煤焦化行业废气产生及处理工艺详解

煤焦化行业废气产生及处理工艺详解

一、焦化厂生产概况及主要产品

焦化厂一般由备煤、炼焦、回收、精苯、焦油、其他化学精制、化验和修理等车间组成。其中化验和修理车间为辅助生产车间。

备煤车间的任务是为炼焦车间及时供应合乎质量要求的配合煤。炼焦车间是焦化厂的主体车间。炼焦车间的生产流程是：装煤车从贮煤塔取煤后，运送到已推空的碳化室上部将煤装入碳化室，煤经高温干馏变成焦炭，并放出荒煤气由管道输往回收车间；用推焦机将焦炭从碳化室推出，经过拦焦车后落入熄焦车内送往熄焦塔熄焦；之后，从熄焦车卸入凉焦台，蒸发掉多余的水分和进一步降温，再经输送带送往筛焦炉分成各级焦炭。回收车间负责抽吸、冷却及吸收回收炼焦炉发生的荒煤气中的各种初级产品。

焦化厂主要生产产品，整体分析由以下几个部分组成：

１吨煤（干基）可以生产：

1、0.75吨焦炭；

2、0.18吨焦炉煤气；

3、0.04吨煤焦油；

4、0.01吨粗苯；

5、0.0085吨硫铵；

6、0.02吨其它(包括硫膏)；

二、焦化厂工艺流程介绍

焦化厂整体的工艺流程如下：

由备煤车间送来的配合煤装入煤塔，装煤车按作业计划从煤塔取煤，经计量后装入炭化室内。煤料在炭化室内经过一个结焦周期的高温干馏制成焦炭并产生荒煤气。

炭化室内的焦炭成熟后，用推焦车推出，经拦焦车导入熄焦车内，并由电机车牵引熄焦车到熄焦塔内进行喷水熄焦或干熄焦。熄焦后的焦炭卸至凉焦台上，冷却一定时间后送往筛焦工段，经筛分按级别贮存待运。

煤在炭化室干馏过程中产生的荒煤气汇集到炭化室顶部空间，经过上升管、桥管进入集气管。约700℃左右的荒煤气在桥管内被氨水喷洒冷却至80-90℃左右。荒煤气中的焦油等同时被冷凝下来。煤气和冷凝下来的焦油等同氨水一起经过吸煤气管送入煤气净化车间。焦炉煤气经过初冷器、电铺焦油器、鼓风机、脱硫、洗苯、硫铵等工艺净化后去发电、或制甲醇、或制LNG。废水经酚氰污水处理达标排放或熄焦。

焦炉加热用的焦炉煤气，由外部管道架空引入。焦炉煤气经预热后送到焦炉地下室，通过下喷管把煤气送入燃烧室立火道底部与由废气交换开闭

器进入的空气汇合燃烧。燃烧后的废气经过立火道顶部跨越孔进入下降气流的立火道，再经蓄热室，又格子砖把废气的部分显热回收后，经过小烟道、废气交换开闭器、分烟道、总烟道、烟囱排入大气。

三、煤焦化废气主要来源

煤气净化生产过程中，因为各种介质流动、气体的存压等均会产生尾气，正常生产时部分储槽等生产装置也会排出一些废气。

化产废气普遍存在易燃易爆易中毒等单一或多种危害，它们大部分因含有不同杂质存在刺激性、腐蚀性，有的甚至含有大量致癌、致畸、致突变的有害成分，有的还含有恶臭物质等，严重污染环境，加剧设备腐蚀，有些处置不当容易发生燃烧、爆炸等安全事故，焦化生产过程产生此类废气的源头如下：

1、在生产过程中，化产品槽之间的转移，进料时通过放散管排出其内气体，或温度升高气体挥发出来的气体;

2、在生产过程中，清扫管道、设备产生的废气；

3、设备不正常及其他不正常生产情况下的短期排空；

4、设备泄漏产生的废气；

5、化产槽溢槽产生的废气；

6、化学反应等生产过程中产生的一些气体。

四、煤焦化废气处理工艺选择

化产废气污染物种类繁多，一般来说包括无机废气和有机废气两类，无机废气以硫化氢、氰化氢、氨气为主，有机废气以焦油、奈、苯系物为主。

由于废气组分特性各异，因此相应采用的治理方法也应当根据其性质不同，目前常用的焦化废气治理方法有：吸收法、吸附法、冷凝法、燃烧法、负压回收法、旋转式分子筛吸附浓缩技术、RCO、RTO、氮气循环脱附吸附回收技术、生物处理法等。

这里废气突出的特点是种类繁多、特性各异，因此相应采用的治理方法也应当根据其性质不同。

1、吸收法：

吸收是利用气体在液体中溶解度的不同来分离和净化气体混合物的一种操作过程。它在化工生产中是一个重要单元，是发生两相间的质量传递过程。吸收法也常用于气态污染物的处理，例如硫化氢、氨等污染物的工业废气都可用吸收法加以处理。吸收可分为物理吸收和化学吸收两大类物理吸收：大部分利用相似相溶原理，用吸收液吸收类似组分的气体。这种一般吸收所溶解的气体与吸收液不发生明显的化学反应，仅仅是被吸收的气体组分溶于液体的过程。如用水洗氨、用洗油吸收烃类蒸气等过程都属于物理吸收。

化学吸收：被吸收的气体与吸收液发生明显化学反应的过程称为化学吸收。由于废气中污染物的含量一般很低，所以它们的处理多采用化学吸收法。例如用碱液吸收烟气中的SO2，用水吸收NOx等属于化学吸收过程。

尾气处理技术应用较广的是文氏管产生的吸力作为尾气捕集、洗净的动力，尾气经洗涤液喷洒进入文氏管是第一次洗净，经洗净塔二次洗净后外排。这种技术优点集文氏管、洗涤净化塔、贮槽三位一体，占地面积小。

另外，高效文氏管喷洒，具有足够的吸力的压头，维护方便，洗涤喷洒喷嘴采用有特殊结构的喷心，喷洒断面实心。缺点是一次投资较高，运行需要消耗动力等。

2、吸附法：

吸附是一种复杂的表面现象。它是利用多孔性固体吸附剂来处理气态(或液态)混合物，使其中的一种组分在固体表面未平衡的分子引力或化学键力的作用下被吸附在固体表面未，从而达到分离目的。目前吸附操作在净化有毒有害气体方面也得到了广泛应用，成为处理气态污染物的重要方法之一。吸附与吸收是有区别的，吸收时液相中分子基本上是均匀分散的，而吸附时在固体表面上分子“浓缩”形成了吸附层，所以从分子角度上看，它是不均匀过程。气体吸附原理和液体吸附原理相似，在废气处理上主要适用于除混合气中的低浓度气态污染物。常用的气态吸附剂有分子筛、活性炭、焦炭等，其中用的最广泛的是活性炭。

3、冷凝法：

采用降低温度或提高系统压力的方法使气态污染物冷凝并从废气中分离出来的过程。它尤其适于处理含较高浓度、有回收价值的有机气态污染物的气体，单纯的冷凝法往往不能达到规定的分离要求，故此法常作为吸附、燃烧等净化高浓度废气的前处理过程。基本原理为气态污染物在不同的压力和不同的温度下具有不同的饱和蒸汽压，因此降低温度和加大压力就可以使某些气态污染物凝成液体，从而达到净化和回收的目的。在一定的压力下，某气体物质开始冷凝出第一滴液滴时的温度称为露点温度，因