焦炉烟尘无组织排放及其治理

焦炉烟尘无组织排放及其治理
一、焦炉烟尘无组织排放状况
焦炉在装煤、炼焦、推焦与熄焦过程中,向大气环境排放大量煤尘、焦尘及有毒有害气体(以下统称烟尘)。

其污染量国外作过统计，吨焦烟尘量达1kg 之多,这个数量对于一个日产近6000t焦炭的焦炉组,每天就有将近6t烟尘排放到大气中,造成对人与环境的严重危害。

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)等。

烟尘逸出后在大气温度和压力下,迅速冷凝并附着在悬浮微粒表面,随着呼吸微粒进入人体内并沉积于肺部。

目前广泛认为烟尘中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。

有研究报告指出,在焦炉区域作业的工人患呼吸系统癌症的危险性比其他钢铁工人高,就焦化而言,炼焦工肺癌或慢性阻塞性肺病,在冶金企业中,是一种仅次于矽肺的职业病。

从70年代起,随着环保要求的不断提出,焦炉烟尘污染与治理技术已引起各发达国家的重视,并相继在焦炉上运用,取得了明显成效。

国内起步较晚,起初除宝钢等少数几家引进消化国外技术,上了环保装备外,国内焦炉环保治理软件、硬件还未得到普及应用,成为当前和今后较长一段时间内冶金行业环境保护亟待解决的重大课题和紧迫任务。

党的十八大以来，以习近平同志为核心的党中央把生态文明建设作为统筹推进“五位一体”总体布局和协调推进“四个全面”战略布局的重要内容，谋划开展了一系列根本性、长远性、开创性工作，推动生态文明建设和生态环境保护从实践到认识发生了历史性、转折性、全局性变化。

先后下发了《中共中央国务院关于全面加强生态环境保护坚决打好污染防治攻坚战的意见》、《炼焦化学工业污染物排放标准》（GB 16171-2012）等文件和法律法规，为污染防治指明了方向、确定了目标。

二、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。

按生产过程可把烟尘分为两种：炼焦过程中污染源和机械操作过程污染源。

炼焦过程中产生的烟尘主要来自于炉门（含炉门框）、除尘孔盖、上升管。

当炉门(包括炉门框)、除尘孔盖、上升管密封不严,集气管压力波动大时会
产生冒烟、冒火,甚至导致荒煤气放散。

机械操作过程中的烟尘主要产生于打开炉门、装煤、推焦与熄焦作业。

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。

由于装煤、推焦烟尘微粒表面吸附BSO和BaP等多环芳香烃污染物质,其危害性大于熄焦烟尘。

因此,装煤、推焦烟尘治理是改善焦炉作业环境,减少污染的重点项目。

同时人工清扫上升管时会从炉顶除尘孔盖冒出阵发性烟尘，焦炭成熟不好或提前清扫上升管时更为严重。

三、焦炉烟尘治理技术与装备
（一）炉顶烟尘控制
炉顶烟尘来源于除尘孔盖、上升管盖、上升管与炉顶联结处,桥管与水封阀
连结处等。

目前已采取的主要措施有:
1.除尘孔盖采取耐火泥封,采用人工或机械浇泥,把泥浆浇灌在孔盖周边加以
密封。

2. 上升管盖密封普遍采用水封式上升管盖,水封高度对应压力大于上升管内煤气压力,保证荒煤气不外逸。

3. 上升管与炉顶联接处采用耐火材料泥浆、石棉绳和耐火粉料与精矿粉混
合泥浆封堵,承插口处采用氨水水封。

目前对除尘孔盖除采用泥封外,对除尘孔盖、孔圈的设计进行改进,把孔盖、孔圈的密封沿圆周方向加工成球面,由于球面密封有“万向密合”的优点,即使盖子有点倾斜也能与座贴合良好。

（二）炉门烟尘控制
炉门刀边与炉门框镜面接触不严密将使炉内烟气泄漏。

老式焦炉采用敲打刀边,但不能消除炉门因热变形引起的冒烟现象。

最新焦炉采用空冷式炉门,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。

国内一些厂还采用了气封炉门技术。

（三）装煤烟尘控制
装煤车把煤从炭化室机侧装入赤热的炭化室时,煤中水分蒸发和挥发分的迅速产生煤气,造成炭化室内压力突然上升,形成大量烟尘从炭化室逸出。

目前焦化厂普遍采用顺序装煤,在上升管桥管处采用2.5～4.0MPa高压氨水喷射,使炭化室形成负压(如装煤孔处-5Pa),以实现无烟装煤。

但机侧煤饼下部的冒烟或垮煤时的冒烟收集效果不佳。

1.导烟车与地面除尘站净化处理组合方式
装煤时，导烟车从导烟孔处抽吸装煤烟尘,将其点燃焚烧,再经联通阀和水平吸气干管吸至地面站最终净化。

机侧设置炉头罩，收集机侧装煤从炉门逸散出的烟尘，经导烟车抽吸至地面除尘站净化。

1.装煤车设置密封框，机侧炉头设置集尘干管，将机侧装煤散出的烟尘引至
机侧炉头罩抽吸至地面除尘净化。

（四）推焦烟尘控制
推焦烟尘是焦炉烟尘污染的主要污染源之一,传统的拦焦、接焦、熄焦
操作,设备是敞开的,使焦侧环境十分恶劣。

1.拦焦车与地面站净化系统
在拦焦车上设置集尘罩，覆盖熄焦车厢，收集推焦过程中焦饼进入熄焦车厢
产生的大量阵发性烟尘，通过皮带密封使烟尘进入集尘干管及高温烟尘冷却分离
阻火器冷却进行预除尘。

再经脉冲袋式除尘器净化后由离心式除尘风机排入大气。

焦侧安装炉头档板，拦焦车上安装增加风机，辅助收集推焦过程中导焦栅与焦炉
缝隙逸散的烟尘。

1.干熄焦代替水熄焦
水熄焦过程逸散的熄焦蒸汽含有烟尘，对环境存在污染。

建设干法熄焦代替
水熄焦，不仅能回收焦炭显热，还能避免熄焦蒸汽污染。

干法熄焦生产过程中的尘源主要有干熄炉顶盖装焦处、干熄炉顶部预存段放
散口、干熄焦循环风机后放散口、双叉溜槽、排焦带式输送机落料点等处，首先
将干熄炉顶盖装焦处、干熄炉顶部预存放散口产生的高温且含易燃易爆气体成分
及火星的烟气导入阵发性高温烟尘冷却分离阻火器进行冷却降温并分离火星；干
熄炉底部排焦带式输送机落料点气体导入阵发性高温烟气冷却分离阻火器下部，
并与经过冷却的高温部分烟气混合，混合后烟气进入袋式除尘器净化。

（四）综合治理
1. 建设焦炉封闭大棚，覆盖焦炉机侧、焦侧作业区域，收集焦炉区域多点
零星逸散烟尘，在大棚设置吸尘管道，将收集的烟尘抽吸至地面除尘站净化，实
现无组织烟尘排放变成有组织捕集处理排放，同时可减少风向变化对机侧除尘效
果的影响，可明显减少焦炉烟尘排放，有效改善焦炉环境。

2. 采用干熄焦代替水熄焦或建设熄焦水净化处理装置，减少熄焦水蒸汽带
来的烟尘污染，同时回收焦炭显热，提高焦炭质量。

3. 建设上升管余热回收装置和上升管石墨机械清扫装置，减少上升管石墨
产生量，进而减少清扫石墨时带来的烟尘污染。

4. 建设焦炉加热优化控制管理系统，即在焦炉顶部安装立火道在线连续自
动测温系统，实时监视焦炉运行状态；在桥管安装荒煤气温度在线测量系统，实
现焦炭结焦状态管理，在确保焦炭产量与质量的前提下，优化机、焦侧标准温度，使焦炉温度更加合理、稳定，减少煤气消耗；在焦炉地下室富煤气加热支管上安
装调节阀，通过智能加热控制模型，自动调整焦炉加热煤气主管和支管流量，消
除局部高温点，减少焦炉平均温度波动，提高焦炉纵向温度均匀性，有助于延长
炉体寿命，提高焦炭成熟均匀性和焦炭质量。

5. 建设炭化室压力稳定控制系统，采用“集气管压力优化控制+高压氨水喷
射+炭化室压力单调”的技术路线来实现焦炉无烟装煤以及结焦过程中各炭化室
的压力稳定，可以有效减少装煤和结焦过程的污染物排放、提升焦炉环保水平、
改善焦炉操作环境，提高焦炉生产的自动化水平，延长焦炉使用寿命。

四、结语
经过一系列烟尘治理,焦炉逸散烟尘大为减少,环境明显改善。

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,因此,企业必须加大环保资金投入,在新建、改扩建工程中,做到环保措施“三
同时”,这是摆在每个焦化企业面前严肃而艰巨的任务。

参考文献：《炼焦热工管理》刘武镛孙红艳主编
《炼焦学》姚昭章郑明东主编
《焦炉烟尘污染及其治理》刘文彬
《我国焦炉烟尘的污染及其控制》胡学毅寇彦
德薄以匀
《焦炉烟尘放散污染及治理控制措施》钱虎林汪高强韩学祥。