新焦化投產(chǎn)環(huán)保整治情況范文
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1前言
我廠自2002年以來,陸續(xù)建設(shè)了三座6m焦?fàn)t(2×55+1×60孔)及相應(yīng)的140t和75t干熄焦裝置各一套、煤氣凈化系統(tǒng)兩套、備煤篩焦系統(tǒng)一套。眾所周知,焦化屬典型的以煤為原料的化工企業(yè),是污染排放大戶。污染因子多,毒性大,治理難。因而在建設(shè)之初我廠就十分重視環(huán)境保護(hù),同步配套建設(shè)了污水處理、地面除塵站等眾多環(huán)保設(shè)施以處理生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的廢氣、廢液和廢渣等污染物,環(huán)保投入占固定資產(chǎn)投資的17%。但由于當(dāng)年環(huán)保認(rèn)知水平、工藝設(shè)計(jì)水平、總體建設(shè)資金等因素的限制,加上幾年前執(zhí)行的環(huán)保排放標(biāo)準(zhǔn)相對今日較寬松,投產(chǎn)后發(fā)現(xiàn)當(dāng)年設(shè)計(jì)建設(shè)的部分環(huán)保設(shè)施、所采用的環(huán)保手段有一些已不能適應(yīng)后來我國日趨完善的環(huán)境法律法規(guī)和日益嚴(yán)格的環(huán)保排放標(biāo)準(zhǔn)要求。為此,針對環(huán)保設(shè)施上存在的問題,我廠作出了諸多有益的嘗試,通過技術(shù)改造、技術(shù)攻關(guān)從工藝上、裝備上進(jìn)行了一系列的改進(jìn)。有的投入運(yùn)行后取得了較好的效果,有的正在建設(shè)之中,也有的已完成相關(guān)論證工作,正在積極向前推進(jìn)。本文選擇其中主要的幾個(gè)方面做一介紹。
2主要項(xiàng)目介紹
2.1酚氰廢水深度處理
2.1.1問題的由來
焦化酚氰廢水作為一種污染較大且極難處理的工業(yè)廢水,其中的酚、氰、含氮化合物等污染因子對水體及其中的生物都有很大的危害。我廠第一座酚氰廢水處理站于2004年6月建成投用,用于處理3#和4#焦?fàn)t的生產(chǎn)廢水及其它廢水,系統(tǒng)設(shè)計(jì)規(guī)模為100m3/h,出水只能達(dá)到二級排放標(biāo)準(zhǔn)。處理后廢水大部分用于濕法熄焦補(bǔ)水,其余用于焦臺(tái)等處補(bǔ)水。2005年2月,我廠140t干熄焦工程開工。工程建成后這部分處理后廢水面臨既不能回用又不符合環(huán)保部門一級排放標(biāo)準(zhǔn)要求的局面。
2.1.2采取的措施在5#焦?fàn)t建設(shè)之初,即從設(shè)計(jì)上考慮深度處理問題。經(jīng)過比選,在臭氧氧化、活性炭過濾及超濾等眾多深度處理工藝中選擇了相對成熟可靠的活性炭過濾工藝,即在混凝后增加一套活性炭過濾裝置。通過活性炭吸咐作用,使出水水質(zhì)達(dá)到一級排放標(biāo)準(zhǔn)。該裝置于2006年5月建成,流程如圖1:圖1增加深度處理裝置后廢水處理流程圖經(jīng)生化、混凝處理后的廢水加壓送至活性炭過濾器過濾,濾后水達(dá)一級標(biāo)準(zhǔn)外排。當(dāng)過濾器進(jìn)水阻力達(dá)一定程度后,由反沖洗水泵進(jìn)行反沖洗。2005年9月,我廠又對第一座酚氰廢水處理站進(jìn)行了改造,同樣在混凝后增加活性炭過濾器,于2006年底建成投用。通過深度處理,出水達(dá)到一級排放標(biāo)準(zhǔn)。減少了污染物排放總量,也為進(jìn)一步回用創(chuàng)造了條件。
2.1.3實(shí)施效果
從運(yùn)行結(jié)果可以看出,幾項(xiàng)主要污染因子去除率都能達(dá)到30%左右,處理后出水可以達(dá)到一級排放標(biāo)準(zhǔn)。運(yùn)行成本偏高,活性炭飽和失效較快,新裝填活性炭僅10天就難以保證COD在100以下,過濾效率迅速下降到15%以下。經(jīng)計(jì)算僅活性炭消耗一項(xiàng)成本就高達(dá)2.73元/m3原水。活性炭裝填和更換完全依賴人工,勞動(dòng)強(qiáng)度較大,有待改進(jìn)。
2.2焦油渣綜合利用
2.2.1問題的由來
焦化化產(chǎn)生產(chǎn)過程中會(huì)產(chǎn)生大量焦油渣(2500t/a),它來自于機(jī)械化氨水澄清槽,此外硫銨、粗苯等工序還有部分蒸氨瀝青渣(150t/a)、再生殘?jiān)取Ｖ饕煞轂楦鞣N烴類,并含少量煤粉等顆粒物。均具有一定的揮發(fā)性、可燃性和毒性。這些固體廢棄物原設(shè)計(jì)處理手段都是配入煉焦煤中送往焦?fàn)t煉焦,但這種做法導(dǎo)致現(xiàn)場操作環(huán)境惡劣,工人勞動(dòng)強(qiáng)度大,難以做到均勻回配,容易造成設(shè)備污染和腐蝕,且會(huì)引起加煤車螺旋給料器堵料,影響焦?fàn)t正常生產(chǎn)。投產(chǎn)前幾年只能通過渣箱收集后暫時(shí)堆放在煤場空地上,造成固體廢棄物長期積壓,影響周圍的環(huán)境,不符合環(huán)保及現(xiàn)場管理的要求,迫切需要解決。
2.2.2采取的措施
目前焦化企業(yè)中焦油渣得到妥善處理的極少,少量廠家制成型煤加入煤中,但能正常使用并能避免二次污染的廠家不多。我廠經(jīng)過兩年的可行性研究,投資470萬元成功引進(jìn)了一套焦油渣綜合利用裝置,于2007年8月投入運(yùn)行。流程如圖2:圖2焦油渣回收利用裝置工藝流程專用的焦油渣箱用叉車運(yùn)至配料現(xiàn)場,提升到現(xiàn)場2個(gè)渣槽,同時(shí)從配合粉碎后的輸煤皮帶上截取部分煤與焦油渣充分混合后制成球狀型煤,隨輸煤皮帶送往煤塔進(jìn)入焦?fàn)t煉焦。整套回收利用裝置占地面積約120平方米。主要設(shè)備有圓盤給料器、螺旋攪拌機(jī)、雙輥式造球機(jī)、可移動(dòng)式渣箱、電氣控制系統(tǒng)等。
2.2.3實(shí)施效果
該系統(tǒng)運(yùn)行以來效果良好。實(shí)現(xiàn)了焦油渣全回配,徹底解決了焦油渣處理這一環(huán)保難題,同時(shí)還可以消化掉蒸氨瀝青渣和粗苯再生殘?jiān)裙腆w廢棄物。該工藝不需添加劑、不需加熱固化。從型煤外觀看,強(qiáng)度較高,能經(jīng)受輸送過程中的沖擊。渣煤比可根據(jù)天氣等因素的變化和生產(chǎn)需要在一定范圍內(nèi)進(jìn)行無級調(diào)節(jié)。從生產(chǎn)現(xiàn)場的操作環(huán)境看,整個(gè)裝置不存在二次污染問題。由于配量相對很少,型煤的配入對焦炭質(zhì)量幾乎沒有影響。利用焦油渣作為粘結(jié)劑生產(chǎn)型煤煉焦,不僅使固體廢棄物不出廠,完全解決了我廠焦油渣及其它廢渣處理的環(huán)保問題,同時(shí)由于焦油渣中焦油、焦粉、煤粉等回到焦?fàn)t煉焦后,90%都將轉(zhuǎn)化為焦炭、煤焦油和煤氣,每年還可創(chuàng)經(jīng)濟(jì)效益130萬元。
2.3集氣管壓力控制
2.3.1問題的由來
集氣管壓力不穩(wěn)定是焦?fàn)t冒煙冒火的重要原因之一。穩(wěn)定焦?fàn)t集氣管壓力不僅僅影響到焦?fàn)t壽命、風(fēng)機(jī)的安全運(yùn)行和后續(xù)煤氣凈化的生產(chǎn)操作,對控制焦?fàn)t的煙塵逸散也十分關(guān)鍵。我廠焦?fàn)t集氣管壓力控制原設(shè)計(jì)為分散式控制。集氣管壓力調(diào)節(jié)裝置與鼓風(fēng)機(jī)液力耦合器調(diào)節(jié)是相互獨(dú)立的單回路閉環(huán)控制系統(tǒng)。焦?fàn)t部分通過Π型管調(diào)節(jié)翻板,手動(dòng)或自動(dòng)調(diào)節(jié)裝置調(diào)整焦?fàn)t集氣管壓力。煤氣凈化部分是通過液力耦合器控制鼓風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速來調(diào)整初冷器前的吸力。由于影響集氣管壓力的因素比較多,有初冷器前吸力變化;不同集氣管之間的相互耦合;焦?fàn)t炭化室內(nèi)間歇地裝煤和推焦產(chǎn)生的沖擊;結(jié)焦時(shí)間、加熱制度、煤的成分、裝煤量、循環(huán)氨水流量和溫度、系統(tǒng)阻力甚至鼓風(fēng)機(jī)入口排液系統(tǒng)等參數(shù)的變化等等。這種單回路控制模式,壓力調(diào)節(jié)效果很不理想,難以很好地解決上述問題。集氣管壓力頻繁地大幅度波動(dòng),極易導(dǎo)致焦?fàn)t冒煙冒火,嚴(yán)重影響崗位及周邊環(huán)境。
2.3.2采取的措施
為克服原控制方式存在的不足,2007年以來我廠對集氣管壓力調(diào)節(jié)進(jìn)行了持續(xù)地優(yōu)化調(diào)整。經(jīng)過對歷史數(shù)據(jù)(3#、4#、5#焦?fàn)t集氣管的壓力、閥位、液力離合器、風(fēng)機(jī)及系統(tǒng)阻力等)的反復(fù)研究分析,建立了新的控制系統(tǒng)數(shù)學(xué)模型,針對集氣管蝶閥調(diào)節(jié)單元和風(fēng)機(jī)液力離合器調(diào)節(jié)單元設(shè)計(jì)了不同的控制算法,完成了系統(tǒng)仿真與控制算法優(yōu)化工作,形成了現(xiàn)有的先進(jìn)控制算法。新方案是在正常生產(chǎn)的工況下,根據(jù)生產(chǎn)負(fù)荷的變化,通過自動(dòng)調(diào)整集氣管翻板閥、大循環(huán)管閥門和風(fēng)機(jī)液力耦合器實(shí)現(xiàn)初冷器前吸力的穩(wěn)定,最終使集氣管壓力穩(wěn)定在80-120Pa(設(shè)定值)上下。現(xiàn)使用的先進(jìn)控制程序?qū)⒀h(huán)管閥門作為主要調(diào)節(jié)設(shè)備,初冷器前的吸力控制以調(diào)節(jié)循環(huán)管閥門為主,循環(huán)管調(diào)節(jié)蝶閥的動(dòng)作范圍設(shè)定在0-30%;當(dāng)循環(huán)管調(diào)節(jié)蝶閥在8%-20%范圍內(nèi)動(dòng)作時(shí),風(fēng)機(jī)不動(dòng)作,超出此范圍,風(fēng)機(jī)調(diào)整機(jī)構(gòu)開始動(dòng)作。減少了風(fēng)機(jī)動(dòng)作頻率,有效的保護(hù)了重要生產(chǎn)設(shè)備。風(fēng)機(jī)的液力耦合器的開度限幅設(shè)為35%-70%,保證了在“先進(jìn)控制”方式下,風(fēng)機(jī)的開度一直在安全范圍。
2.3.3實(shí)施效果
先進(jìn)控制程序?qū)崿F(xiàn)了焦?fàn)t集氣管壓力、初冷器前吸力的協(xié)調(diào)控制。吸力調(diào)節(jié)較以往穩(wěn)定,在90%的時(shí)間內(nèi)壓力穩(wěn)定在±30Pa。集氣管壓力得到較好的控制。先進(jìn)控制程序減少了風(fēng)機(jī)動(dòng)作頻率,有利于鼓風(fēng)機(jī)安全穩(wěn)定運(yùn)行。先進(jìn)控制程序使用了偏差趨勢調(diào)節(jié),提高了調(diào)節(jié)速度,使集氣管壓力超標(biāo)能在30秒內(nèi)調(diào)回,避免了常規(guī)調(diào)節(jié)滯后的問題。當(dāng)焦?fàn)t出焦時(shí)間延長,煤氣量較大時(shí)壓力易出現(xiàn)震蕩現(xiàn)象,通常需要調(diào)整參數(shù),降低閥門動(dòng)作頻率;當(dāng)煤氣發(fā)生量偏大或煤氣用量減少致使風(fēng)機(jī)后壓力上升,負(fù)荷增大,調(diào)節(jié)效果也受影響,通常需要煤氣放散來降低機(jī)后壓力,進(jìn)而降低風(fēng)機(jī)負(fù)荷,保持初冷器前吸力穩(wěn)定。
2.4貯槽放散氣體洗滌
2.4.1問題的由來
煤氣凈化系統(tǒng)廢氣主要為各貯槽放散氣體。原設(shè)計(jì)集中經(jīng)壓力平衡系統(tǒng)回吸煤氣管道,以避免外排造成污染。但由于各貯槽密閉性能不佳,壓力平衡難以保持,空氣很難避免進(jìn)入吸煤氣管道;出于煤氣鼓風(fēng)機(jī)運(yùn)行安全考慮,和國內(nèi)大多數(shù)同行一樣,壓力平衡系統(tǒng)一直未投入使用。目前各區(qū)域貯槽放散氣通過頂部放散管直接排放到大氣中,對操作現(xiàn)場和周邊環(huán)境造成較大污染。為了改善職工操作環(huán)境,減少對周邊環(huán)境的影響,有必要對這些貯槽排氣進(jìn)行收集處理。
2.4.2采取的措施
建設(shè)一套放散氣洗滌裝置。裝置于2008年底開工建設(shè)。該裝置采用排氣洗凈工藝凈化貯槽放散氣,將各貯槽放散氣集中收集洗滌達(dá)標(biāo)后再排放,從而改善周圍環(huán)境。避免了化產(chǎn)各區(qū)域貯槽氣體直接排入大氣所造成的環(huán)境污染。廢氣經(jīng)洗凈后可達(dá)到如下排放標(biāo)準(zhǔn):H2S0.4kg/h、NH35.5kg/h(GB14554-93惡臭污染物排放標(biāo)準(zhǔn));酚100mg/m3、CmHn120mg/m3(GB16297-1996大氣污染物綜合排放標(biāo)準(zhǔn))。放散氣洗滌工藝流程如下:將貯槽放散氣通過管道引入裝置,經(jīng)排氣風(fēng)機(jī)送入排氣洗凈塔,與上部噴灑的洗凈液體逆向接觸,將氣體中污染物質(zhì)洗除,尾氣通過塔頂排放。噴灑液體為蒸氨廢水,吸收污染物后洗滌液,由泵送回澄清槽。該裝置主要設(shè)備有排氣洗凈塔、排氣風(fēng)機(jī)、焦油渣箱密封裝置等,工程總占地面積約為32m2,投資約120萬元。目前項(xiàng)目正在施工中。
2.5脫硫廢液
2.5.1問題的由來
我廠兩套煤氣凈化系統(tǒng)均采用HPF脫硫工藝生產(chǎn)熔融硫。該工藝具有投資省、脫硫效率高、生產(chǎn)成本低等優(yōu)點(diǎn),是比較理想的脫硫工藝,但是在HPF脫硫過程中會(huì)產(chǎn)生副鹽累積,為了維持脫硫效果,不得不定期排放少量脫硫廢液。目前我廠脫硫所產(chǎn)生的廢液全部送入備煤系統(tǒng)返回焦?fàn)t重新利用,由此帶來了一系列問題:廢液配入煤中,造成煉焦系統(tǒng)硫負(fù)荷循環(huán)累積,也影響焦炭質(zhì)量;大量含水廢液配入煤中,增加了煉焦耗熱量;脫硫廢液送到備煤系統(tǒng),導(dǎo)致皮帶機(jī)、電纜、布料車、加煤車等嚴(yán)重腐蝕;由于噴灑不均或雨季煤吸收能力下降,煤場積液嚴(yán)重,一旦下雨即會(huì)污染排水系統(tǒng),已成為我廠最大的污染源。
2.5.2方案的探討
目前國內(nèi)有200多套HPF脫硫工藝,均受困于脫硫廢液問題而開工不足。現(xiàn)多數(shù)同行廢液處理以煤場噴灑和配煤滴加為主,其弊端如前所述,是為下下策。另一種做法是采取提鹽處理,提出廢液中的鹽類產(chǎn)品,清液返回系統(tǒng)。由于其產(chǎn)品硫氰酸鹽國內(nèi)外市場容量有限,需求量小,將來產(chǎn)品極易積壓成為新的無法處理的固體廢棄物,且提鹽處理動(dòng)力消耗高環(huán)境差。經(jīng)過考察,了解到寶鋼三期1997年引進(jìn)的大阪煤氣公司FRC脫硫及制酸工藝可較好地解決廢液問題。該工藝以脫硫液再生得到的硫磺及含有副鹽的脫硫廢液為原料生產(chǎn)濃硫酸。十多年來,裝置運(yùn)行可靠穩(wěn)定,現(xiàn)場環(huán)境較好,沒有二次污染,尾氣經(jīng)洗滌后SO2約80ppm,NOx一般在60-70ppm。且最終產(chǎn)品為最常用化工原料濃硫酸。如果我廠采用這套工藝,不僅可解決脫硫廢液這一環(huán)保難題,同時(shí)可取消熔硫,將硫泡沫(目前我廠用來熔硫,不僅蒸汽消耗大,約2-3t/h,而且因所得硫磺品味低,產(chǎn)量少,銷售困難,運(yùn)輸、貯存不安全且價(jià)格極低)和脫硫廢液一起用于生產(chǎn)我廠所需的濃硫酸。每年可得到產(chǎn)品94%-98%濃硫酸15000t和副產(chǎn)品蒸汽(2.5MPa;4t/h)。按2008年我廠硫銨工序消耗濃硫酸約17000t計(jì)算,可基本實(shí)現(xiàn)濃硫酸自給,且能節(jié)約熔硫蒸汽消耗,具有很大的經(jīng)濟(jì)價(jià)值。2008年,我廠聯(lián)合中冶焦耐、江蘇科瑞和寧波科新三家公司在消化寶鋼FRC煤氣脫硫制酸工藝技術(shù)的基礎(chǔ)上合作研發(fā)了針對我廠的脫硫廢液濃縮制酸工藝,已通過公司組織的可行性論證。論證認(rèn)為該方案技術(shù)上和經(jīng)濟(jì)上可行,有望徹底地解決HPF工藝遺留問題,符合國家循環(huán)經(jīng)濟(jì)政策和環(huán)保要求。新研發(fā)脫硫廢液濃縮制酸工藝由原料處理、焚燒、凈化、轉(zhuǎn)化、吸收、洗凈等幾部分組成:含硫漿液經(jīng)離心分離、濃縮、霧化、燃燒,生成含SO2、N2、H2O、CO2等的煙氣。煙氣送廢熱鍋爐回收熱量,再進(jìn)行增濕、冷卻、洗滌、干燥處理,在轉(zhuǎn)化器中將SO2轉(zhuǎn)化為SO3,最終用94%-98%濃硫酸吸收得成品濃硫酸。目前焦化行業(yè)對硫漿和脫硫廢液的處理還缺乏有效的手段,以硫漿為原料制硫酸是解決硫漿和硫鹽污染的一個(gè)很好的方向。
3結(jié)束語
3.1焦化生產(chǎn)以煤為原料,是污染排放大戶。染因子多,毒性大,治理難。
3.2隨著環(huán)保要求的日益提高,環(huán)保問題的治理需要加大投入力度,需要持續(xù)的努力。
3.3投產(chǎn)幾年來,我廠針對廢氣、廢液、廢渣等環(huán)保難題,加大投入,不斷改進(jìn),除文中提出的部分項(xiàng)目外,還有建設(shè)煤場擋墻、進(jìn)行皮帶通廊的封閉、改進(jìn)除塵裝置的布袋和管道等等。
3.4經(jīng)過幾年來的努力,我廠焦化主要污染源得到了有效控制,整體的環(huán)境保護(hù)水平在國內(nèi)同行中處于較好水平。