摘要：本文闡述了焦化生產(chǎn)工藝的現(xiàn)狀,指出目前焦化生產(chǎn)中污染治理技術(shù)存在的問(wèn)題,探討焦化清潔生產(chǎn)和污染物治理新技術(shù)。
　　關(guān)鍵詞：焦化清潔生產(chǎn)污染控制
　　Abstract:Thispaperdescribesthestatusofcokingproductionprocess,notedthatthecurrentcokeproduction,pollutioncontroltechnologyproblems,explorethecokingcleanerproductionandpollutioncontroltechnologies.
　　Keywords:Cokingcleanerproductionpollutioncontrol
　　發(fā)展清潔生產(chǎn)工藝是實(shí)現(xiàn)環(huán)境保護(hù)；三廢治理的重要治本措施,國(guó)際ISO14000環(huán)境管理體系明確提出清潔生產(chǎn)工藝的標(biāo)準(zhǔn),要求逐步淘汰對(duì)環(huán)境有危害的生產(chǎn)工藝及生產(chǎn)原料。目前我國(guó)的經(jīng)濟(jì)發(fā)展十分迅速,因而環(huán)境壓力也越來(lái)越大,采用清潔生產(chǎn)同“末端治理”相結(jié)合,則可節(jié)約成本,同時(shí)獲得環(huán)境效益和經(jīng)濟(jì)效益。
　　一、焦化污染物來(lái)源及污染特點(diǎn)
　　焦化生產(chǎn)過(guò)程中所產(chǎn)生的污染物種類繁多,它大多存在于廢水和廢氣中,其生產(chǎn)排放的廢水廢氣主要產(chǎn)生于煉焦生產(chǎn)過(guò)程中的煤氣凈化，化學(xué)產(chǎn)品精制等工藝過(guò)程；尤其是在煤氣的凈化過(guò)程中,因焦?fàn)t煤氣采用循環(huán)氨水直接與煤氣接觸以達(dá)到凈化!冷卻煤氣的目的,雖然冷卻快,去除了煤氣中的大部分粉塵和焦油,但由此產(chǎn)生的廢水中包含了煤氣中的各種有害物質(zhì),極難處理；同時(shí),荒煤氣的余熱全部浪費(fèi),而且被循環(huán)氨水吸收的熱量還需消耗大量的冷卻水。
　　二、清潔生產(chǎn)工藝，焦?fàn)t煤氣凈化新技術(shù)探討
　　鑒于焦化生產(chǎn)的污染特點(diǎn),提出了焦?fàn)t煤氣的干法凈化技術(shù)"將煙氣冷凝凈化法移植應(yīng)用于焦?fàn)t煤氣凈化系統(tǒng),通過(guò)用分階段冷卻和除塵工藝來(lái)替代傳統(tǒng)焦化系統(tǒng)中直接用氨水噴淋荒煤氣的濕法熄焦工藝,具體工藝包括焦?fàn)t煤氣的高溫?zé)峄厥?除塵!除焦油!中溫?zé)峄厥?冷卻!凈化等,不僅有利于余熱回收,而且大大減少了焦化廢水的排放量。本文對(duì)荒煤氣高溫余熱的(冷卻)回收利用技術(shù)進(jìn)行了重點(diǎn)研究,它是焦?fàn)t煤氣的干法凈化技術(shù)研究的第1個(gè)環(huán)節(jié),也是采取源頭治理清潔生產(chǎn)工藝的一個(gè)重要環(huán)節(jié)。
　　1現(xiàn)有焦?fàn)t煤氣凈化技術(shù)存在的問(wèn)題
　　隨著世界范圍內(nèi)環(huán)保法規(guī)的日趨嚴(yán)格以及人們環(huán)保意識(shí)的不斷增強(qiáng),傳統(tǒng)的煤氣凈化技術(shù)已不能滿足需要,顯示出資源浪費(fèi)!環(huán)境污染等缺陷；尤其是氨和苯多未回收或回收利用率低下,高熱值煤氣未合理利用,因而經(jīng)濟(jì)效益差。焦?fàn)t煤氣中H2S!HCN及其燃燒產(chǎn)物對(duì)大氣環(huán)境的污染問(wèn)題已顯得日益突出,嚴(yán)重影響了焦化工業(yè)的可持續(xù)發(fā)展，改進(jìn)現(xiàn)有焦?fàn)t煤氣凈化工藝技術(shù)刻不容緩,主要從以下3個(gè)方面著手：（1）消除焦?fàn)t加熱煤氣管道的堵塞!腐蝕等問(wèn)題,改善焦?fàn)t加熱條件,同時(shí)合理利用焦?fàn)t煤氣,促進(jìn)焦?fàn)t生產(chǎn)正常化;（2）確保氨、苯烴及焦?fàn)t煤氣等資源的合理利用,節(jié)能降耗,降低焦炭生產(chǎn)成本,提高企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益;（3）降低中小型焦化廠生產(chǎn)過(guò)程中廢水、廢氣、煙塵等的排放量和有毒物質(zhì)濃度,保護(hù)環(huán)境。
　　2工藝原理
　　該系統(tǒng)的技術(shù)關(guān)鍵是準(zhǔn)確控制整個(gè)流程系統(tǒng)中的溫度分布。從焦?fàn)t出口的煤氣(約800e一850e)首先經(jīng)過(guò)熱回收器,通過(guò)熱交換后煤氣被冷卻到500e左右,同時(shí)從熱回收器出來(lái)的熱空氣是一種良好的熱源。而后煤氣進(jìn)入旋風(fēng)除塵器,除去煤氣中的粗粉塵,再由底部進(jìn)入陶瓷除塵塔,經(jīng)過(guò)塔內(nèi)陶瓷球的過(guò)濾吸附,除去高溫煤氣中直徑在50Lm左右的細(xì)粉塵顆粒。當(dāng)陶瓷球達(dá)到飽和狀態(tài),啟動(dòng)陶瓷球連續(xù)再生裝置,清除陶瓷球表面的灰塵,再生循環(huán)使用。從陶瓷塔頂出來(lái)的清潔煤氣進(jìn)入焦油冷卻分離器,煤氣溫度控制在400e左右,由于焦?fàn)t煤氣在400e以下會(huì)產(chǎn)生焦油凝集,必須及時(shí)分離冷凝的焦油,防止其冷凝在換熱管管壁上,堵塞煤氣通道"因此冷卻分離器整體傾斜放置以利于焦油的流動(dòng)"并且,分離器底部分段設(shè)置引流槽,對(duì)不同溫度段下冷凝出來(lái)的焦油分段引出"出焦油冷卻分離器的煤氣溫度控制在85e一100e,而后進(jìn)入初冷塔脫萘,最后煤氣進(jìn)入深冷室,冷凍溫度在-15e一-20e,分離純化煤氣中的H2S、SO2、HCN等，深冷部分采用自行設(shè)計(jì)的熱制冷系統(tǒng)。
　　3工藝特點(diǎn)
　　（1）粉塵去除率高。經(jīng)過(guò)旋風(fēng)除塵和高溫陶瓷除塵,煤氣中的粉塵去除率很高。
　　（2）熱回收利用率高。用分階段冷卻和除塵來(lái)替代傳統(tǒng)焦化系統(tǒng)中直接用氨水噴淋荒煤氣,可回收利用大量的焦炭顯熱(據(jù)統(tǒng)計(jì),焦?fàn)t耗熱量中焦炭的顯熱占40%,干熄焦設(shè)備可回收焦炭顯熱的80%),是焦化廠最大節(jié)能和環(huán)保項(xiàng)目,系統(tǒng)中熱制冷的熱源就是焦油冷卻分離器中的冷卻介質(zhì)油。
　　（3）減輕了焦化廢水的處理難度。采用物理方法來(lái)回收荒煤氣中的焦油,就避免了由氨水噴淋所引起的化學(xué)反應(yīng)而產(chǎn)生的多余雜質(zhì)成分和NH3進(jìn)入焦?fàn)t煤氣,有利于后階段的煤氣凈化,也大大減少了焦化廢水的排放量,降低了焦化廢水的處理難度,為焦化污染治理提供了新技術(shù)、新思路。
　　（4）從改進(jìn)完善焦化生產(chǎn)工藝著手,盡量降低污染物質(zhì)含量,并保證生產(chǎn)的穩(wěn)定。
　　三、末端污染物治理，焦化廢水脈沖放電等離子體處理技術(shù)的提出
　　以上源頭治理的方法已大大減少了廢水的排放量,但還達(dá)不到直接排放的要求,因此還要進(jìn)行進(jìn)一步的處理。目前,焦化廢水處理技術(shù)應(yīng)用比較成熟的方法主要是活性污泥法,而該方法處理后的焦化廢水中氰化物及氨氮等污染物常常有超標(biāo)現(xiàn)象,基于廢水中有機(jī)污染物的復(fù)雜性和多樣性,一種方法處理后的外排廢水往往達(dá)不到國(guó)家廢水排放標(biāo)準(zhǔn)。因此在焦化廢水的處理技術(shù)中,應(yīng)考慮幾種處理技術(shù)的聯(lián)合使用,利用現(xiàn)有的廢水處理設(shè)施,把氧化技術(shù)作為預(yù)處理方法,產(chǎn)生高效、適用，經(jīng)濟(jì)的聯(lián)合廢水處理技術(shù)；即脈沖放電廢水處理技術(shù)是繼高能電子輻射、臭氧氧化和光化學(xué)催化氧化等處理方法取得進(jìn)展后出現(xiàn)的新興污水處理技術(shù)。
　　1脈沖放電等離子體處理廢水的原理
　　脈寬僅為數(shù)十至數(shù)百納秒上升時(shí)間極短的超窄高壓脈沖周期性重復(fù)施加于極不均勻電場(chǎng)系統(tǒng)上,產(chǎn)生重復(fù)的脈沖電暈放電,能在常壓下獲得電子溫度很高而離子溫度及中性粒子溫度很低的非平衡等離子體。利用高壓毫微秒脈沖發(fā)生裝置在氣液混合兩相體中產(chǎn)生高壓脈沖,在毫微秒級(jí)高壓脈沖作用下,水霧周圍會(huì)形成很高的局部電場(chǎng)，脈沖所產(chǎn)生的電子在其自由行程內(nèi)可獲得很高能量,當(dāng)與水分子碰撞時(shí),就會(huì)形成與電子輻射相類似的效果,產(chǎn)生氧化性羥基自由基和還原性的水生電子,同時(shí)會(huì)在水溶液中形成較強(qiáng)的重復(fù)性激波。另一方面,電子被加速到一定程度后,會(huì)使氧氣變成臭氧,電極間電暈放電會(huì)使氣體分子激勵(lì)狀態(tài)發(fā)生改變而產(chǎn)生紫外光,從而達(dá)到降解有機(jī)物的目的。
　　2利用脈沖放電等離子體處理焦化廢水的實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證結(jié)果
　　武漢鋼鐵集團(tuán)公司與華中科技大學(xué)共同開(kāi)發(fā)了該課題,并在實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行了脈沖放電等離子體處理焦化廢水實(shí)驗(yàn)研究,其實(shí)驗(yàn)結(jié)果為:
　　（1）用放電等離子體處理焦化廢水,能夠很好地降解水中的氰化物,氰化物氧化分解產(chǎn)生CNO-!NH4+和NH3,氰化物的降解率可達(dá)92%。
　　（2）經(jīng)過(guò)多次放電,最終使氰化物及氨氮的濃度降低,水中氨氮氧化成為NO3,可減少生物處理過(guò)程中氰化物及氨氮對(duì)生物的抑制作用,提高生化處理的效果。
　　（3）焦化廢水中氨氮和多環(huán)芳烴對(duì)COD的濃度影響較大。放電處理過(guò)程中,COD的濃度呈現(xiàn)出降低一升高一降低一升高一降低的趨勢(shì)，廢水中的稠環(huán)及雜環(huán)芳烴等大分子難降解有機(jī)物氧化分解為烯烴!烷烴等小分子有機(jī)物,小分子有機(jī)物最終氧化分解生成CO2和H2O,從而提高了廢水中有機(jī)污染物的可降解率。
　　四、結(jié)束語(yǔ)
　　以上概述了目前焦化生產(chǎn)工藝及后期污染物的處理技術(shù),初步探討了煤氣凈化新技術(shù)及脈沖放電等離子體處理焦化廢水技術(shù)"環(huán)境保護(hù)對(duì)煉焦工業(yè)提出了更高的要求,為此在改造現(xiàn)有煤氣凈化工藝技術(shù)的同時(shí),應(yīng)致力于開(kāi)發(fā)高效無(wú)污染的焦化生產(chǎn)凈化新工藝和環(huán)境治理的前沿技術(shù),實(shí)現(xiàn)煉焦工業(yè)的清潔生產(chǎn)!環(huán)境良好和可持續(xù)發(fā)展。