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【摘 要】随着环保理念的深入人心,我国对于化工企业的排污治理的关注也越来越大。但是在实际的发展过程中,焦化企业给地方生态环境造成着一定的危害,如不加以重视和治理则换来的只能是对生态环境不可修复的破坏。基于此,文章对焦化企业污染物的产生及防治进行分析,以期能够提供一个借鉴。
【关键词】焦化企业;污染物;产生;防治
1.焦化厂大气污染物的来源和危害
1.1备煤及筛焦车间的大气污染:
备煤工段主要由受煤坑、配煤室、粉碎机室、煤塔、煤焦制样室及带式输送机、转运站等设施组成。原料洗精煤从贮煤厂由带式输送机送至备煤车间,经配煤和破碎机粉碎后,煤被破碎到小于3mm以下,由带式输送机送至煤塔供焦炉使用。这个过程中排放的污染物主要是煤尘和煤粉。
1.2炼焦车间的大气污染:
从由备煤工段来的洗精煤,由输煤栈桥运入煤塔,由煤塔通过给料器将煤装入装煤推焦车的煤箱内,然后由装煤推焦车按作业计划从机侧送入炭化室内,煤饼在炭化室内经过一定时间,在高温下(950℃—1050℃)干馏成焦炭和荒煤气。装煤时产生的烟尘由炉顶上的消烟除尘车经吸尘孔抽出,在车上进行燃烧、洗涤后,尾气排放。炭化室内的焦炭成熟后,用装煤推焦车推出,经拦焦车导入熄焦车内,熄焦车由电机车牵引至熄焦塔内进行喷水熄焦。熄焦后的焦炭卸至焦台上,冷却一定时间后送往筛焦工段。在这个过程中有如下几种污染:
(1)装煤烟气,就是炼焦炉装煤过程中泄漏出的荒煤气,主要污染物是焦尘,根据焦化厂实际调查分析,其释放量大大超过了《炼焦化学工业污染物排放标准》(GB16172-2012)。
(2)焦炉炉体泄漏,由于炉盖与盖座的间隙或炉体其他地方有裂缝。
(3)推焦操作过程中周期性的排放废气即推焦烟气。
(4)目前熄焦采用湿法熄焦工艺,在熄焦塔顶一般不安装捕尘器,废气排放和颗粒物排放速率及排放浓度也超过《炼焦化学工业污染物排放标准》(GB16172-2012)产生熄焦烟气。
1.3煤气净化车间的大气污染:
煤气净化车间(化产车间)由冷鼓电捕工段、脱硫工段、硫铵工段、粗苯工段、生化工段等组成。在该工段焦炉加热采用净化不完全的焦炉煤气,燃烧后产生的废气预热回炉煤气后分别由烟囱排放产生焦炉烟气,另外粗苯管式炉燃用净化不完全的焦炉煤气,废气经排气筒排放产生管式炉烟气,与炼焦炉配套建设的蒸汽锅炉燃料采用净化不完全的焦炉煤气,燃烧后废气经25米高排气筒排放产生锅炉烟气。煤气净化系统无组织排放的大气污染物主要来自贮槽容器的放散气体和设备泄漏气体,主要污染物是:SO2、H2S,HCN,CO,NH3和烃类化合物。
1.4焦化厂大气污染物的危害
目前,我国焦化企业的绝大多数备煤系统、筛焦系统以及运焦系统的机械化程度非常低,由于缺乏有效的措施,各种氰化物、硫化物以及烃类氢化合物、一氧化碳等有害气体浓度存在严重超标现象,这种环境状况对作业人员的身体健康造成了极大的危害。其中,最为严重的就是含有多环芳香烃的焦炉逸散物,其次是粉尘和生产中泄露的各种产物。焦化企业中可能导致的职业病占到我国职业病中的六大类,包括焦炉工肺癌、光敏性皮炎、黑变病、痤疮、职业性中毒等。此外,还有因物理因素引起的职业病,如尘肺病等。其中,职业性肿瘤和皮肤病在焦化企业的职业病中占有的比例最高。
2.焦炉煤气净化技术
2.1AS循环洗涤法
AS循环洗涤法用焦炉煤气中的氨作为碱源,通常采用含氨23%-25%的氨水洗涤煤气,氨与煤气中的H2S和HCN发生反应后成为富液,再用蒸汽解吸得到含H2S、HCN的酸性气体,可用克劳斯法生产硫磺,也可用接触法生产硫酸。
该工艺脱硫脱氰效率一般,净化后煤气中H2S和HCN含量可降至500mg/m3以下,工艺净化过程是在负压、低温状态下操作,不需要终冷,流程短,投资相对较低。但整个系统处于低温操作,耗水量大,而且由于氨、硫系统相互关联,操作难度大。
2.2真空碳酸盐法
真空碳酸盐法脱硫是用碳酸钠或碳酸钾溶液作为碱液在吸收塔内脱除焦炉煤气中的H2S、HCN,然后再将反应后含有NaHS或KHS的溶液送到再生塔内解吸出H2S、HCN等酸性气体,碳酸盐溶液循环利用,酸性气体可生产硫磺或硫酸产品。
此工艺脱硫脱氰效果较好,净化后煤气中H2S和HCN含量可分别降至300mg/m?和150mg/m?以下,工艺过程不产生废液,无二次污染,碱源廉价易得,用量也少,工艺流程简单,投资相对较低,硫产品质量好;但由于脱硫装置在煤气净化末端,煤气净化系统前段设备和管道要求耐腐蚀高。
2.3萨尔费班法
萨尔费班法以单乙醇胺水溶液直接吸收煤气中的H2S和HCN,吸收富液在解吸塔用蒸汽进行解吸,解吸后的贫液返回使用,蒸出的酸性气体可生产硫磺或硫酸产品。该工艺脱硫脱氰效率较高,净化后煤气中H2S含量可降到200mg/m?,HCN含量可降到100mg/m?,利用弱碱性单乙醇胺做吸收剂,不需要催化剂,但单乙醇胺比较贵,消耗量大,脱硫成本比较高。
2.4改良A.D.A法
改良A.D.A法是以碳酸钠为碱源,以钒作为脱硫的基本催化剂,蒽醌二磺酸钠(A.D.A)作为还原态钒的再生载氧体,适量添加酒石酸钾钠组成脱硫液。改良A.D.A法脱硫与原来A.D.A不同之处在于脱硫液中添加了酒石酸钾钠及偏钒酸钠。该工艺废液处理采用了蒸发、结晶法,可制取粗制Na2S203及NaSCN。
该工艺脱硫脱氰效率高,脱硫后煤气中H2S含量可降到20mg/m?,HCN含量可降到50mg/m?,达到城市煤气标准;但该工艺存在碱消耗量大、硫磺产品质量差且收率低、管道装置易腐蚀、废液处理流程长且处理复杂、投资运行成本高的缺点。
【关键词】焦化企业;污染物;产生;防治
1.焦化厂大气污染物的来源和危害
1.1备煤及筛焦车间的大气污染:
备煤工段主要由受煤坑、配煤室、粉碎机室、煤塔、煤焦制样室及带式输送机、转运站等设施组成。原料洗精煤从贮煤厂由带式输送机送至备煤车间,经配煤和破碎机粉碎后,煤被破碎到小于3mm以下,由带式输送机送至煤塔供焦炉使用。这个过程中排放的污染物主要是煤尘和煤粉。
1.2炼焦车间的大气污染:
从由备煤工段来的洗精煤,由输煤栈桥运入煤塔,由煤塔通过给料器将煤装入装煤推焦车的煤箱内,然后由装煤推焦车按作业计划从机侧送入炭化室内,煤饼在炭化室内经过一定时间,在高温下(950℃—1050℃)干馏成焦炭和荒煤气。装煤时产生的烟尘由炉顶上的消烟除尘车经吸尘孔抽出,在车上进行燃烧、洗涤后,尾气排放。炭化室内的焦炭成熟后,用装煤推焦车推出,经拦焦车导入熄焦车内,熄焦车由电机车牵引至熄焦塔内进行喷水熄焦。熄焦后的焦炭卸至焦台上,冷却一定时间后送往筛焦工段。在这个过程中有如下几种污染:
(1)装煤烟气,就是炼焦炉装煤过程中泄漏出的荒煤气,主要污染物是焦尘,根据焦化厂实际调查分析,其释放量大大超过了《炼焦化学工业污染物排放标准》(GB16172-2012)。
(2)焦炉炉体泄漏,由于炉盖与盖座的间隙或炉体其他地方有裂缝。
(3)推焦操作过程中周期性的排放废气即推焦烟气。
(4)目前熄焦采用湿法熄焦工艺,在熄焦塔顶一般不安装捕尘器,废气排放和颗粒物排放速率及排放浓度也超过《炼焦化学工业污染物排放标准》(GB16172-2012)产生熄焦烟气。
1.3煤气净化车间的大气污染:
煤气净化车间(化产车间)由冷鼓电捕工段、脱硫工段、硫铵工段、粗苯工段、生化工段等组成。在该工段焦炉加热采用净化不完全的焦炉煤气,燃烧后产生的废气预热回炉煤气后分别由烟囱排放产生焦炉烟气,另外粗苯管式炉燃用净化不完全的焦炉煤气,废气经排气筒排放产生管式炉烟气,与炼焦炉配套建设的蒸汽锅炉燃料采用净化不完全的焦炉煤气,燃烧后废气经25米高排气筒排放产生锅炉烟气。煤气净化系统无组织排放的大气污染物主要来自贮槽容器的放散气体和设备泄漏气体,主要污染物是:SO2、H2S,HCN,CO,NH3和烃类化合物。
1.4焦化厂大气污染物的危害
目前,我国焦化企业的绝大多数备煤系统、筛焦系统以及运焦系统的机械化程度非常低,由于缺乏有效的措施,各种氰化物、硫化物以及烃类氢化合物、一氧化碳等有害气体浓度存在严重超标现象,这种环境状况对作业人员的身体健康造成了极大的危害。其中,最为严重的就是含有多环芳香烃的焦炉逸散物,其次是粉尘和生产中泄露的各种产物。焦化企业中可能导致的职业病占到我国职业病中的六大类,包括焦炉工肺癌、光敏性皮炎、黑变病、痤疮、职业性中毒等。此外,还有因物理因素引起的职业病,如尘肺病等。其中,职业性肿瘤和皮肤病在焦化企业的职业病中占有的比例最高。
2.焦炉煤气净化技术
2.1AS循环洗涤法
AS循环洗涤法用焦炉煤气中的氨作为碱源,通常采用含氨23%-25%的氨水洗涤煤气,氨与煤气中的H2S和HCN发生反应后成为富液,再用蒸汽解吸得到含H2S、HCN的酸性气体,可用克劳斯法生产硫磺,也可用接触法生产硫酸。
该工艺脱硫脱氰效率一般,净化后煤气中H2S和HCN含量可降至500mg/m3以下,工艺净化过程是在负压、低温状态下操作,不需要终冷,流程短,投资相对较低。但整个系统处于低温操作,耗水量大,而且由于氨、硫系统相互关联,操作难度大。
2.2真空碳酸盐法
真空碳酸盐法脱硫是用碳酸钠或碳酸钾溶液作为碱液在吸收塔内脱除焦炉煤气中的H2S、HCN,然后再将反应后含有NaHS或KHS的溶液送到再生塔内解吸出H2S、HCN等酸性气体,碳酸盐溶液循环利用,酸性气体可生产硫磺或硫酸产品。
此工艺脱硫脱氰效果较好,净化后煤气中H2S和HCN含量可分别降至300mg/m?和150mg/m?以下,工艺过程不产生废液,无二次污染,碱源廉价易得,用量也少,工艺流程简单,投资相对较低,硫产品质量好;但由于脱硫装置在煤气净化末端,煤气净化系统前段设备和管道要求耐腐蚀高。
2.3萨尔费班法
萨尔费班法以单乙醇胺水溶液直接吸收煤气中的H2S和HCN,吸收富液在解吸塔用蒸汽进行解吸,解吸后的贫液返回使用,蒸出的酸性气体可生产硫磺或硫酸产品。该工艺脱硫脱氰效率较高,净化后煤气中H2S含量可降到200mg/m?,HCN含量可降到100mg/m?,利用弱碱性单乙醇胺做吸收剂,不需要催化剂,但单乙醇胺比较贵,消耗量大,脱硫成本比较高。
2.4改良A.D.A法
改良A.D.A法是以碳酸钠为碱源,以钒作为脱硫的基本催化剂,蒽醌二磺酸钠(A.D.A)作为还原态钒的再生载氧体,适量添加酒石酸钾钠组成脱硫液。改良A.D.A法脱硫与原来A.D.A不同之处在于脱硫液中添加了酒石酸钾钠及偏钒酸钠。该工艺废液处理采用了蒸发、结晶法,可制取粗制Na2S203及NaSCN。
该工艺脱硫脱氰效率高,脱硫后煤气中H2S含量可降到20mg/m?,HCN含量可降到50mg/m?,达到城市煤气标准;但该工艺存在碱消耗量大、硫磺产品质量差且收率低、管道装置易腐蚀、废液处理流程长且处理复杂、投资运行成本高的缺点。