焦化生产与环境治理（浅谈）

一、钢铁行业焦化生产工艺和流程：

备煤：备煤的任务是为炼焦及时供应合乎质量要求的配合煤。

炼焦：将配合煤装入碳化室，经过高温干馏变成焦炭，并放出荒煤气。

熄焦：用推焦机将焦炭从碳化室推出，经过拦焦车后落入熄焦车内送往熄焦塔熄焦。

化产：在炼焦过程中产生的化学产品经过回收、加工提取焦油、氨、萘、硫化氢、粗苯等产品，并获得净焦炉煤气、煤焦油。

详细步骤：煤通过焦化工艺制成满足高炉入炉要求的治金焦。用优质的治金焦炼铁，可以实现高产、优质、低耗、减排和回收资源再利用。

 

钢铁行业的焦化生产过程包括三个主要部分：粉碎配料、炼焦和化产。炼焦部分又包括裝煤、炼焦、出焦、筛焦。焦化所用的原料、辅料和燃料包括煤、化学品（洗油、脱硫剂和硫酸）和煤气。焦炉生产所用的设备主要有一般焦炉、捣固焦炉、直立式炭化炉。

 

一般焦炉按规模和尺寸可分为大型焦炉和普通焦炉两种。捣固焦炉多用于地区煤质不好，弱黏结性或高择发分煤配比比较多的企业。直立式炭化炉一般用于煤制气或生产特种用途焦。钢铁企业主要采用一般焦炉和捣固焦炉，其中以一般焦炉为主，占所有焦炉数量的90%以上。

 

大型现代化钢铁企业采用大型焦炉，按一定比例自动配煤，经过粉碎、调湿成合格煤粒，装入焦炉炭化室中，经高温干馏生成焦炭后推出，再经熄焦、筛焦得到粒径>25mm的冶金焦。荒煤气则送往煤气净化系统脱除水分、氨、焦油、硫、氰、苯、茶等，回收各类化学产品，最后产出净气。

 

 

二、焦化生产主要原料消耗：

焦化生产的主要原料消耗是炼焦煤。炼焦煤是焦化生产中不可或缺的基础原料配煤，通常在焦炭生产中，对焦煤的配入比例一般存在下限要求，一般比例大约占30%～50%。此外，在焦化生产过程中，也会消耗一部分辅助材料，如中温沥青、改质沥青等，以及一些燃料，如洗精煤、焦末等。但这些辅助材料和燃料的消耗量相对较少

三、焦化工序的主要能源消耗：

洗精煤消耗：在焦化生产中，需要使用洗精煤作为燃料和还原剂。

焦炉煤气消耗：焦化过程中会产生大量的焦炉煤气，这些煤气在加热焦炉的过程中被消耗。

高炉煤气消耗：在焦化生产中，高炉煤气也被用作燃料和还原剂。

其他能源消耗：焦化生产中还会消耗其他能源，如电力、蒸汽等。

其主要能源物质产出为焦炭、焦炉煤气、各类化产品等，主要回收的能源为干熄焦产生的蒸汽和电力。输入能源减去输出能源和回收能源即为工序能耗。根据所用煤质和工艺的不同，各生产企业工序能耗也有所不同，一般焦化工序屯产品能耗为 120~160 kgcert，先进企业吨产品能耗约为 120 kgcert，全国焦化企业吨产品能耗平均值约为 142 kgce/to

 

 

四、产化工序的消耗主要包括以下几类：

蒸汽消耗：产化工序需要使用蒸汽作为动力源和热源，如蒸汽透平、蒸汽加热器等设备都需要消耗大量的蒸汽。

电力消耗：产化工序中的各种设备都需要电力驱动，如离心机、搅拌器、泵等。

水消耗：产化工序需要使用大量的水，如洗涤、冷却、输送等过程都需要水。

压缩空气消耗：产化工序中的一些设备需要使用压缩空气作为动力源，如风动搅拌器等。

另外化产工序还会消耗一些洗油、脱硫剂和浓硫酸等：主要产品是焦炭、煤和化产品（焦油、茶、茶、沥青、脱硫产品、脱氨产品等)。

 

五、焦化生产排放的废气环节：

备煤和筛分过程：在备煤和筛分过程中，煤场的扬尘和煤破碎及运输系统的煤尘都会造成环境污染。这些废气中往往含有大量的颗粒物，如PM2.5和PM10等。

焦炉烟尘排放：焦炉烟尘是指在焦炉装煤、炼焦、推焦和息焦过程中产生的废气。这些废气中含有大量的污染物，如多环芳香族化合物、烷基芳烃、氨、硫化氢、氰化氢等。其中，多环芳香族化合物和烷基芳烃主要来自炼焦过程中的不完全燃烧，而氨和硫化氢等则主要来自焦炉煤气净化过程中化学反应的副产物。

蒸馏塔排放：蒸馏塔是焦化生产中重要的设备之一，它可以将焦炭中的有机物质进行分离和提纯。在这个过程中，蒸馏塔会排放出含有大量VOCs（挥发性有机物）的废气。这些VOCs废气中往往含有大量的有毒有害物质，如苯、萘、酚类等。

废水处理过程：在焦化生产过程中，会产生大量的废水。这些废水中往往含有大量的污染物，如硫化物、氨气等。在废水处理过程中，这些污染物会被释放到大气中，从而

对环境和人体健康造成潜在的危害。

六、炼焦生产系统废气及各种污染物产生物

废气产生量：炼焦生产过程中，废气的产生主要来自备煤、炼焦、化产等工序。其中，备煤工序会产生煤尘、苯并芘等污染物；炼焦工序会产生焦炉烟尘、多环芳烃等污染物；化产工序会产生氨、硫化氢等污染物。这些废气中含有很多种类的污染物，会对环境和人体健康造成很大的危害。

废气中各种污染物产生量：炼焦生产过程中，废气中各种污染物的产生量与炼焦工艺、原料煤质量等因素有关。其中，多环芳烃是炼焦烟尘中最主要的污染物之一，其产生量与炼焦工艺和原料煤的成分有关；苯并芘是焦炉烟尘中的另一种主要污染物，其产生量与炼焦工艺和操作条件有关；氨和硫化氢是化产工序中主要的污染物之一，其产生量与原料煤的成分和炼焦工艺有关。

为了减少炼焦生产过程中废气和污染物的排放，需要采取有效的环保措施，如采用低硫煤、优化炼焦工艺、密闭生产设备等。同时，加强废气治理和污染物排放监管。

 

七、炼焦过程产生的废气及特点如下：

废气来源：炼焦过程会产生多种废气，主要来源于以下几个方面：备煤、炼焦、化产等工序，以及烟尘、废水和废渣等。

废气特点：炼焦废气中含有很多种类的污染物，如多环芳烃、苯并芘、氨、硫化氢等，这些污染物会对环境和人体健康造成很大的危害。其中，多环芳烃和苯并芘是炼焦烟尘中最主要的污染物之一，具有致癌和致突变作用；氨和硫化氢则会对人体健康和环境造成很大的危害。

 

八、炼焦过程产生废气处理工艺和流程：：

冷凝法：采用降低温度或提高系统压力的方法使气态污染物冷凝并从废气中分离出来的过程。它尤其适于处理含较高浓度、有回收价值的有机气态污染物的气体，单纯的冷凝法往往不能达到规定的分离要求，故此法常作为吸附、燃烧等净化高浓度废气的前处理过程。基本原理为气态污染物在不同的压力和不同的温度下具有不同的饱和蒸汽压，因此降低温度和加大压力就可以使某些气态污染物凝成液体，从而达到净化和回收的目的。

吸附法：吸附是一种复杂的表面现象。它是利用多孔性固体吸附剂来处理气态（或液态）混合物，使其中的一种组分在固体表面未平衡的分子引力或化学键力的作用下被吸附在固体表面未，从而达到分离目的。目前吸附操作在净化有毒有害气体方面也得到了广泛应用，成为处理气态污染物的重要方法之一。

燃烧法：利用燃烧过程将废气中可燃气体、有机蒸汽、微细的尘粒等转变为无害或易除去的方法。它的特点是可以处理污染物浓度很低的废气、净化度高，还可消烟、除臭。该工艺简单，操作方便。燃烧法可分三类：直接燃烧法、焚烧法和催化燃烧法。它是利用燃料产生的热量将废气加热至高温，使其中所含污染物燃烧分解、氧化。

稀释法：稀释法也称高烟囱排放法：把废气通过烟囱排入高空，利用风力使气流在大气中扩散，从而使气态污染物得到稀释。稀释法并不能使气态污染物得到治理，但它起到减轻地面污染的作用，通过高烟囱排放，一般使地面的烟气浓度降0.001%～1%。

负压回收法：利用负压工艺装置，将废气回收至装置内。现在应用较多的是将尾气回收到负压煤气管道中。该种工艺运行稳定，所需能耗低，实施简便，但必须进行严格有效的安全评估，并在设计上采取有效的安全控制措施。

以上就是炼焦过程中各类废气的处理方法，需要注意的是，不同的废气处理方法有不同的适用范围和优缺点，选择合适的处理方法需要根据具体情况进行评估和选择。同时，为了保证废气处理的效果和安全性，需要进行严格的操作和管理，确保处理设施的正常运行和使用效果。

 

 

九、焦化废水的主要来源：

1. 、是剩余氨水，它是在煤干馏及煤气冷却中产生出来的废水，其水量占焦化废水总量的一半以上，是焦化废水的主要来源；含酚、氰的煤气终冷水、蒸汽冷凝分馏水。

2.、是在煤气净化过程中产生出来的废水，如煤气终冷水和粗苯分离水等；煤气终冷的直接冷却水、粗苯加工的直接蒸汽冷凝分离水、精苯加工过程的直接蒸汽冷凝分离水、洗涤水，车间地坪或设备清洗水等与前述剩余氨水一起统称为酚氰废水。这种水含有一定浓度的酚、氰和硫化物，水量尽管不如剩余氨水量大，但成分复杂，是炼焦工艺中有代表性的废水。

3.、是在焦油、粗苯等精制过程中及其它场合产生的废水。这种废水是生产精加工化学品过程中的洗涤废水，水量较小，且仅在少数生产古马隆产品的焦化厂中存在，一般呈白色乳化状态，除含酚、油类物质外，还因聚合反应所用催化剂不同而含有其它产物。

 

十、焦化废水的特点：

成分复杂：焦化废水含有多种有机污染物，如酚类、氰化物、硫化物、氨氮等，以及多种难降解有机物。这些污染物对环境和人类健康都具有潜在的危害。

水质水量变化大：焦化废水的水质和水量会随着生产工艺和操作条件的变化而变化，这给废水处理带来了困难。

有机物含量高：焦化废水中的有机物含量很高，且多为难降解有机物。这些有机物对环境的影响较大，需要进行有效的处理。

处理难度大：由于焦化废水中含有大量的难降解有机物和有毒有害物质，因此处理难度较大，需要采用多种处理方法相结合才能达到良好的处理效果。

 

不同规模的焦化厂废水产生物因工艺和操作条件的不同而有所差异。一般来说，焦化厂的废水主要来源于剩余氨水、煤气净化过程、焦油和粗苯等精制过程以及其它场合。废水中含有的主要污染物有酚类、氰化物、硫化物、氨氮等，同时还有大量的难降解有机物。

 

对于不同规模的焦化厂，由于生产工艺和操作条件的差异，废水中的污染物种类和浓度也会有所不同。例如，大型焦化厂的废水可能含有更多的多环芳烃和其它难降解有机物，而小型焦化厂的废水可能含有更多的氨氮和其它易降解有机物。一般来说，规模越大的焦化厂废水产生量相对越多。例如，年产150万吨焦炭的焦化厂，其废水产生量大约为76m3/h，循环水及排污水为52m3/h，总处理水量为128m3/h。

 

 

十一、焦化生产废水的处理工艺和流程：

预处理：废水首先进入预处理阶段，包括除油、除渣等操作。这主要是为了去除废水中的大颗粒物质和油脂，以便后续的生化处理阶段能够更有效地进行。

生化处理：预处理后的废水进入生化处理阶段，包括活性污泥法、A/O法、A2/O法等。这些方法利用微生物降解有机物，将其转化为无害的物质，如二氧化碳和水。同时，也进行了脱氮除磷过程。

深度处理：生化处理后的废水进入深度处理阶段，包括混凝、沉淀、过滤等操作。这主要是为了去除废水中的悬浮物、氨氮、总磷等污染物，进一步降低废水中的污染物浓度。

消毒：经过深度处理后的废水需要进行消毒处理，以杀灭废水中的细菌和病毒等有害微生物。常用的消毒方法有氯消毒、紫外线消毒等。

排放或再利用：经过上述处理流程后，废水达到国家排放标准或满足再利用要求，可以排放或再利用。

需要注意的是，焦化厂废水的处理工艺和流程会因不同的工艺和操作条件而有所不同。为了保证处理效果和安全性，需要严格的操作和管理，进行定期的维护和检修。

 

 

十二、焦化生产前采用污染防治技术包括：

抑制粉尘产生：通过改变生产工艺流程或升级工艺设备来减少无组织排放的产生。例如，采用无尘或少尘的矿石破碎、筛分机械，减少粉料的落料落差；增加粉料的含水量等措施。

源头抑制：在无组织排放的源头，采取有效的技术设备抑制无组织污染物的扩散。例如，喷雾除尘技术、高压干雾技术、微雾除尘技术、袋式除尘技术，以及将这些技术组合应用的粉尘治理技术。

废气处理：采用冷凝法、吸附法、燃烧法、稀释法或负压回收法来处理焦化过程中产生的废气。

废水处理：采用预处理、生化处理、深度处理和消毒等工艺流程来处理焦化废水。

 

十三、焦化生产工艺节能减排技术：

 

源头减量技术：加热煤气采用低硫、低氮燃气，采用废气循环与多段加热相结合的低氮燃烧技术，并加强焦炉生产操作管理，降低空气过剩系数，以实现焦炉均匀加热的同时，降低燃烧强度，减少NOx产生量。

过程控制技术：通过研发支撑低碳冶金的新焦化产品，如富氢高炉所需高强度高反应性焦炭，向化工行业提供合成气，向新能源行业提供高纯氢气等，实现碳减排。

末端治理技术：采用半干法脱硫+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来处理废气。

极限节能及能效提升技术：焦化企业在生产经营全流程、全方位推广应用先进节能降耗技术，如利用低碳燃料炼焦，研发富氧燃烧技术，逐步推广分布式光伏及清洁能源的应用等。

能源替代技术：利用富氢高炉所需高强度高反应性焦炭等新型焦化产品实现能源替代。

碳捕集与利用技术：积极推进二氧化碳捕集与资源化利用技术（CCU）的产业化、规模化，以及钢化联产固炭技术的推广应用。