低排放的技术路线

焦化行业超低排放的技术路线

焦化行业大气污染的控制可以通过3类方法来实施:一是源头减量;二是过程控制;三是末端治理。源头减量相对于末端治理,通常成本更低、更有效、更可控。企业通过采取以下技术路线并加强管理,可以达到超低排放水平。

1焦炉烟囱废气

(1) 源头减量。加热煤气采用低硫、低氮燃气,加热采用废气循环与多段加热相结合的低氮燃烧技术。多段加热是向立火道分段供入空气，形成多点燃烧,在实现焦炉均匀加热的同时，降低燃烧强度，减少NOx产生量;废气循环技术是将焦炉燃烧废气掺入至立火道燃烧系统，降低氧含量，加快气流速度，拉长火焰,降低火道温度，减少NOx产生量，分为炉内废气循环和外部烟气回配2种工艺，其中外部烟气回配对于使用焦炉煤气加热的焦炉更适用。

(2) 过程控制。加强焦炉生产操作管理，降低空气过剩系数，加强炉温管理,避免系统性温度偏高或高温火道存在。

(3) 末端治理。焦炉烟气脱硫脱硝常见的方法有(半)干法脱硫+除尘+SCR脱硝、新型催化法脱硫+SCR脱硝、SCR脱硝+ (半)干法脱硫湿法脱硫+除尘、活性炭活性焦法脱硫脱硝等主流工艺技术。除尘可优先选用高效布袋除尘方式并控制过滤风速。(半)干法脱硫的脱硫剂可采用钙基或钠基脱硫剂。

2装煤废气(含炉头烟)

2.1顶装焦炉

可采用集气管负压+高压氨水喷射+单孔炭化室压力调节或集气管负压+单孔炭化室压力调节这2种技术路线配合密闭装煤车实现无烟装煤。密闭装煤车设置双层导套，内外套之间、外套与装煤孔座之间采用特殊密封结构,减少装煤烟气无组织排放。单孔炭化室压力调节技术是在上升管和集气管之间的桥管处设有煤气流量自动调节装置，在装煤和结焦过程中通过调节单个炭化室内荒煤气进入集气管的流通断面，稳定炭化室压力，减少炉门、装煤孔等处废气无组织排放。该技术可单独使用，也可与高压氨水喷射技术联合使用。

可采用集气管正压+高压氨水喷射+除尘装煤车+地面除尘站+脱硫的技术路线,将炉顶装煤逸散的烟气进行除尘、脱硫。除尘采用干式地面除尘站，选用覆膜滤料或其他优质滤料。烟气脱硫可采用活性焦/炭法或干法脱硫。

2.2捣固焦炉

可采用集气管正压+高压氨水喷射+双u形管烟气转换技术。烟气转换技术是将正在进行装煤操作的炭化室烟气导入相邻炭化室内，减少装煤烟气无组织排放。也可采用集气管负压+高压氨水喷射+单孔炭化室压力调节+双U形管烟气转换技术。

捣固焦炉和顶装焦炉的机侧炉头烟治理均采用干式地面除尘站，选用覆膜滤料或其他优质滤料。

3推焦废气

推焦过程焦侧产生的废气直接送干式地面除尘站，选用覆膜滤料或其他优质滤料。

4干熄焦废气

干熄焦废气中SO2浓度占比最大的烟气来自于干熄焦装置循环风机后放散气和排焦溜槽废气，这部分烟气量约为除尘风量的10%左右，温度为100-130°C。针对干熄焦废气特点，可采取以下技术路线。

(1) 对传统地面除尘站的除尘系统进行改造升级，优选覆膜滤袋并控制合理的过滤风速。

(2) 用管道单独收集含SO2浓度高的循环风机后放散气体和排焦溜槽废气，优先采用除尘+干法脱硫(SDS、活性焦等)+除尘的工艺路线进行处理后,排至环境地面除尘站烟囱。建有焦炉烟道气脱硫脱硝装置的企业，可优先采用将这部分气体经过除尘后送至焦炉烟道气脱硫脱硝系统统一处理的技术路线。

5物料及产品的破碎、筛分

煤粉碎：机械除尘，煤粉经加湿后回到工艺系统。

煤转运站：干雾抑尘或袋式除尘。

筛焦：设干式地面除尘站。

焦转运站：设袋式除尘。

焦粉：贮存后用吸排罐车或气力输送外运。

6焦炉的无组织排放

6.1炉门

炉门及小炉门的密封依靠刀边结构，通过施加弹性力，将炉门刀边顶压在炉门框上，形成密封。炉门及小炉门刀边采用弹性刀边，刀边密封采用弹簧顶压。炉门刀边、炉门框密封面等需要及时清理。

6.2炉顶

常规焦炉炉顶无组织污染物逸散口包括装煤孔(顶装焦炉)或导烟孔(捣固焦炉)、上升管盖、桥管与阀体的连接处、上升管底座。

对于顶装焦炉，装煤孔座与盖应及时清扫，装煤后采用泥浆密封，保证其密封性能。对于捣固焦炉，采用水封式导烟孔，可杜绝该部位污染物泄漏。上升管盖、桥管与阀体承插均采用水封结构，可杜绝该部位污染物泄漏。上升管底座与炉体之间采用陶瓷纤维绳及耐火泥密封，减少泄漏。

采用单孔炭化室压力调节技术,在装煤和结焦过程中通过调节单个炭化室内荒煤气进入集气管的流通断面，稳定炭化室压力，减少炉门、装煤孔等处废气无组织排放。

6.3焦炉加罩

传统焦炉设备和机械均露天布置、操作和生产,焦炉设置了除尘系统，对生产过程产生的大量烟尘进行了有效除尘，但除尘系统工作的前期、末期，其捕集率达不到100% ,仍有少量烟尘逸散到大气中。

另外，在焦炉其他部位(如炉头、小炉门、装煤孔等处)仍可能有连续或非连续的少量烟尘外逸，由于外逸点多，无法将其统一有效收集。焦炉加罩的实施可使焦炉生产过程中存在的大气污染物无组织排放变为有组织排放，进一步降低焦炉生产对大气环境的影响，控制效果更好。

尽管部分省市鼓励有条件的焦化企业实施焦炉加罩密闭,但是还存在一定的风险因素，如加罩对焦炉炉体负荷的影响甚至可能导致焦炉结构的重新设计，对焦炉区域防火防爆设计、设备的选型、煤气放散方式和焦炉区域的操作环境等均有影响。另外在沿海地区台风也会对焦炉大罩的结构甚至炉体本身造成巨大破坏，这一自然风险也必须考虑在内。只有将这些问题进行详细论证后方可实施焦炉加罩方案。

7煤气净化装置废气

7.1煤气净化装置无组织排放有机废气

对于煤气净化装置无组织排放的有机废气，其技术路线如下。

(1) 设置压力平衡系统送至负压煤气管道，实现废气的零排放。压力平衡技术是利用管道将煤气净化单元各贮槽及相关设备的放散口与煤气管道连接在一起,通过充入氮气的方式调节系统压力，保证整个系统处于与环境压差-150~-50 Pa的压力范围，各放散口放散气引入煤气鼓风机前的负压煤气管道内，避免放散气外排。

(2) 将各贮槽产生的废气集中收集送排气洗净塔进行洗涤净化，排气洗净塔通常采用酸洗、碱洗、洗油洗涤、水洗等措施，洗涤后送至焦炉或其他燃用煤气的设施焚烧，实现废气零排放。

其中，压力平衡系统进行有机废气的治理是一种发展趋势。煤气净化装置区应尽快开展设备和管线泄漏检测与修复工作。

7.2脱硫再生尾气

脱硫再生尾气设有三级洗涤:先经碱洗,除去尾气中的酸性物质;再经酸洗，除去尾气中的碱性物质;最后经水洗,以进一步除去尾气中夹带的残留物质。经过三级洗涤净化后的再生尾气送至焦炉处理系统。

7.3粗苯管式炉

设粗苯管式炉时,可采用净化后焦炉煤气或混合煤气燃烧加热富油，并将管式炉产生的燃烧废气送至焦炉烟气的脱硫脱硝装置;未设粗苯管式炉时,可采用中压蒸汽加热富油。取消粗苯管式炉或许会是一种趋势,有的企业已经或准备实施。

焦化行业的环保发展趋势

焦化行业面对国家及地方产业政策的调整、环保政策的日趋严格等前所未有的压力与挑战，只有采用合理的措施严格控制焦化行业的大气污染物排放总量，才能推进焦化行业的可持续性发展。

严格控制焦炭产能，严守生态保护红线、环境质量底线、资源利用上线，科学规划焦化产业布局。

提高行业准入门槛，大力发展循环经济，制定严格的准入条件及污染物控制标准。

调整产业结构，优化行业布局，推动企业兼并重组并延长产业链，实现钢焦联合也是焦化行业的一种发展方向，但禁止“全国一刀切”，要根据地区间的差异区别对待。鼓励钢铁企业并购重组独立焦化企业，国有企业应起示范作用。

将化解过剩产能和淘汰落后产能相结合,逐步淘汰炉龄较长、环保措施不完善的4.3m及以下焦炉，合理平衡淘汰焦炉和新建焦炉产能,实现钢铁行业的可持续性发展，使大气污染物排放量大幅降低。

构建专业焦化园区，提高集中度，在产业园区内布设的焦化生产总体规模不应低于500万t/a。

不断提高设备的装备技术和污染防治技术水平,有效减少污染物排放，推动焦化产业的绿色发展和转型升级，实现超低排放。焦炉炉体大型化也是一种趋势，目前已经有部分省市明确焦炉炭化室的高度。大型焦炉有利于采用各种节能措施，降低炼焦工序的能耗，环保措施更加完善，可大大减少出炉次数，减少装煤和推焦阵发性污染物的排放。

① 推广高效清洁智能化的大容积焦炉(顶装焦炉6.98 m及以上，捣固焦炉6m及以上)，延长焦化产业链条。焦化企业可围绕焦炉煤气综合利用、化产品深加工等方向拓展产业链,大力发展循环经济,实施源头有效减排+过程控制+末端高效治理等全过程治理措施。焦化行业是节能减排的重点行业,应抓住国家鼓励政策的支持和市场机遇，进一步提高焦化清洁利用的相关技术、相关产品的开发与应用水平，推进焦化产业结构优化。

② 逐步推进焦化行业的超低排放，重点区域超低排放要严于特别排放限值要求。

③ 制定焦化行业污染防治技术指南并实时更新,及时推广先进炼焦技术和污染防治技术。

④ 为有效降低粉尘的无组织排放，煤场、焦场等将逐步实现全封闭/半封闭;煤、焦的场内输送将全部采用封闭通廊，场外运输将逐步实现由汽运为主转为火车(或水上)运输为主的局面。为有效降低挥发性有机物的排放，压力平衡系统将逐步取代排气洗净技术。对泵、压缩机、阀门、法兰等易发生泄漏的设备与管线组件，制定泄漏检测与修复计划，定期检测，及时修复,减少跑、冒、滴、漏现象。

⑤ 炉头烟、煤气净化VOCs以及酚氰废水处理站异味等的治理是一种趋势，压力平衡系统将逐步取代排气洗净技术。

建立焦化行业科学发展评价体系，实施“一企一策”的策略方案。加强对焦化企业的科学监管，制定科学的监管制度和秋冬季/重污染天气的停限产方案，加大日常环境监管和执法力度。焦化行业的环境监察和执法力度将会逐步加强，焦化企业不仅要求安装在线监测装置，同时也要与环保部门联网，实现焦化行业污染物排放动态实时监控。对超标和超总量排污的企业实行限期整改，经整改仍然达不到环保标准的企业，要坚决予以关闭。

结语

焦化行业的发展将统筹污染防治与经济发展,焦化的环保要求日趋严格，环境准入门槛将有所提高，焦化行业的环保监管更加严格。只有将焦化行业大气污染减排等措施落到实处，才能促进焦化行业走向绿色健康的发展之路，推进焦化企业科学化、规范化、标准化和清洁化发展。

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