摘要：本文闡述了焦化生產工藝的現狀,指出目前焦化生產中污染治理技術存在的問題,探討焦化清潔生產和污染物治理新技術。
　　關鍵詞：焦化清潔生產污染控制
　　發展清潔生產工藝是實現環境保護；三廢治理的重要治本措施,國際ISO14000環境管理體系明確提出清潔生產工藝的標準,要求逐步淘汰對環境有危害的生產工藝及生產原料。目前我國的經濟發展十分迅速,因而環境壓力也越來越大,采用清潔生產同“末端治理”相結合,則可節約成本,同時獲得環境效益和經濟效益。
　　一、焦化污染物來源及污染特點
　　焦化生產過程中所產生的污染物種類繁多,它大多存在于廢水和廢氣中,其生產排放的廢水廢氣主要產生于煉焦生產過程中的煤氣凈化，化學產品精制等工藝過程；尤其是在煤氣的凈化過程中,因焦爐煤氣采用循環氨水直接與煤氣接觸以達到凈化!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,但由此產生的廢水中包含了煤氣中的各種有害物質,極難處理；同時,荒煤氣的余熱全部浪費,而且被循環氨水吸收的熱量還需消耗大量的冷卻水。
　　二、清潔生產工藝，焦爐煤氣凈化新技術探討
　　鑒于焦化生產的污染特點,提出了焦爐煤氣的干法凈化技術"將煙氣冷凝凈化法移植應用于焦爐煤氣凈化系統,通過用分階段冷卻和除塵工藝來替代傳統焦化系統中直接用氨水噴淋荒煤氣的濕法熄焦工藝,具體工藝包括焦爐煤氣的高溫熱回收!除塵!除焦油!中溫熱回收!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。本文對荒煤氣高溫余熱的(冷卻)回收利用技術進行了重點研究,它是焦爐煤氣的干法凈化技術研究的第1個環節,也是采取源頭治理清潔生產工藝的一個重要環節。
　　1現有焦爐煤氣凈化技術存在的問題
　　隨著世界范圍內環保法規的日趨嚴格以及人們環保意識的不斷增強,傳統的煤氣凈化技術已不能滿足需要,顯示出資源浪費!環境污染等缺陷；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,因而經濟效益差。焦爐煤氣中H2S!HCN及其燃燒產物對大氣環境的污染問題已顯得日益突出,嚴重影響了焦化工業的可持續發展，改進現有焦爐煤氣凈化工藝技術刻不容緩,主要從以下3個方面著手：（1）消除焦爐加熱煤氣管道的堵塞!腐蝕等問題,改善焦爐加熱條件,同時合理利用焦爐煤氣,促進焦爐生產正常化;（2）確保氨、苯烴及焦爐煤氣等資源的合理利用,節能降耗,降低焦炭生產成本,提高企業經濟效益;（3）降低中小型焦化廠生產過程中廢水、廢氣、煙塵等的排放量和有毒物質濃度,保護環境。
　　2工藝原理
　　該系統的技術關鍵是準確控制整個流程系統中的溫度分布。從焦爐出口的煤氣(約800e一850e)首先經過熱回收器,通過熱交換后煤氣被冷卻到500e左右,同時從熱回收器出來的熱空氣是一種良好的熱源。而后煤氣進入旋風除塵器,除去煤氣中的粗粉塵,再由底部進入陶瓷除塵塔,經過塔內陶瓷球的過濾吸附,除去高溫煤氣中直徑在50Lm左右的細粉塵顆粒。當陶瓷球達到飽和狀態,啟動陶瓷球連續再生裝置,清除陶瓷球表面的灰塵,再生循環使用。從陶瓷塔頂出來的清潔煤氣進入焦油冷卻分離器,煤氣溫度控制在400e左右,由于焦爐煤氣在400e以下會產生焦油凝集,必須及時分離冷凝的焦油,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"并且,分離器底部分段設置引流槽,對不同溫度段下冷凝出來的焦油分段引出"出焦油冷卻分離器的煤氣溫度控制在85e一100e,而后進入初冷塔脫萘,最后煤氣進入深冷室,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計的熱制冷系統。
　　3工藝特點
　　（1）粉塵去除率高。經過旋風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替代傳統焦化系統中直接用氨水噴淋荒煤氣,可回收利用大量的焦炭顯熱(據統計,焦爐耗熱量中焦炭的顯熱占40%,干熄焦設備可回收焦炭顯熱的80%),是焦化廠最大節能和環保項目,系統中熱制冷的熱源就是焦油冷卻分離器中的冷卻介質油。
　　（3）減輕了焦化廢水的處理難度。采用物理方法來回收荒煤氣中的焦油,就避免了由氨水噴淋所引起的化學反應而產生的多余雜質成分和NH3進入焦爐煤氣,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、新思路。
　　（4）從改進完善焦化生產工藝著手,盡量降低污染物質含量,并保證生產的穩定。
　　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,但還達不到直接排放的要求,因此還要進行進一步的處理。目前,焦化廢水處理技術應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現象,基于廢水中有機污染物的復雜性和多樣性,一種方法處理后的外排廢水往往達不到國家廢水排放標準。因此在焦化廢水的處理技術中,應考慮幾種處理技術的聯合使用,利用現有的廢水處理設施,把氧化技術作為預處理方法,產生高效、適用，經濟的聯合廢水處理技術；即脈沖放電廢水處理技術是繼高能電子輻射、臭氧氧化和光化學催化氧化等處理方法取得進展后出現的新興污水處理技術。
　　1脈沖放電等離子體處理廢水的原理
　　脈寬僅為數十至數百納秒上升時間極短的超窄高壓脈沖周期性重復施加于極不均勻電場系統上,產生重復的脈沖電暈放電,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生裝置在氣液混合兩相體中產生高壓脈沖,在毫微秒級高壓脈沖作用下,水霧周圍會形成很高的局部電場，脈沖所產生的電子在其自由行程內可獲得很高能量,當與水分子碰撞時,就會形成與電子輻射相類似的效果,產生氧化性羥基自由基和還原性的水生電子,同時會在水溶液中形成較強的重復性激波。另一方面,電子被加速到一定程度后,會使氧氣變成臭氧,電極間電暈放電會使氣體分子激勵狀態發生改變而產生紫外光,從而達到降解有機物的目的。
　　2利用脈沖放電等離子體處理焦化廢水的實驗驗證結果
　　武漢鋼鐵集團公司與華中科技大學共同開發了該課題,并在實驗室進行了脈沖放電等離子體處理焦化廢水實驗研究,其實驗結果為:
　　（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,氰化物氧化分解產生CNO-!NH4+和NH3,氰化物的降解率可達92%。
　　（2）經過多次放電,最終使氰化物及氨氮的濃度降低,水中氨氮氧化成為NO3,可減少生物處理過程中氰化物及氨氮對生物的抑制作用,提高生化處理的效果。
　　（3）焦化廢水中氨氮和多環芳烴對COD的濃度影響較大。放電處理過程中,COD的濃度呈現出降低一升高一降低一升高一降低的趨勢，廢水中的稠環及雜環芳烴等大分子難降解有機物氧化分解為烯烴!烷烴等小分子有機物,小分子有機物最終氧化分解生成CO2和H2O,從而提高了廢水中有機污染物的可降解率。
　　四、結束語
　　以上概述了目前焦化生產工藝及后期污染物的處理技術,初步探討了煤氣凈化新技術及脈沖放電等離子體處理焦化廢水技術"環境保護對煉焦工業提出了更高的要求,為此在改造現有煤氣凈化工藝技術的同時,應致力于開發高效無污染的焦化生產凈化新工藝和環境治理的前沿技術,實現煉焦工業的清潔生產!環境良好和可持續發展。