焦化行业面临的大气污染问题及其减排途径

从国家地方环境政策及焦化行业的大气污染现状2个方面总结分析了焦化行业大气污染目前所面临的问题,提出了超低排放的技术路线,重点分析了大气污染减排的途径,为生态环境主管部门和焦化企业提供技术支持。

随着我国多地遭遇持续的雾霾天气，大气污染防治形势变得异常严峻。国家层面已经明确要加快生态文明体制改革,着力解决突出的环境问题。特别是“气十条”实施以来，焦化行业的大气污染治理“攻坚战”虽然取得了阶段性胜利，但与人们对美好生活环境的向往还有一定差距。

面对焦化行业日益突出的大气污染问题，国家及地方已经逐步实行焦化行业特别排放限值和秋冬季错峰生产，《钢铁企业超低排放改造工作方案》已经完成征求意见。河北省已经发布了《炼焦化学工业大气污染物超低排放标准》(DB 13/2863—2018,2019年1月1日执行)，部分省市已经开始实施超低排放改造。焦化行业目前面临的环境形势十分严峻，只有通过多措施并举才能尽快改变现实局面，实现焦化行业的可持续发展。

国家和地方对焦化行业提出了严格的大气污染控制要求,焦化行业面临的大气减排形势十分严峻,技术装备和环保升级改造迫在眉睫。

1.1蓝天保卫战三年行动计划

重点区域加大独立焦化企业淘汰力度,京津冀及周边地区实施“以钢定焦”(钢焦比0.4左右)。重点区域焦化全面执行大气污染物特别排放限值。重点区域城市建成区内焦炉实施炉体加罩封闭，并对废气进行收集处理。

(1) 焦化行业污染物的排放未全部达标，如装煤废气中的SO2和Bap有超标现象，煤气净化区VOCs的治理措施比较薄弱等。

(2) 焦炉的无组织排放管控相对较差。

(3) 大气环境防护距离或卫生防护距离难以满足要求。

(4) 产能过剩，市场空间有限。

(5) 污染治理技术之间差异较大，部分技术不能长期稳定达标。

(6) 资源配置及产业布局不合理，独立焦化企业的占比较大，集中度不高，不利于焦化企业余热、余能的回收利用(干熄焦)，不利于焦炉烟囱废气氮氧化物的控制，不利于资源的综合利用及化产品的深加。

(7)湿法熄焦过程中产生的污染物种类及其排放量有待进一步研究。

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。

3.1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。

3.2装煤废气(含炉头烟)

3.2.1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。

3.2.2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。

3.3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。

3.4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。

3.5煤气净化装置废气

3.6.1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。

3.6.2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。

3.6.3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。