魏志江
（河鋼宣鋼煉鐵廠 河北 宣化075100）
摘要：本文闡述了河鋼宣鋼焦化廠的環(huán)保管理實踐及取得的效果，科學(xué)地分析了其中比較常見的幾個主要問題，并且提出了比較合理而且切實可行的解決辦法。
關(guān)鍵詞：焦煤場；焦?fàn)t；污染；治理；實踐效果
1 概述
河鋼宣鋼焦化廠現(xiàn)有焦?fàn)t6座，1、2號為2座43孔JN60—82型6m雙集氣管焦?fàn)t（2007年改造為單集氣管），投產(chǎn)于1989年； 2015年12月改造增設(shè)干熄焦系統(tǒng)；3、4號為2座43孔JN60—82型4.3m單集氣管濕法焦?fàn)t，投產(chǎn)于1993年；5、6號為2座50孔JN60—82型6m單集氣管焦?fàn)t，2008年投產(chǎn)。6座焦?fàn)t都有與之配套的從德國引進(jìn)的全負(fù)壓煤氣凈化系統(tǒng)。
2 焦煤場和焦?fàn)t廢氣排放及其處理
河鋼宣鋼焦化廠的焦煤場面積78100m2，火車使用螺旋卸料機(jī)接卸，汽車運輸使用鏟車和人工接卸，火運比占90%以上，設(shè)有兩臺堆取料機(jī)。有一輛專用灑水車每日24小時不定時地根據(jù)現(xiàn)場情況和天氣情況調(diào)整噴灑頻次，及時灑水抑制揚塵。焦化廠的大氣污染源主要有兩大類型，一方面是面污染源，另一方面是點污染源。其中，面污染源有很多方面，主要包括備煤系統(tǒng)、焦?fàn)t爐體系統(tǒng)、篩貯焦系統(tǒng)以及煤氣凈化系統(tǒng)；而點污染源也有幾個地方，主要包括焦?fàn)t煙囪、爐門、鍋爐煙囪、熄焦塔等，我們6到7月，陸續(xù)地對其跑冒滴漏情況進(jìn)行了徹底的處理。特別是爐門的挖補和使用新型耐火材料的爐門后，實現(xiàn)了無泄漏。
2.1 備煤區(qū)域和篩焦區(qū)域的氣體污染問題及處理
備煤區(qū)域，氣體污染問題主要是煤塵污染和煤粉污染，備煤區(qū)域主要包括受煤坑、配煤
室、粉碎機(jī)室、貯煤塔頂、煤焦制樣室、帶式輸送機(jī)和轉(zhuǎn)運站等設(shè)施。洗精煤首先從洗煤區(qū)域出來，由帶式輸送機(jī)運送到備煤區(qū)域，然后經(jīng)過配煤環(huán)節(jié)和機(jī)械粉碎環(huán)節(jié)，在此過程中煤塊被破碎到3毫米以下的狀態(tài)，再通過帶式輸送機(jī)運送到塔頂，以便供應(yīng)焦?fàn)t的使用， 我們在對應(yīng)的部位增設(shè)點式除塵器、不定時地灑水抑塵。
2.2 煉焦區(qū)域的氣體污染問題 及處理
備煤工段的洗精煤由輸煤棧橋運送到煤塔之中，然后通過給料器把碎煤裝到裝煤推焦機(jī)中，再通過裝煤推焦機(jī)送入炭化室之中，炭化室的溫度一般在950至1050攝氏度之間，此時煤塊在炭化室的高溫下變成焦炭以及荒煤氣，在裝煤的時候，所產(chǎn)生的煙塵是通過爐頂上的消煙除塵系統(tǒng)抽出去，在消煙除塵車上燃燒并洗滌，其尾氣再放散出去。在炭化室內(nèi)，焦炭成熟之后由裝煤推焦機(jī)推出來，再經(jīng)過攔焦機(jī)來導(dǎo)入到熄焦車中，電機(jī)車會牽引熄焦車至熄焦塔內(nèi)，然后進(jìn)行噴水熄焦作業(yè)。經(jīng)過熄焦過程后，再把焦炭卸到焦臺上面，經(jīng)過一段時間的冷卻，然后再進(jìn)入到篩焦環(huán)節(jié)。在篩焦環(huán)節(jié)也有多項污染，一是裝煤煙氣，煉焦?fàn)t在裝煤的過程中，往往會泄漏出一定量的荒煤氣，其中的污染物主要是焦塵，實際釋放量往往嚴(yán)重超出了國家有關(guān)規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)。二是焦?fàn)t爐體發(fā)生泄漏，導(dǎo)致泄露的原因主要是爐蓋與蓋座之間有縫隙，或者爐體的其他部分有密封不嚴(yán)。三是再推焦操作過程中出現(xiàn)的氣體污染，主要是推焦煙氣的排放。四是3號和4號焦?fàn)t為濕法熄焦工藝，熄焦塔頂沒有安裝捕塵器，因此直接排放出來的氣體會對空氣造成污染。另外，廢氣排放和顆粒物的排放速率往往不達(dá)標(biāo)，排放的濃度大多數(shù)也都超過了國家的有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。我們通過增設(shè)點式除塵器、灑水，建立相應(yīng)清理、操作等考核管理制度，使得污染排放達(dá)標(biāo)。
2.3 煤氣凈化區(qū)域的氣體污染問題 及處理
集氣管有單、雙兩種形式，河鋼宣鋼都為單集氣管布置在機(jī)側(cè)，其優(yōu)點是鋼材用量少、投資省，爐頂通風(fēng)較好，但裝煤時炭化室內(nèi)氣流阻力大，容易冒煙冒火。雙集氣管由于粗煤氣從炭化室兩側(cè)析出，故可降低集氣管兩端壓力差，有利于全爐炭化室壓力均勻，且減輕冒煙冒火。但是雙集氣管在結(jié)焦末期，集氣管內(nèi)煤氣容易倒流入炭化室并經(jīng)炭化室頂部空間流至另一側(cè)集氣管，增加粗煤氣的裂解，此外雙集氣管金屬耗量大，基建投資高，氨水、蒸汽耗量也較多！
煤氣凈化區(qū)域，主要包括冷凝鼓風(fēng)工段、脫硫工段、蒸氨工段、油庫工段和生化工段等。在這個工段中，焦?fàn)t主要是通過沒有經(jīng)過完全凈化的焦?fàn)t煤氣來加熱的，焦?fàn)t煤氣燃燒后，所產(chǎn)生的廢氣通過煙囪排放出去，此時就會導(dǎo)致焦?fàn)t煙氣的產(chǎn)生。另外，粗苯管式爐主要是燃用沒有經(jīng)過完全凈化的焦?fàn)t煤氣，燃燒后會產(chǎn)生一定的廢氣，這些廢氣通過排氣筒排放出去，從而產(chǎn)生大量的煙氣污染；而蒸汽鍋爐也是用沒有經(jīng)過完全凈化的焦?fàn)t煤氣作燃料，燃燒之后的廢氣通過排氣筒排放出去，也會造成一定的鍋爐煙氣污染。而煤氣凈化系統(tǒng)也會排放污染氣體，其中有貯槽容器放散氣體，以及設(shè)備泄漏產(chǎn)生的氣體。 我們已是強化操作管理，使集氣管壓力穩(wěn)定率大于90%；二是及時清掃爐頂爐周圍裝煤時灑落的余煤和推焦時沉降的粉塵；三是及時封堵密封設(shè)備冒煙處減少外排。
3 廢水排放及處理
3.1 廢水排放情況
焦煤通過高溫裂解后，會產(chǎn)生焦炭與煤氣，其工業(yè)產(chǎn)品主要包括焦油、苯和萘等，在生產(chǎn)過程中，廢水主要煤經(jīng)過高溫裂解而產(chǎn)生的，另外在煤氣的凈化過程中，以及化工產(chǎn)品的回收過程中，也會有少量的廢水產(chǎn)生。化工廠主要有三個廢水源：（1）在煤的高溫裂解過程中，以及在煤氣的冷卻過程中，通常會產(chǎn)生剩余的氨水廢液。在這個過程中，排放出來的廢水量非常大，大約能占焦化廠廢水總排量的50%多，這是一個主要的廢水排放源。在這里排放的廢水組分復(fù)雜，有害污染物的含量非常高，其中包括氨、氰、酚、萘、蒽、喹啉、吡啶，以及其它的稠環(huán)芳烴化合物等，因此處理起來比較困難。（2）在煤氣的凈化過程中，煤氣終冷器和粗苯分離槽會產(chǎn)生廢水的排放其中，污染物的成分包括酚、氰氰化物、硫化物和其它的組分。汽和冷凝水組成、煤氣凈化工藝循環(huán)冷卻產(chǎn)生的退水，它含有各種化合物（酚、氨、）、油類、焦油及機(jī)械雜質(zhì)。焦化廠酚氰水主要為蒸氨廢水、煤氣脫水器水、終冷水，通過預(yù)處理除油后泵入?yún)捬醭?、依次進(jìn)入缺氧池、好氧池進(jìn)行硝化和反硝化處理，出水經(jīng)二沉池、混凝沉降池處理后供高爐沖渣用。主要設(shè)施有：蒸氨塔，氨分縮器等。（3）在煤焦油和精苯的生產(chǎn)過程中，以及其它的部分工藝中，也會產(chǎn)生一定的廢水排放，其中主要含有酚和氰等污染物，這些廢水的水量不大，而且有害污染物的含量相對比較低。
3.2 廢水處理措施分析
3.2.1 將普通生化工藝替換為改進(jìn)型生物脫氮處理工藝
我們將現(xiàn)存普通生化處理工藝替換為生物脫氮處理工藝，能有效發(fā)揮原有設(shè)備的最大使用價值。與普通生化污水處理技術(shù)相比，A/O生物脫氮處理技術(shù)對進(jìn)水水質(zhì)的波動的反應(yīng)更加敏感，因此其調(diào)節(jié)池相對要大。
生物脫氮技術(shù)的發(fā)展以普通生化處理技術(shù)為基礎(chǔ)，在我國，A/O處理工程的研究開始于上世紀(jì)80年代末。目前，較為成熟的焦化廢水脫氮過程的處理工藝有A/O、A2/O和SBR。相對于普通生化處理工藝，此工藝能有效除去廢水中的氨氮污染物，而且能有效降低CODCr等指標(biāo)的含量。
3.2.2 擬采取的生物脫氮處理工藝
對普通生化處理工藝實施改造，目的在于最大限度地利用現(xiàn)有的處理設(shè)施、設(shè)備，最大程度上實現(xiàn)資金的節(jié)約。在工藝路線及處理設(shè)施的選擇上，要充分結(jié)合現(xiàn)有處理設(shè)施的條件。采取圖2所示的改進(jìn)型A/O生物脫氮處理工藝，能有效利用現(xiàn)有普通生化處理工藝中的除油、蒸氨、水質(zhì)調(diào)節(jié)以及污泥沉淀和混凝沉淀等所采用的設(shè)施和設(shè)備。這個改造過程只要將生化曝氣設(shè)施進(jìn)行相應(yīng)的改造和擴(kuò)建，形成反硝化反應(yīng)池，進(jìn)一步強化脫氮作用，就可以達(dá)到強化廢水處理的目的。
3.2.3 廢水實行分流處理，新建催化濕式氧化處理工藝
對化廢水處理工藝而言，設(shè)備設(shè)施偏小，將很難將其改造成A/O型生物脫氮處理工藝。這時候，可以采取廢水分流處理，新建催化濕式氧化處理的工藝，來進(jìn)一步處理氨水，由于廢水中的氨氮和CODCr的濃度相對較高，生化反應(yīng)時細(xì)菌難以得到生存和發(fā)展，因此在污水處理工藝中常常采用蒸氨設(shè)施來回收部分氨，同時降低CODCr污染物的濃度，這樣再排放入廢水處理設(shè)施中進(jìn)行進(jìn)一步的處理工作。從經(jīng)濟(jì)上而言，回收的氨水并沒有很大的利用價值，同時對焦化廠而言，催化濕式氧化處理工藝的建設(shè)，有著更好的施工優(yōu)勢，可以很好的取代蒸氨等處理設(shè)施。
催化濕式氧化處理技術(shù)工作原理，是在高溫、高壓，有催化劑的狀態(tài)下，將焦化廢水中的氨氮和有機(jī)污染物進(jìn)行氧化處理，將其轉(zhuǎn)化成無害的N2和CO2等物質(zhì)進(jìn)行排放。該處理技術(shù)的缺點是催化劑價格昂貴；優(yōu)點是占地小。
3.3 生化預(yù)處理改造
一是在生化進(jìn)水前增加CF-Y64000型臭氧機(jī)，利用臭氧強氧化性，進(jìn)一步去除廢水中的有機(jī)物，提高廢水生物可生化性。二是增加BR13-180型廢水換熱器兩臺，一備一用，對生化進(jìn)水溫度進(jìn)行有效調(diào)控，保證生化進(jìn)水溫度的穩(wěn)定。為生化系統(tǒng)微生物提供適宜的生存環(huán)境。三是在生化進(jìn)水前增加GQF-150型氣浮除油設(shè)施，降低廢水中的油、懸浮物濃度，改善生化進(jìn)水水質(zhì)。四是對生化處理后廢水一部分進(jìn)行3#、4#焦?fàn)t熄焦外，其余的廢水外送至高爐沖渣、煉鋼燜渣等，實現(xiàn)廢水“零排放”。
改造效果：一是通過對焦化廢水生化系統(tǒng)預(yù)處理改造，進(jìn)入生化系統(tǒng)的廢水含油去除率達(dá)到40%以上、COD濃度由5000mg/l左右降到4000mg/l左右.同時改善了廢水的生物可生化性，BOD/COD由原來的0.28-0.32提高到0.4左右。二是生化進(jìn)水溫度實現(xiàn)可控性調(diào)節(jié)，不受冬季、夏季等季節(jié)性環(huán)境氣溫對廢水溫度的影響，項目實施后，溫度由改造前的夏季：37-40℃，冬季：24-28℃，改造后，溫度穩(wěn)定在30-32℃（生化缺氧池進(jìn)水溫度要求30-35℃）。穩(wěn)定了生化系統(tǒng)生產(chǎn)操作。
4 污染源點（區(qū)域）在線實時監(jiān)測監(jiān)控
我廠于2016年始在原有基礎(chǔ)上增加了焦?fàn)t爐門側(cè)、爐頂區(qū)域、焦煤貯存場等區(qū)域增上了污染源點（區(qū)域）在線實時視頻監(jiān)測監(jiān)控。對于發(fā)現(xiàn)的污染設(shè)備、操作等因素現(xiàn)象及時查明原因并處理制止，進(jìn)行必要的考核，有效地提高了全員環(huán)保意識，無組織排放次數(shù)由2015前的每年50多次，2016年降低為20次。
5 結(jié)語
河鋼焦化廠通過強化環(huán)保管理制度的落實實現(xiàn)了較好的效果。
參考文獻(xiàn)
[1] 李煜涵，徐艷 環(huán)境效能管理模式在南（昌）鋼焦化廠的應(yīng)用與實踐 中國煉焦行業(yè)協(xié)會四次理事大會, 2005.