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焦化行业大气污染防治存在的问题、超低排放路线及发展趋势

来源:河南环碧环保工程设备有限公司 时间:11-15

摘要:从国家地方环境政策及焦化行业的大气污染现状2个方面总结分析了焦化行业大气污染目前所面临的问题,提出了超低排放的技术路线,重点分析了大气污染减排放的途径,为生态环境主管部门和焦化企业提供技术支持。

随着我国多地遭遇持续的雾霾天气,大气污染防治形势变得异常严峻。国家层面已经明确要加快生态文明体制改革,着力解决突出的环境问题。特别是“气十条”实施以来,焦化行业的大气污染治理“攻坚战”虽然取得了阶段性胜利,但与人们对美好生活环境的向往还有一定差距。

面对焦化行业日益突出的大气污染问题,国家及地方已经逐步实行焦化行业特别排放限值和秋冬季错峰生产,《钢铁企业超低排放改造工作方案》已经完成征求意见。河北省已经发布了《炼焦化学工业大气污染物超低排放标准》(DB 13/2863—2018,2019年1月1日执行),部分省市已经开始实施超低排放改造。焦化行业目前面临的环境形势十分严峻,只有通过多措施并举才能尽快改变现实局面,实现焦化行业的可持续发展。

1焦化行业面临的环保压力

国家和地方对焦化行业提出了严格的大气污染控制要求,焦化行业面临的大气减排形势十分严峻,技术装备和环保升级改造迫在眉睫。

1.1蓝天保卫战三年行动计划

重点区域加大独立焦化企业淘汰力度,京津冀及周边地区实施“以钢定焦”(钢焦比0.4左右)。重点区域焦化全面执行大气污染物特别排放限值。重点区域城市建成区内焦炉实施炉体加罩封闭,并对废气进行收集处理。

1.2 2018—2019年秋冬季大气污染综合治理攻坚行动方案

1.2.1京津冀及周边地区

河北、山西省全面启动炭化室高度4.3m及以下、运行寿命超过10年的焦炉淘汰工作。河北、山东、河南省要按照2020年底前钢焦比不高于0.4的目标,加大独立焦化企业淘汰力度。深化焦化行业污染治理,强化无组织排放管理,厂内所有散状物料储存、输送及主要生产车间应密闭。鼓励城市建成区内焦炉实施炉体加罩封闭,并对废气进行收集处理。

各地重点对焦化等高排放行业实施采暖期错峰生产。对行业污染排放绩效水平明显好于同行业其他企业的环保标杆企业,可不予限产,包括焦炉炉体加罩封闭、配备焦炉烟囱废气脱硫脱硝装置,且达到特别排放限值的企业。

1.2.2汾渭平原

加大现有焦化企业整合力度,提升产业装备水平,大幅减少企业数量。全面启动炭化室高度4.3m及以下、运行寿命超过10年的焦炉淘汰工作。

实施焦化行业深度治理。实施精煤、焦炭等散状物料储存和输送密闭改造;焦炉炉体安装高清红外视频监控装置;焦炉烟囱、装煤地面站、推焦地面站、干法熄焦地面站等主要排放口安装自动监控设施;加强化产区域挥发性有机物(VOCs)的控制和治理,将煤气净化系统冷鼓各类贮槽(罐)及其他区域焦油、苯等贮槽(罐)的有机废气接入压力平衡系统或收集净化处理;酚氰废水处理设施加盖并配备废气收集处理设施;开展设备和管线泄漏检测与修复工作;加快推进焦炉机侧除尘系统建设;鼓励城市建成区及周边区域焦炉实施炉体加罩封闭工作。

1.3地方要求

1.3.1山西省打好污染防治攻坚战推动转型升级实施方案

合理平衡淘汰焦炭产能与新建焦炭产能,确保焦炭产能总体稳中有降,先进焦炉占比快速提升,污染排放总量大幅度降低。2019年10月1日起,全省焦化企业全部达到环保特别排放限值标准。到2020年,炭化室高度5.5m以上焦炉产能占比达到50%以上,焦化装备水平明显提升。

加强对焦炉装煤推焦、物料封闭储存、除尘等关键环节中的无组织排放进行排查和深度治理,加强对无组织排放的监督管理。焦化企业要采用先进技术,加快对传统湿法熄焦工艺实施改造。

1.3.2山东省打赢蓝天保卫战作战方案

加大落后产能淘汰和过剩产能压减力度,严格执行质量、环保、能耗、安全等法规标准,推动焦化行业转型升级。加大7个传输通道城市独立焦化企业淘汰力度,全省实施“以钢定焦”。

1.3.3河北省打赢蓝天保卫战三年行动方案及深度减排方案

(1)三年行动方案。唐山市要把大幅压减产能、优化产业布局作为主攻方向,强力推进焦化行业退城搬迁和超低排放升级改造。严禁新增焦炭产能,焦炭产能控制在8 000万t左右。全省焦化企业料堆场按照《煤场、料场、渣场扬尘污染控制技术规范》(DB 13/0352—2016)存储要求,实现规范管理。按照“典型示范、对标先进、分步实施”的原则,全面实施超低排放改造。对城市建成区内焦炉实施加罩封闭,并对废气进行收集处理。到2020年10月,全省焦化行业全部完成深度治理,达到超低排放标准。2020年,符合条件的焦化企业完成有色烟羽治理。对传输通道城市的焦化企业实行错峰生产。

(2)深度减排方案。焦炉烟囱烟气颗粒物、二氧化硫、氮氧化物排放浓度分别不高于10mg/m3、15mg/m3、100mg/m3,焦炉装煤工序颗粒物、二氧化硫排放浓度分别不高于10mg/m3、50mg/m3,推焦工序颗粒物排放浓度不高于10 mg/m3;焦化行业料场、运输通廊封闭;焦炉炉体烟尘强化无组织逸散控制;化产回收工序和各类贮罐强化污染物回收处理;管道、阀门、泵站、污水处理等强化精细管控,建立泄漏与检测修复制度;加强开停车、检(维)修、生产异常等非正常工况污染控制,减少颗粒物、VOCs等无组织排放。

2焦化行业大气污染防治存在的问题

(1)焦化行业污染物的排放未全部达标,如装煤废气中的SO2和Bap有超标现象,煤气净化区VOCs的治理措施比较薄弱等。

(2) 焦炉的无组织排放管控相对较差。

(3)大气环境防护距离或卫生防护距离难以满足要求。

(4)产能过剩,市场空间有限。

(5)污染治理技术之间差异较大,部分技术不能长期稳定达标。

(6)资源配置及产业布局不合理,独立焦化企业的占比较大,集中度不高,不利于焦化企业余热、余能的回收利用(干熄焦),不利于焦炉烟囱废气氮氧化物的控制,不利于资源的综合利用及化产品的深加。

(7)湿法熄焦过程中产生的污染物种类及其排放量有待进一步研究。

3超低排放限值与特别排放限值的对比

《钢铁企业超低排放改造工作方案(征求意见稿)》(环办大气函[2018]242号)中焦化的排放限值总体上严于《炼焦化学工业污染排放标准》(GB 16171—2012)中的特别排放限值,详细对比情况见表1。

4焦化行业超低排放的技术路线

焦化行业大气污染的控制可以通过3类方法来实施:一是源头减量;二是过程控制;三是末端治理。源头减量相对于末端治理,通常成本更低、更有效、更可控。企业通过采取以下技术路线并加强管理,可以达到超低排放水平。

4.1焦炉烟囱废气

(1)源头减量。加热煤气采用低硫、低氮燃气,加热采用废气循环与多段加热相结合的低氮燃烧技术。多段加热是向立火道分段供入空气,形成多点燃烧,在实现焦炉均匀加热的同时,降低燃烧强度,减少NOx产生量;废气循环技术是将焦炉燃烧废气掺入至立火道燃烧系统,降低氧含量,加快气流速度,拉长火焰,降低火道温度,减少NOx产生量,分为炉内废气循环和外部烟气回配2种工艺,其中外部烟气回配对于使用焦炉煤气加热的焦炉更适用。

(2)过程控制。加强焦炉生产操作管理,降低空气过剩系数,加强炉温管理,避免系统性温度偏高或高温火道存在。

(3)末端治理。a、焦炉烟气脱硫脱硝常见的方法有(半)干法脱硫+除尘+SCR脱硝、新型催化法脱硫+SCR脱硝、SCR脱硝+ (半)干法脱硫湿法脱硫+除尘、活性炭活性焦法脱硫脱硝等主流工艺技术。除尘可优先选用高效布袋除尘方式并控制过滤风速。(半)干法脱硫的脱硫剂可采用钙基或钠基脱硫剂。

 b、先进的焦炉烟气脱硫脱硝除尘一体化装置:HB-CataFilter陶瓷触媒管脱硝除尘一体化工艺路线,SDS/CFB干法脱硫+热解析+脱硝除尘一体化技术+余热装置

 工艺流程简述 

 来自焦炉烟气进入干法(CFB或SDS)进行脱硫,脱硫剂采用消石灰/小苏打。脱硫后的烟气,利用气氨与稀释风混合成体积氨含量为3-5%的混合气体经喷氨格栅混合入烟气中送入除尘脱硝一体化中进行脱硝除尘,同时实现脱除NOx及除尘的目的。脱硝除尘后的烟气经过余热装置降温后由引风机引至烟囱排出。

HB-CataFilter陶瓷触媒管脱硝除尘一体化在焦化行业的应用优势

设备及控制简单:特别是SDS全干法脱硫系统,只需控制脱硫剂的投加量,就能快速响应SO2 浓度变化。

性  价  比  高:     HB-CataFilter陶瓷触媒管脱硝除尘一体化工艺系统简单,占地面积小,投资成本低廉;

运 行 费 用 低:    其运行阻力低(比SDA+GGH工艺少1500Pa以上),无需工艺水,电耗低,能源利用率高。

二次污染的控制: 该系统为全干法脱硫,无“废水”排放。该系统排烟温度超过130度,无“白烟、白水气“  等烟尾产生,无需脱白。同时,产物可用于玻璃厂、造纸厂和水泥厂等,实现二次利用;

可 在 线 检 修:    采取独立仓室设计可分仓室离线检修,解决了焦炉在不停炉情况下,环保设施需检修时烟 气排放不能达标的难题,同时因为避免了停炉检修带来的诸多损失;

设备及控制简单:特别是SDS全干法脱硫系统,只需控制脱硫剂的投加量,就能快速响应SO2 浓度变化。

性  价  比  高:     HB-CataFilter陶瓷触媒管脱硝除尘一体化工艺系统简单,占地面积小,投资成本低廉;

运 行 费 用 低:    其运行阻力低(比SDA+GGH工艺少1500Pa以上),无需工艺水,电耗低,能源利用率高。

二次污染的控制: 该系统为全干法脱硫,无“废水”排放。该系统排烟温度超过130度,无“白烟、白水气“等烟尾产生,无需脱白。同时,产物可用于玻璃厂、造纸厂和水泥厂等,实现二次利用;

可 在 线 检 修:    采取独立仓室设计可分仓室离线检修,解决了焦炉在不停炉情况下,环保设施需检修时烟气排放不能达标的难题,同时因为避免了停炉检修带来的诸多损失;

具有自动化程度高、安装简单、、一体化工艺流程短,故障点少,维护简单等优点。

6结语

焦化行业的发展将统筹污染防治与经济发展,焦化的环保要求日趋严格,环境准入门槛将有所提高,焦化行业的环保监管更加严格。只有将焦化行业大气污染减排等措施落到实处,才能促进焦化行业走向绿色健康的发展之路,推进焦化企业科学化、规范化、标准化和清洁化发展。

 


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