我国焦炉烟尘污染及其控制.pdf

第九届全国气溶胶套议璧第三届海峡两岸气溶胶技术研讨套 我国焦炉烟尘污染及其控制 胡学毅1 寇彦德1 薄以匀2 1 北京首钢设计院 2 北京市劳动保护科学研究所 摘要 本文结合我国焦炉的发展方向及国家产业政策 从焦炉烟尘环境污染危害及其产生特点出发 介绍了我国 焦炉烟尘的控制现状 以及炼焦散烟 装煤和拦焦等主要产尘环节所采用的控制措施和治理技术 最后明确指出 现有的控制手段完全可以解决焦炉烟尘的污染问题 实施关键是国家对焦炭行业的环保监管是否到位 关键词t 焦炉烟尘炼焦散烟装煤除尘拦焦除尘环保监管 1 引言 焦化工业是环境污染大户 而焦炉又是焦化的主要污染源 焦炉烟尘污染可分为两部分 一部 分是炼焦期间焦炉逸出的散烟 另一部分是机械操作过程中产生的烟尘 主要是装煤和推焦拦焦过 程中产生的烟尘 由于焦炉生产排污环节比较多 强度比较高 炼焦污染物种类杂 毒性大等特点 其烟尘治理一直是污染控制的难点 随着环保要求日益严格和焦炉除尘技术水平不断提高 焦炉环保从焦侧除尘发展到装煤烟尘的 全方位烟尘治理 焦炉装煤除尘从早先的车上除尘装置发展到现在的地面除尘 从湿法除尘发展到 干法除尘 从燃烧法演变成为不燃烧法 烟尘的捕集率和净化效率均大大提高 2 0 0 3 年国家关于制止钢铁行业盲目投资的若干意见中的严格市场准入管理中明确要求 焦炉必须 同步配套建设千熄焦 装煤 推焦除尘装置 以保证技术的先进性和满足环境保护的要求 实现钢 铁工业的可持续发展 2 我国焦炉的发展方向及环保监管 2 1 我国焦炉现状及发展趋势 据统计 2 0 0 4 年我国焦炭的产量是2 2 4 亿t 同比增长2 5 8 这一产量约占全国产量的5 6 出口焦炭1 5 0 1 万t 约占全球国际贸易量的5 7 截止到2 0 0 4 年底 我国拥有各类机械化焦 炉有2 1 0 0 座 形成机焦能力为2 3 9 0 0 万t 炭化室高度达到4 3 m 以上 包括4 3 m 的焦炉有3 8 9 座 机焦能力为1 3 9 5 0 万t 占全国机焦能力5 8 各种规模的焦炉数量及炼焦能力见表1 表12 0 0 4 年我国机械化焦炉炉型数量及炼焦能力 序号炭化室高数量 焦炉数量比例 炼焦能力 1 0 t 炼焦能力比例 m 座 167 03 3 33 5 0 01 4 7 25 5 51 9 0 9 0 9 5 04 0 3 4 3 台4 3 捣固 3 0 01 4 2 99 5 0 0 3 9 7 4 41 7 i l8 l 4 89 9 5 04 1 6 合计2 1 0 01 0 02 3 9 0 01 0 0 第九届全国气溶腔会议暨第三届海峡两岸气溶胶技术研讨会 由表l 可见 2 0 0 4 年我国机械化焦炉中 4 m 以下的焦炉数量占焦炉总数量的8 1 4 8 炼焦能 力仅为总能力的4 1 6 6 m 焦炉数量仅占3 3 3 炼焦能力达1 4 7 由此可见 我国小焦炉数量 和产能仍然占较大比重 大规模焦炉明显不足 综合我国焦炭供需平衡及焦炉能力结构分析来看 我国焦化行业近远期拥有的发展空间由两部 分组成z 第一部分是为了弥补取缔土焦以及焦炭消费量增加留有的空间 这部分焦炭缺口大约为5 0 0 0 万哞 为增加这部分生产能力 近期焦化行业发展方向还应以新建焦炉为主 第二部分是对现有 炭化室 4 3 m 焦炉1 9 亿t 生产能力进行有步骤的更新改造 包括焦炉本体设施的完善 烟尘治理 设施的配套 并逐步使焦炉大型化 到 十一五 末期 预期焦炭将供过于求 因此焦化行业发展 方向应转向以现有焦炉改造为主 不再新建焦炉 即可满足未来钢铁工业的发展需要 焦炉更新改 造的速度保持在每年8 0 0 1 0 0 0 万t 能力比较适合 因此 我国焦化行业今后发展方向应重点放在 现有焦炉的改造上 2 2 焦炉污染危害及环保监管对策 进入2 0 世纪7 0 年代 全球焦化也面临了环境 经济 资源三大难题 发达国家在本国逐步萎 缩焦化行业 关停焦炉 从国外购买焦炭 到2 l 世纪初 国际市场上5 0 以上的焦炭来自中国 中国焦炭企业在获取经济利益的同时也带来了严重的环境污染 可以说 世界焦炭生产及污染物很 大程度上转移绘了中国 我国目前机焦能力不足 近4 0 0 0 万t 是土焦生产 有2 3 的煤气 煤焦油等宝贵资源都被白白 的浪费掉了 并排入大气 严重污染环境 我国煤炭资源虽然丰富 但是焦煤资源并不丰富 据中 国的产煤大省山西省预测 该省焦煤资源储量只够供应4 0 年左右 焦炭生产排放的废水 废气 苯并芘等大量有害污染物 其中苯并芘是强致癌物质 严重威胁 着焦炭生产地区人民群众的身体健康 在一些污染严重地区 空气中的苯含量是国家标准规定限值 的3 倍 这些污染物对身体健康的影响 轻则头晕恶心 重则呼吸困难 长期生活在这些地区的人 群 呼吸系统疾病成为导致死亡的主要原因 另外癌症发病率和儿童先天残疾的比例都要明显高于 全国平均水平 环保问题是当前我国焦化行业面临的突出问题 针对发达国家将焦化污染向我国转移的趋势 国家将加强焦炭行业环境监管的对策和措施 具体如下 1 坚决淘汰和取缔小土焦和改良焦 2 严格执行 焦炭行业准入条件 3 依法开展清洁生产 4 抓紧对焦炭生产企业发放排污许可证 并核定主要污染物排放总量 焦炭企业必须持证排污 按证排污 5 加大环境检查和执法力度 3 焦炉烟尘的危害及其产生特点 3 1 焦炉烟尘的危害 焦炉烟尘含有多种污染物 主要是固体悬浮物 t s p 苯可溶物 b s o 和苯并芘 a a p 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 第九届奎国气溶胶会议暨第三届海峡两岸气溶腔技术研讨会 部 研究表明 炼焦烟尘中b s o 和b a p 是强致癌物质 长期持续地吸入含致癌物的微粒 能引发 肿瘤 某些研究报告指出 在焦炉操作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 炼焦工人肺癌的发病率极高 在冶金企业中是一种仅次于矽肺的职业病 在焦炉烟尘中散发量最大 危害最严重的是装煤过程外逸的大量黄烟和煤尘 据有关资料报道 焦炉装煤过程烟尘有害物的散发量约占焦炉总污染物的6 0 其中b s o 排放量为0 4 9 9k g t 煤 表2 焦炉在无控制时焦炉外排颗粒物和苯并芘的分布g 颗粒物 b a p 装煤6 0 51 2 1 炉门 2 4 21 8 2 炉顶 1 2 1 0 6 0 5 推焦 1 2 1 0o 0 0 2 6 湿法熄焦清水 1 0 2 8 o 0 0 8 4 7 污水 1 9 3 60 0 1 8 b a p 排放总量为o 9 0 8 1 0 3k g t 煤 分别是推焦b s o 及b a p 排放量的1 3 7 倍和5 0 倍 烟气中的 b a p 等有害物质 大部分是以t s p 为载体而存在的 因此对t s p 的收集处理是解决有害物质危害的 根本途径和关键环节 焦炉在无控制时焦炉外排颗粒物和苯并芘的分布情况见表2 3 2 焦炉烟尘产生特点 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 统称 烟尘 焦炉产生的烟尘主要分为两部分 一部分是炼焦期间焦炉逸出的散烟 为连续无组织排放t 另一部分是机械操作过程中产生的烟尘 主要是在装煤和推焦拦焦过程中产生的 其烟尘特点是 排放具有间歇性 烟气湿度大 温度高 含有可燃气体和焦油 而且产尘点会在长距离上频繁移动 兼有固定源和移动源的特征 由于焦炉生产具有排污环节多而且多变 强度比较高 炼焦污染物种 类杂 毒性大等特点 其烟尘治理多年来一直是污染控制的难点 4 焦炉烟尘的控制现状及技术 4 1 焦炉烟尘的控制现状 7 0 年代以来 随着一代炉龄结束 国内焦炉相继进入大修期 3 0 多年来 国内焦炉通过改造 大修 扩容大修 同时消化吸收国外先进技术 提高了焦炉生产的机械化与自动化程度及整体技术 装备水平 国内t l 行设计建成投产的6 m 大容积焦炉已达4 0 多座 规划和在建的7 6 3 m 超大容积焦 炉已近1 0 座 这期间 随着技术进步和环保力度加强 相继增加了必要的环保措旌 焦炉环境保护 状况有明显改善 突出表现在对炼焦过程的烟尘控制方面的改善 但是对机械操作过程中的烟尘控 制还难以满足环保要求 这是因为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 作业等环节 而且它们会在长距离上频繁移动 增加了治理的难度 目前按焦炉的排放污染物的水平 把焦炉污染分为三类 第一类装备先进 配备完善的装煤和 拦焦除尘设施 其焦炉污染物控制基本可达到国内先进水平 污染物排放约为1 5 k g t 焦以下 第 二类是用国内设各 装备6 m 或4 3 m 焦炉 没有配备装煤和拦焦除尘设施 或只有拦焦除尘设施 2j 第九届全国气溶胶会议暨第三届海峡两岸气溶肢技术研讨会 但管理严格 生产中炉门 上升管 装煤孔盖基本不冒烟 装煤时坚持用高压氨水喷射 这类焦炉 污染物排放总量在3 5 k g t s k g t 焦之间 第三类是不仅没有配备装煤和拦焦除尘设施 而且管理 不严 生产过程中炉门 上升管 装煤孔冒烟 装煤不能坚持用高压氨水喷射 这类焦炉属于污染 物基本无控制的状况 其污染物排放总量大大超过3 5 k g t 焦 2 0 0 4 年国家发改委发布的 焦化行业准八条件 中的 环保工艺与设施 中明确规定 新建或 改造焦炉要同步配套建设粉碎 装煤 推焦 筛运焦除尘装置 严格执行环保设施 三同时 规定 并要在主体设备投产后6 个月内达到设计规定标准 连续运行 因此焦炉无控的状况再也不能继续 下去了 焦炉烟尘治理势在必行 下面简要介绍焦炉烟尘的控制措施和治理技术 4 2 焦炉烟尘的控制措旆和治理技术 4 2 1 炼焦期间散烟的控制 炼焦期间的散烟及其控制主要在焦炉炉门 焦炉上升管和装煤孔 以及相应的焦炉运行管理 1 炉项烟尘的控制 炉顶烟尘来源于装煤孔盏 上升管盖 上升管与炉顶联结处 桥管与水封阀连接等处 国内已 采取的主要控制措施有 a 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 可以采用泥料 s 1 0 2 8 0 耐火粉 细度o 0 7 4 m m 以下 体积密度按照排污费高于污染治理成本的原则 提高排污费征收标准 加大排污费征收力度 c 对超标和超总量排污的焦炭企业实行限期整改 有了以上监管对策和措施 就可以从政策 法律 管理和技术等层面严格焦炉烟尘排放 全面 解决焦炉烟尘的污染问题 而实施的关键是国家各级政府和地方环保部门对炼焦行业的环保监管是 否到位 可以预见 未来的炼焦生产将受到越来越严格的环保法规限制 因此 炼焦企业加大环保 资金投入 严格管理 全面控制焦炉烟尘污染势在必行 否则 将被淘汰出局 主要参考文献 1 国家环境保护总局 清洁生产标准一炼焦行业 h j t 1 2 6 2 0 0 3 2 李新民 加大焦化产业环境监控力度 经济参考报 2 0 0 5 5 2 8 3 华祖贵 焦炭企业必须联合发展 经济参考报 2 0 0 5 5 2 8 4 胡学毅 焦化厂焦炉烟尘治理新技术应用 第十二届全国大气环境学术会议论文集 2 0 0 51 0 5 曹纪刚 张渊 曾韦等 焦炉逸散物控制技术应用 河南冶金 2 0 0 2 年第5 期 6 胡应林等 焦炉污染控制技术的讨论 山西冶金 2 0 0 2 年第1 期 翻胡学毅 我国焦炉烟尘治理技术的发展及其应用 安全 1 9 9 8 年6 期 8 王爱萍 督建宏 宁謇泉等 焦炉装煤赊尘改进的有效途径和措赭 f 煤化工 2 0 0 0 年1 1 月 第4 舰 第九届全国气溶胶会议暨第三届海峡两岸气溶胶技术研讨会 c o k e o v e nd u s tp o l l u t i o na n dc o n t r o li nc h i n a h u x u e y i l k o uy a n d e i b oy i y u n 2 1 a e i j i n gs h o ug a n gd e s i g ni n s t i t u t i o n 2 b e o i n g m u n i c i p a l i n s t i t u t e o f l a b o r p r o t e c t i o n a b s t r a c t t h i s p a p e r i n t r o d u c e s t h ec o k e o v e n d u s tc o n t r o ls t a t u s i n c h i n a a n d t h ec o n t r o l m e 2 b o x e m a d t c c l m o l o g i e s f o r a l l l i n k so fp r o d u c e dd u s ta n ds m o gi nc o p i n gp r o c e e d i n g s u c ha sc o k i n gc h a m b e rf u g i t i v es m o g l o a d u a gc o p i n gc o a la n d p u s h i n ge n k ea n ds oo i lt h ee a v i r o n m e n t a lp o l l u t a n t sh a z a r d so fc o k ed u s ta n ds m o g w e l lt h e i rc h a r a c t e