焦炉烟尘放散污染及治理控制措施

焦炉烟尘放散污染及治理控制措施
钱虎林;汪高强;韩学祥
【摘要】随着社会公众对环保要求的不断提高，焦炉无烟炉生产要求将越来越苛刻，焦化企业因其行业自身特点，环保治理难度比其他行业更大。

本文主要从无烟炉烟尘污染源的种类和危害特性进行分析，简要介绍了行业消除烟尘污染的主要技术措施，并根据我炼焦分厂实际状况，为取得清洁生产进一步效果，而采取的一系列强化措施治理，作为分厂努力实践的目标计划，也可以作为兄弟单位参考。

【期刊名称】《安徽冶金科技职业学院学报》
【年(卷),期】2014(000)0z1
【总页数】4页(P104-107)
【关键词】环保;焦炉;治理;污染;措施
【作者】钱虎林;汪高强;韩学祥
【作者单位】马钢煤焦化公司安徽马鞍山 243000;马钢煤焦化公司安徽马鞍山243000;马钢煤焦化公司安徽马鞍山 243000
【正文语种】中文
【中图分类】TW520.9
我炼焦分厂现有六座焦炉，即两座4.3m焦炉、两座5m焦炉、两座6m焦炉，同时配套有三套干熄焦系统、两套运焦系统以及9套环境除尘设施。

分厂生产工序包括取煤、装煤、炼焦、推焦、拦焦、(干、湿)熄焦、筛焦、运焦及相关环节的除尘。

分厂存在“焦炉小、设备多、出炉数多、技术装备相对落后、人员老化、劳动强度大”的实际困难，持久地开展炼焦生产无组织放散攻关工作，提高清洁生产效果，是分厂工作的重点和难点，是当前深入开展现场专项治理工作治“本”的基础。

1.1 焦炉烟尘污染物介绍[1]
焦炉在装煤、炼焦、推焦与熄焦过程中，向大气环境排放大量烟煤尘、焦粉粉尘及有害气体，我们常统称为烟尘。

污染烟尘量达1kg/吨焦之多。

焦炉烟尘含有多种污染物，主要是固体悬浮物(TSP)、苯可溶物(BSO)及苯并芘(BaP)。

烟尘中BSO 和BaP对人体是致癌物，长期持续地吸入含致癌物的微粒，能引发肿瘤。

在焦炉装煤的过程中，烟尘有害物的散发量约占焦炉总污染物的60%，其中排放量为0.499kg/t煤，BaP排放量为0.908×10-3 kg/t煤，分别是推焦BSO及BaP 排放量13.7倍和50倍。

烟气中的BaP等有害物质，大部分是以TSP(总悬浮颗粒物)为载体而存在的，因此对TSP的收集处理是解决焦炉烟尘有害物质危害的根本途径和关键环节。

发达国家职业安全卫生机构对作业场所空气中BSO、BaP最高允许浓度规定分别为0.15mg/m3、0.15ug/m3，国内焦炉作业区监测数据表明，各项指标均远远超过环保要求，环保问题十分严重(见表1)。

1.2 焦炉烟尘的产生原因
1.2.1 焦炉烟尘污染源分布
焦炉烟尘污染源主要分布于炉顶、机焦两侧和熄焦，全部烟尘还应包括加热系统燃烧废气(见图1)。

1.2.2 焦炉产生的烟尘主要分类
一部分是炼焦期间焦炉逸出的散烟，为非阵法性无组织排放，是指炉门、上升管和装煤孔等泄漏散发的有害气体，主要是SO2(H2S)、NOX、CO、和其它(主要是BSO和BaP)等。

不同的焦炉，由于每天打开泄漏口的次数不同，排放的污染量不
同。

以150万吨/年焦炉为例，7m焦炉比6m焦炉减少20%。

另一部分是机械摘门、推焦、接焦、装煤、熄焦等生产操作过程中产生的阵发性烟尘污染。

焦耐院曾经做过调查，以4.3m焦炉(顶装、双曲线下煤)为例，连续性无
组织排放占20%，阵发性污染占80%(无环保装备的四大车操作，使装煤、推焦、熄焦烟尘处于无控制状态逸散，是焦炉的主要污染源，其中装煤烟尘量0.4-
0.6kg/t煤，推焦烟尘量1.38 kg/t煤，熄焦0.3-0.4kg/t煤)；当增加螺旋下煤和
地面站装煤出焦除尘后，阵发性污染有很好的控制，达到60%，当6m焦炉设计
有推焦除尘后和空冷腹板式炉门使用后，阵发性污染降低到30%。

随着今年来大
型焦炉引进7.63m、国产7m焦炉的开发与应用，同等产量规模的焦炉出炉次数
大大减少，装煤和推焦的阵发性污染有了突破性的进步(见表2)。

所以，焦炉越大，每天推焦孔数(次数)就越少，对环境污染就越少。

2.1 装煤操作烟尘控制措施
使炭化室形成负压-5Pa，以实现无烟装煤。

二是采用装煤除尘装置，一种是设置
洗涤装置的车载除尘(该种装置因效果不好和气体燃烧二次污染大气，现多已淘汰)；第二种是设置导烟联通管(U形管)，用联通管跨接的方法把装煤炭化室内一部分烟气吸入相邻炭化室，达到消烟除尘，该种方式主要见于捣固焦炉(见图2)；第三种
是推焦除尘与装煤除尘地面站的使用，使用出焦除尘的焦粉对装煤除尘器布袋进行联通预喷涂；第四种是，装煤车预除尘与地面站净化处理组合方式，该组合方式由设有焚烧和预洗涤器的装煤车与地面净化站两部分组成。

装煤车上不设吸气机和排气筒，而是将预洗涤和脱水后的烟尘，经联通阀和水平吸气干管吸至地面站最终净化。

经地面站净化后，装煤烟尘去除率可达95%左右。

2.2 炉顶其他烟尘控制
(1)装煤孔盖泥封，采用人工或装煤车机械浇泥，把泥浆浇灌在孔盖周边加以密封。

泥料配方为SiO2>80%的耐火粉，粒径在0.074mm以下，体积密度<1.3t/m3，
加水搅拌成密度为1.1-1.2t/m3的浆液，粘度>40cP，pH<8，悬浮性好、收缩性好，干燥后容易脱落。

另外，对装煤孔盖除采用泥封外，对装煤孔盖、座的设计作改进，把盖、座的密封沿圆周方向加工成球面，因为球面密封有“万向密合”的优点。

(2)上升管盖密封，国内80年代以来，普通采用水封式上升管盖，水封高度大于上升管内煤气压力，保证荒煤气不外逸。

(3) 集气管放散管点火装置，点火装置用于焦炉事故或停电时，将集气管内放散出来的荒煤气点燃烧尽，以免其排入大气，污染环境。

2.3 炉门及接焦装置烟尘控制
2.3.1 炉门技术
50年代，采用小压架顶丝压角钢或丁字钢刀边的刀封炉门结构；60年代，采用敲打刀边，但不能消除炉门因热变形引起的冒烟现象；80年代，采用空冷式炉门，
改善了炉门铁槽与炉门框因受热而引起的变形，同时采用带弹性腹板的不锈钢刀边，用小弹簧施加弹性力来调节刀边的密封性，基本上消灭了炉门冒烟现象；国内一些厂家还采用了气封炉门技术。

2.3.2 装煤和拦焦除尘设施
有数据统计，有推焦、装煤、出焦除尘装置的焦炉，污染物控制基本可达到国内先进水平，污染物排放可以达到为1.5kg/t焦以下。

3.1 已经实现的硬件设施
自马钢十五建设后，我系统新建的2座5m焦炉、2座4.3m焦炉、2座改造后的
6m焦炉均采用了高压氨水喷射、装煤孔盖泥封、使用球面密封装煤孔盖、出焦除尘与装煤除尘地面站的措施。

3.2 正在努力推进实施的新技术
推焦除尘装备的应用，解决推焦摘门烟尘大量放散的问题；高压水炉门清扫装置的
尝试应用，解决炉门刀边堵塞、焦油石墨人工清扫困难及炉门自封率低的问题；安装于推焦车的石墨吹扫装置的应用，解决炭化室顶部墙面石墨生长过快，影响煤气通道的问题；余煤回送装置的应用，解决因生产操作来回放余煤，而影响操作时间的问题；研究设有焚烧和预洗涤器的装煤车除尘技术，将预洗涤和脱水后的烟尘，经联通阀和水平吸气干管吸至地面站最终净化，解决5#、6#炉因运行煤调湿产生的高温烟尘问题。

4.1加大环保投入，持续进行技术攻关，改进环保硬件。

过去的几年，我们对6座焦炉炉顶进行了翻修；对大部分存在问题的荒煤气系统
进行集中更换；更新了新型带自动清扫和除尘设备的拦焦车；对5#、6#老焦炉实施单集气管改造、增设装煤出焦除尘；试验推焦石墨自动吹扫装置；使用耐高温、长寿命软连接装置；持续改进炉门刀边材质和修理方法；在改造优化现有地面站除尘系统的基础上，研究使用单体除尘，确保吸尘范围无死角等。

今后主要从焦炉设备自动化运行升级、炉体清扫操作自动化改造、持续投入改造除尘系统运行效果、增设环保监控设施、炼焦系统优化运行等多方面入手，促进设备运行水平上台阶。

2014年，炼焦分厂共向公司申报重大科研、技术攻关项目8项，其中环保类攻关项目共3项。

4.2持续优化工艺参数控制及操作方法改进。

①生产组织的均衡稳定是环保工作的基础，持续做好焦炉热工制度优化。

②调整高低压氨水压力，关注集气管压力调节，改进上升管吸压力调节装备，稳定焦炉荒煤气系统压力制度。

避免压力波动带来的焦炉炉门、装煤盖等部位带来的阵发性烟尘。

③稳定高效的运行干熄焦，减少了因湿法熄焦产生的酚、氰、硫化物等腐蚀性介质对大气及建筑物的污染。

4.3 常态化专业管理与定期攻关相结合，深化考核激励。

加强环保监控与督查力度，不断健全和完善检查、整改和责任追究等规章制度；并针对难点问题开展攻关，督促落实；在加强检查考核的同时，加大分配投入，持续采取激励措施强化环保管理上台阶，设立“焦炉清扫、调烟操作竞赛”、“除尘系统运行奖”、煤焦车司机“一专多能”专项竞赛等专项奖励措施，提高全员参与环保工作积极性。

我们目标是：焦炉与干熄焦系统无组织放散现有基础上再减少50%，因炉门铁件及炉体表面密封造成粉尘污染降低为零，保证除尘系统运行稳定，现场空气含尘、有毒组分达到行业与部门环保标准(炼焦化学工业污染物排放标准(GB 16171-2012代替GB16171-1996)(2))，满足社会公众环保要求。

分两个阶段实施：第一阶段：一年内初见成效，装煤、推焦、装焦放散量减少50%；
第二阶段：两年内基本无大量烟尘外逸，各系统均能实现达标排放。

基本解决焦炉冒烟问题、干熄焦装焦烟尘问题，现场基本无烟尘，同时巩固完善成果并纳入标准化。

历史经验告戒人们，走先生产后治理的路，虽然一时行得通，但今后将付出更加高昂的代价。

近20年来国内一些焦化厂率先走在了焦炉环保治理的前面，在引进国外技术，消化吸收“洋为中用”、“土洋结合”上探索出一条成功的道路，为普及推广提供了宝贵的实践经验。

环境保护是我国的一项基本国策，可以预见，未来的炼焦生产将要受到越来越严格的环保法规限制，这是摆在每个焦化企业面前严峻的形势。

我们将通过各方面的努力和艰苦细致的工作开展，力争取得炼焦系统无组织放散治理成效。

【相关文献】
[1] 蔡承右等.减少自炉烟囟污染物排放的RPR-S1技术[J].燃料与化工，2014.45。