焦化工序绿色生产新技术应用研究

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　　摘要：为适应当前环保形势，焦化工序对包括焦炉烟气脱硫脱硝，焦炉煤气精脱硫，干熄焦除尘废气脱硫，化产区域VOCs治理，酚氰废水深度处理等进行技术引进及改造。，取得了明显的社会效益，为企业的环保提标和绿色制造做出有益的尝试，为企业转型发展进行了探索。
　　关键字：脱硫脱硝，VOCs，酚氰废水，深度处理
　　引言
　　河北某钢铁企业配套年产206万吨焦炭的焦化工序。同时作为身处26+2城市范围内的冶金企业焦化工序，立足自身长远、良性、绿色发展，在原有较为健全的环保设施基础上实施工艺提标改造，投建应用了一批环保新技术和新工艺，取得较好的社会效益，为冶金企业的绿色制造转型做出了有益的尝试。
　　1已实施的工程
　　1.1焦炉烟气脱硫脱硝
　　焦炉烟气脱硫脱硝系统采用以SDA（半干法脱硫）+布袋除尘+SCR（选择性催化还原）脱硝为主工艺、对焦炉的烟气进行净化处置，处理烟气达到《炼焦化学工业污染物排放标准》GB16171-2012表6中特殊地区排放限值要求，及河北省超低排放标准要求。河北省超低排放标准：SO2<15mg/m3NOx<130mg/m3颗粒物<10mg/m3NH3<10mg/m3。系统具有以下特点：
　　1）采用NaCO3溶液作为脱硫剂，旋转喷雾器雾化喷洒在脱硫塔内与SO2反应生成Na2SO4.2）除尘系统采用高温覆膜氟美斯材质的布袋除尘器。3）设置一套热风炉烟气再加热系统。4）SCR脱硝采用低温催化剂。
　　2焦炉煤气精脱硫
　　对原工艺进行必要的改造。脱硫工序采用真空碳酸钾脱硫+丹麦托普索公司WSA湿法制酸工艺。为进一步降低H2S排放量。对原有的真空碳酸钾工艺进行提标改造。更换低阻力填料后两塔串联运行，在塔前设置高效微型捕集器分离脱硫前的粗苯工艺携入的洗油，串联后的脱硫塔前塔（1#塔）内设置高效雾化喷头将脱硫液雾化成接近于汽态，使本来是气液两相接触，瞬间转化为气汽两相接触，大幅度加大了两相分子之间的接触面积，使反应瞬间完成。精处理后的煤气H2S≤20mg/m3。
　　3干熄焦除塵脱硫改造
　　增加一套设计处置能力30000m3/h烟气脱硫+除尘的干熄焦设施。干熄焦除尘脱硫系统主要由气固脱硫反应器、预反应器，袋式除尘器装置，生石灰硝化装置，生石灰和消石灰储存系统等组成.处理后废气指标：SO2<30mg/m3颗粒物<10mg/m3
　　3.1所选用的工艺流程与特点如下：
　　1）干熄焦废气首先通过预混器和消石灰初步混合，进行初步的脱硫。之后通入高效气固脱硫反应器内部的循环流化床床体。从高效气固脱硫反应器顶部出来的含尘烟气，进入布袋除尘器，去除脱硫灰，脱硫灰大部分经斜槽回到高效气固脱硫反应器进口循环使用。
　　2）吸收剂、循环脱硫灰在反应器内进行第二步反应，生成副产物硫酸钙、氟化钙、氯化钙等。这些固废与煤气脱硫的脱硫灰一并处置。
　　4化产区域VOCs治理
　　根据《河北省焦化行业污染整治专项行动方案》对焦化工序煤气净化区域挥发性有机物进行治理。其中非甲烷总烃、酚类、苯要达到《河北省工业企业挥发性有机物排放控制标准》（DB13/2322—2016）的排放限值，达到以下要求，并建立泄露与检测制度（LDAR）。即：①焦油类储槽：非甲烷总烃<50mg/m3酚类<50mg/m3苯并[a]芘<0.3?g/m3氰化氢<1.0mg/m3氨<10mg/m3硫化氢<1.0mg/m3。②苯储槽：苯<4.0mg/m3非甲烷总烃<50mg/m3
　　4.1化产部分
　　在化产车间的鼓冷区域、粗苯区域、脱硫区域及油库区域各设置一套VOCs收集预处置装置。采用喷射器将尾气收集，通过吸收（碱洗/油洗）-吸附（活性炭）两段处理尾气，碱洗采用循环氨水为碱洗液，油洗采用脱苯用的洗油，活性炭吸附饱和后配空气送入焦炉无害化处置。
　　4.2配风后进入到焦炉
　　①化产VOCs尾气主管道，在地下室前机焦侧各分两路管道。分别对应相应的上升气流交换程序。然后在焦炉内燃烧②VOCs气体中可燃气体体积一般最大不超过0.3%，可实现尾气含氧大于20%。③为进一步保障焦炉安全，其上设置报警装置。VOCs风机直接停机。
　　5酚氰废水深度处理
　　1）酚氰废水处理采用A/O/O工艺。原处理过程分为四段三级。污泥处理段采用污泥浓缩池+带式污泥脱水机工艺，脱水后污泥定期配煤。处理后的废水排往炼铁冲渣全部消纳。
　　2）此提标改造项目为国家水体污染控制与治理科技重大专项《钢铁行业水污染全过程控制技术系统集成与综合应用示范》重要组成部分。出水指标：pH6～9CODcr50mg/LBOD520mg/L悬浮物（SS）20mg/L挥发酚0.1mg/L总氮（TN）15mg/L氨氮（NH4-N）5.0mg/L氰化物0.2mg/L硫化物0.5mg/L总磷1.0mg/L石油类1.0mg/L.
　　①针对混杂在蒸氨废水中的少量脱硫废液问题。单独对脱硫废液处理。处理后的脱硫废液CN-<100mg/L，S2-<20mg/L。
　　②新增废水深度处理单元，设计水量300m3/h，采取反硝化滤池、多介质过滤处理、非均相臭氧催化氧化、曝气生物滤池工艺组合。最后曝气生物滤池达标出水进入回用水池存储，经泵送炼铁冲渣全部消纳。
　　6准备实施的环保改造项目
　　在现有的装备水平基础上，为进一步改善区域作业环境、提升污染管控水平，准备实施如下的改造项目：
　　1）对生化池棚化封闭
　　计划对于生化池实施棚化全密闭。杜绝异味逸散污染环境，恶臭气体收集后处置。采用直接燃烧法即：捕集后的气体引入到VOCs系统后在炼焦炉内燃烧。实现区域无味，改善作业环境。
　　2）焦炉棚化，杜绝无组织放散污染大气
　　焦化工序的无组织放散源头在焦炉本体，随着各环节放散污染的收集处置日趋完善，将焦炉棚化、形成厂房式的生产车间已基本具备条件。但还需对焦炉棚化的方案与应急处置措施进行充分的论证，在确保安全生产的前提下实现焦炉棚化。
　　7结语
　　当前严峻的环保形势对于传统冶金产业中的铁、烧、焦重污染工序既是挑战，也是机遇;严苛的排放指标在推动污染控制、治理技术进步、装备升级的同时，也最大程度的推动从业人员意识的转变，由传统的“安全第一”、“效益至上”逐步升级为“安全、环保第一”、“经济效益与社会效益并重”。立足自身工序特点，积极谋划绿色发展。推动绿色钢厂建设，形成城市与钢厂协同发展的良性模式。实现焦化工序的“无尘、无味、无烟、无声”以实际行动逐步推进可持续发展与绿色生产。
　　参考文献：
　　[1]曹剑叶，岳淳，冯怡晗，张清栋.转炉炼钢综合计算模型ISDM[A].第十一届全国自动化应用技术学术交流会论文集[C].2018.
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