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          焦化行業超低排放的技術路線

          發布時間:2021-05-16  閱讀:519次   字號:  
           焦化行業大氣污染的控制可以通過3類方法來實施:一是源頭減量;二是過程控制;三是末端治理。源頭減量相對于末端治理,通常成本更低、更有效、更可控。企業通過采取以下技術路線并加強管理,可以達到超低排放水平。
          1焦爐煙囪廢氣
          (1) 源頭減量。加熱煤氣采用低硫、低氮燃氣,加熱采用廢氣循環與多段加熱相結合的低氮燃燒技術。多段加熱是向立火道分段供入空氣,形成多點燃燒,在實現焦爐均勻加熱的同時,降低燃燒強度,減少NOx產生量;廢氣循環技術是將焦爐燃燒廢氣摻入至立火道燃燒系統,降低氧含量,加快氣流速度,拉長火焰,降低火道溫度,減少NOx產生量,分為爐內廢氣循環和外部煙氣回配2種工藝,其中外部煙氣回配對于使用焦爐煤氣加熱的焦爐更適用。
          (2) 過程控制。加強焦爐生產操作管理,降低空氣過剩系數,加強爐溫管理,避免系統性溫度偏高或高溫火道存在。
          (3) 末端治理。焦爐煙氣脫硫脫硝常見的方法有(半)干法脫硫+除塵+SCR脫硝、新型催化法脫硫+SCR脫硝、SCR脫硝+ (半)干法脫硫濕法脫硫+除塵、活性炭活性焦法脫硫脫硝等主流工藝技術。除塵可優先選用高效布袋除塵方式并控制過濾風速。(半)干法脫硫的脫硫劑可采用鈣基或鈉基脫硫劑。
          2裝煤廢氣(含爐頭煙)
          2.1頂裝焦爐
          可采用集氣管負壓+高壓氨水噴射+單孔炭化室壓力調節或集氣管負壓+單孔炭化室壓力調節這2種技術路線配合密閉裝煤車實現無煙裝煤。密閉裝煤車設置雙層導套,內外套之間、外套與裝煤孔座之間采用特殊密封結構,減少裝煤煙氣無組織排放。單孔炭化室壓力調節技術是在上升管和集氣管之間的橋管處設有煤氣流量自動調節裝置,在裝煤和結焦過程中通過調節單個炭化室內荒煤氣進入集氣管的流通斷面,穩定炭化室壓力,減少爐門、裝煤孔等處廢氣無組織排放。該技術可單獨使用,也可與高壓氨水噴射技術聯合使用。
          可采用集氣管正壓+高壓氨水噴射+除塵裝煤車+地面除塵站+脫硫的技術路線,將爐頂裝煤逸散的煙氣進行除塵、脫硫。除塵采用干式地面除塵站,選用覆膜濾料或其他優質濾料。煙氣脫硫可采用活性焦/炭法或干法脫硫。
          2.2搗固焦爐
          可采用集氣管正壓+高壓氨水噴射+雙u形管煙氣轉換技術。煙氣轉換技術是將正在進行裝煤操作的炭化室煙氣導入相鄰炭化室內,減少裝煤煙氣無組織排放。也可采用集氣管負壓+高壓氨水噴射+單孔炭化室壓力調節+雙U形管煙氣轉換技術。
          搗固焦爐和頂裝焦爐的機側爐頭煙治理均采用干式地面除塵站,選用覆膜濾料或其他優質濾料。
          3推焦廢氣
          推焦過程焦側產生的廢氣直接送干式地面除塵站,選用覆膜濾料或其他優質濾料。
          4干熄焦廢氣
          干熄焦廢氣中SO2濃度占比最大的煙氣來自于干熄焦裝置循環風機后放散氣和排焦溜槽廢氣,這部分煙氣量約為除塵風量的10%左右,溫度為100-130°C。針對干熄焦廢氣特點,可采取以下技術路線。
          (1) 對傳統地面除塵站的除塵系統進行改造升級,優選覆膜濾袋并控制合理的過濾風速。
          (2) 用管道單獨收集含SO2濃度高的循環風機后放散氣體和排焦溜槽廢氣,優先采用除塵+干法脫硫(SDS、活性焦等)+除塵的工藝路線進行處理后,排至環境地面除塵站煙囪。建有焦爐煙道氣脫硫脫硝裝置的企業,可優先采用將這部分氣體經過除塵后送至焦爐煙道氣脫硫脫硝系統統一處理的技術路線。
          5物料及產品的破碎、篩分
          煤粉碎:機械除塵,煤粉經加濕后回到工藝系統。
          煤轉運站:干霧抑塵或袋式除塵。
          篩焦:設干式地面除塵站。
          焦轉運站:設袋式除塵。
          焦粉:貯存后用吸排罐車或氣力輸送外運。
          6焦爐的無組織排放
          6.1爐門
          爐門及小爐門的密封依靠刀邊結構,通過施加彈性力,將爐門刀邊頂壓在爐門框上,形成密封。爐門及小爐門刀邊采用彈性刀邊,刀邊密封采用彈簧頂壓。爐門刀邊、爐門框密封面等需要及時清理。
          6.2爐頂
          常規焦爐爐頂無組織污染物逸散口包括裝煤孔(頂裝焦爐)或導煙孔(搗固焦爐)、上升管蓋、橋管與閥體的連接處、上升管底座。
          對于頂裝焦爐,裝煤孔座與蓋應及時清掃,裝煤后采用泥漿密封,保證其密封性能。對于搗固焦爐,采用水封式導煙孔,可杜絕該部位污染物泄漏。上升管蓋、橋管與閥體承插均采用水封結構,可杜絕該部位污染物泄漏。上升管底座與爐體之間采用陶瓷纖維繩及耐火泥密封,減少泄漏。
          采用單孔炭化室壓力調節技術,在裝煤和結焦過程中通過調節單個炭化室內荒煤氣進入集氣管的流通斷面,穩定炭化室壓力,減少爐門、裝煤孔等處廢氣無組織排放。
          6.3焦爐加罩
          傳統焦爐設備和機械均露天布置、操作和生產,焦爐設置了除塵系統,對生產過程產生的大量煙塵進行了有效除塵,但除塵系統工作的前期、末期,其捕集率達不到100% ,仍有少量煙塵逸散到大氣中。
          另外,在焦爐其他部位(如爐頭、小爐門、裝煤孔等處)仍可能有連續或非連續的少量煙塵外逸,由于外逸點多,無法將其統一有效收集。焦爐加罩的實施可使焦爐生產過程中存在的大氣污染物無組織排放變為有組織排放,進一步降低焦爐生產對大氣環境的影響,控制效果更好。
          盡管部分省市鼓勵有條件的焦化企業實施焦爐加罩密閉,但是還存在一定的風險因素,如加罩對焦爐爐體負荷的影響甚至可能導致焦爐結構的重新設計,對焦爐區域防火防爆設計、設備的選型、煤氣放散方式和焦爐區域的操作環境等均有影響。另外在沿海地區臺風也會對焦爐大罩的結構甚至爐體本身造成巨大破壞,這一自然風險也必須考慮在內。只有將這些問題進行詳細論證后方可實施焦爐加罩方案。
          7煤氣凈化裝置廢氣
          7.1煤氣凈化裝置無組織排放有機廢氣
          對于煤氣凈化裝置無組織排放的有機廢氣,其技術路線如下。
          (1) 設置壓力平衡系統送至負壓煤氣管道,實現廢氣的零排放。壓力平衡技術是利用管道將煤氣凈化單元各貯槽及相關設備的放散口與煤氣管道連接在一起,通過充入氮氣的方式調節系統壓力,保證整個系統處于與環境壓差-150~-50 Pa的壓力范圍,各放散口放散氣引入煤氣鼓風機前的負壓煤氣管道內,避免放散氣外排。
          (2) 將各貯槽產生的廢氣集中收集送排氣洗凈塔進行洗滌凈化,排氣洗凈塔通常采用酸洗、堿洗、洗油洗滌、水洗等措施,洗滌后送至焦爐或其他燃用煤氣的設施焚燒,實現廢氣零排放。
          其中,壓力平衡系統進行有機廢氣的治理是一種發展趨勢。煤氣凈化裝置區應盡快開展設備和管線泄漏檢測與修復工作。
          7.2脫硫再生尾氣
          脫硫再生尾氣設有三級洗滌:先經堿洗,除去尾氣中的酸性物質;再經酸洗,除去尾氣中的堿性物質;最后經水洗,以進一步除去尾氣中夾帶的殘留物質。經過三級洗滌凈化后的再生尾氣送至焦爐處理系統。
          7.3粗苯管式爐
          設粗苯管式爐時,可采用凈化后焦爐煤氣或混合煤氣燃燒加熱富油,并將管式爐產生的燃燒廢氣送至焦爐煙氣的脫硫脫硝裝置;未設粗苯管式爐時,可采用中壓蒸汽加熱富油。取消粗苯管式爐或許會是一種趨勢,有的企業已經或準備實施。
          焦化行業的環保發展趨勢
          焦化行業面對國家及地方產業政策的調整、環保政策的日趨嚴格等前所未有的壓力與挑戰,只有采用合理的措施嚴格控制焦化行業的大氣污染物排放總量,才能推進焦化行業的可持續性發展。
          嚴格控制焦炭產能,嚴守生態保護紅線、環境質量底線、資源利用上線,科學規劃焦化產業布局。
          提高行業準入門檻,大力發展循環經濟,制定嚴格的準入條件及污染物控制標準。
          調整產業結構,優化行業布局,推動企業兼并重組并延長產業鏈,實現鋼焦聯合也是焦化行業的一種發展方向,但禁止“全國一刀切”,要根據地區間的差異區別對待。鼓勵鋼鐵企業并購重組獨立焦化企業,國有企業應起示范作用。
          將化解過剩產能和淘汰落后產能相結合,逐步淘汰爐齡較長、環保措施不完善的4.3m及以下焦爐,合理平衡淘汰焦爐和新建焦爐產能,實現鋼鐵行業的可持續性發展,使大氣污染物排放量大幅降低。
          構建專業焦化園區,提高集中度,在產業園區內布設的焦化生產總體規模不應低于500萬t/a。
           不斷提高設備的裝備技術和污染防治技術水平,有效減少污染物排放,推動焦化產業的綠色發展和轉型升級,實現超低排放。焦爐爐體大型化也是一種趨勢,目前已經有部分省市明確焦爐炭化室的高度。大型焦爐有利于采用各種節能措施,降低煉焦工序的能耗,環保措施更加完善,可大大減少出爐次數,減少裝煤和推焦陣發性污染物的排放。
          ① 推廣高效清潔智能化的大容積焦爐(頂裝焦爐6.98 m及以上,搗固焦爐6m及以上),延長焦化產業鏈條。焦化企業可圍繞焦爐煤氣綜合利用、化產品深加工等方向拓展產業鏈,大力發展循環經濟,實施源頭有效減排+過程控制+末端高效治理等全過程治理措施。焦化行業是節能減排的重點行業,應抓住國家鼓勵政策的支持和市場機遇,進一步提高焦化清潔利用的相關技術、相關產品的開發與應用水平,推進焦化產業結構優化。
          ② 逐步推進焦化行業的超低排放,重點區域超低排放要嚴于特別排放限值要求。
          ③ 制定焦化行業污染防治技術指南并實時更新,及時推廣先進煉焦技術和污染防治技術。
          ④ 為有效降低粉塵的無組織排放,煤場、焦場等將逐步實現全封閉/半封閉;煤、焦的場內輸送將全部采用封閉通廊,場外運輸將逐步實現由汽運為主轉為火車(或水上)運輸為主的局面。為有效降低揮發性有機物的排放,壓力平衡系統將逐步取代排氣洗凈技術。對泵、壓縮機、閥門、法蘭等易發生泄漏的設備與管線組件,制定泄漏檢測與修復計劃,定期檢測,及時修復,減少跑、冒、滴、漏現象。
          ⑤ 爐頭煙、煤氣凈化VOCs以及酚氰廢水處理站異味等的治理是一種趨勢,壓力平衡系統將逐步取代排氣洗凈技術。
          建立焦化行業科學發展評價體系,實施“一企一策”的策略方案。加強對焦化企業的科學監管,制定科學的監管制度和秋冬季/重污染天氣的停限產方案,加大日常環境監管和執法力度。焦化行業的環境監察和執法力度將會逐步加強,焦化企業不僅要求安裝在線監測裝置,同時也要與環保部門聯網,實現焦化行業污染物排放動態實時監控。對超標和超總量排污的企業實行限期整改,經整改仍然達不到環保標準的企業,要堅決予以關閉。
          結語
          焦化行業的發展將統籌污染防治與經濟發展,焦化的環保要求日趨嚴格,環境準入門檻將有所提高,焦化行業的環保監管更加嚴格。只有將焦化行業大氣污染減排等措施落到實處,才能促進焦化行業走向綠色健康的發展之路,推進焦化企業科學化、規范化、標準化和清潔化發展。

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