于曉榮

(山東工業(yè)職業(yè)學(xué)院，淄博 256414)

0 引 言

十九大報告中指出，建設(shè)生態(tài)文明、推進綠色發(fā)展是中華民族永續(xù)發(fā)展的千年大計，保護生態(tài)環(huán)境關(guān)系發(fā)展的長遠利益。習(xí)近平總書記也指出：“我們既要綠水青山，也要金山銀山。而且綠水青山就是金山銀山”的理念?，F(xiàn)階段焦化行業(yè)的發(fā)展逐漸成熟，按照綠色發(fā)展理念，長遠持續(xù)發(fā)展，實現(xiàn)源頭和過程控制，推進技術(shù)創(chuàng)新，走向綠色生產(chǎn)，實現(xiàn)綠色清潔生產(chǎn)勢在必行。

1 焦化行業(yè)中推行綠色清潔生產(chǎn)的意義

1.1 綠色清潔生產(chǎn)的意義

《焦化行業(yè)“十四五”發(fā)展規(guī)劃綱要》指出，“十四五”時期，焦化行業(yè)在轉(zhuǎn)化發(fā)展方式、深化綠色發(fā)展、提升創(chuàng)新能力、開展清潔生產(chǎn)等方面仍然任重道遠。綠色清潔生產(chǎn)是一種新的創(chuàng)造性思想，是環(huán)保和綠色生產(chǎn)的基礎(chǔ)，實現(xiàn)源頭治理，突出重點，配合必要的末端治理來實現(xiàn)綠色制造。以預(yù)防為主的環(huán)境戰(zhàn)略持續(xù)運用于生產(chǎn)過程、產(chǎn)品和服務(wù)中，以增加生態(tài)效率和減少人類及環(huán)境的風(fēng)險。清潔生產(chǎn)的目的主要是采用最大限度的利用原材料和能源資源，盡可能使用清潔的原料，節(jié)省能源，降低消耗，利用創(chuàng)新技術(shù)、設(shè)備、工藝，最大限度地轉(zhuǎn)化為產(chǎn)品，消除污染、保護環(huán)境。其中焦化行業(yè)中，實行清潔生產(chǎn)的方面有：(1)通過技術(shù)改造和優(yōu)化工藝，提升焦化產(chǎn)業(yè)綠色發(fā)展。(2)提高資源綜合回收利用率。(3)推動焦化行業(yè)產(chǎn)業(yè)升級和結(jié)構(gòu)調(diào)整[4]。

1.2 焦化行業(yè)的污染來源分析

焦化生產(chǎn)工序，是以煤炭為原料，按一定配煤比配合后，在焦爐炭化室內(nèi)進行高溫干餾，得到焦炭、焦爐煤氣和化學(xué)副產(chǎn)品的過程。主要配套備煤、煉焦、煤氣凈化、副產(chǎn)品加工、煤氣綜合利用和三廢處理作業(yè)系統(tǒng)。從焦化行業(yè)生產(chǎn)作業(yè)中分析，主要有粉塵、荒煤氣、固體廢棄物和焦化廢水等方面的污染問題，仍存在較大的污染治理難度。

焦化生產(chǎn)工序流程圖

(1)廢氣污染問題

荒煤氣導(dǎo)出過程，主要含有污染物有焦塵、硫化氫、二硫化碳、氰化氫、氧化氮及多環(huán)芳烴等物質(zhì)，有毒，易泄漏；推焦、運焦、熄篩焦以及煤氣凈化等工序中都會產(chǎn)生成分復(fù)雜的煙氣、廢氣及揮發(fā)性有害氣體，這些都會破壞工作環(huán)境和影響操作人員健康安全[3]。

(2)廢水污染問題

廢水來源主要有原料煤在高溫干餾條件下，物理結(jié)合水、化合水會被解析出來，形成廢水；濕法熄焦產(chǎn)生的熄焦工業(yè)廢水；煤氣凈化回收工藝中冷凝、脫硫、蒸氨、終冷、洗脫苯等工段的冷凝冷卻用水和廢液，還有清掃、排液廢水等等[2]，焦化企業(yè)廢水成分比較復(fù)雜，主要含有酚類、氰化物、硫化氫、氮化物等組分，有毒有害，污染重，廢水處理難度較大，否則會對區(qū)域內(nèi)水質(zhì)安全造成危害。

(3)固廢污染問題

從工藝流程順序進行分析，備煤工序，運輸、儲存、倒運、粉碎、配合、裝煤等過程中，或多或少地產(chǎn)生一定的粉塵飄散到空氣中，對周圍環(huán)境、設(shè)備設(shè)施造成安全威脅；在煉焦、推焦、出焦和篩焦作業(yè)環(huán)節(jié)過程中也會有煙塵現(xiàn)象，煤氣凈化副產(chǎn)品回收過程中產(chǎn)生的焦油渣、再生殘渣及污泥，對環(huán)境會產(chǎn)生嚴重污染。

(4)噪聲污染問題

原料煤的破碎、焦炭的篩分工序產(chǎn)生較大的噪聲，若用搗固煉焦裝煤也必然產(chǎn)生噪聲，在煤氣凈化過程中需要使用到鼓風(fēng)機、通風(fēng)機輸送煤氣，后期處理時又會用到冷卻設(shè)備，可以說在焦化生產(chǎn)的每個工序都會產(chǎn)生一定的噪音，必然會對周圍環(huán)境和操作人員產(chǎn)生危害。

表1 焦化行業(yè)污染類型及職業(yè)危害因素

總之，焦化過程中的廢氣、廢水、廢渣以及噪音等污染問題，必然要提高警惕，遵循綠色、環(huán)保理念，選擇經(jīng)濟科學(xué)的生產(chǎn)工藝，進行綠色清潔化生產(chǎn)刻不容緩。

2 綠色焦化技術(shù)研究

隨著創(chuàng)新技術(shù)發(fā)展，焦化行業(yè)生產(chǎn)相關(guān)技術(shù)已經(jīng)可以實現(xiàn)焦化企業(yè)“全面化”的綠色清潔生產(chǎn)，具體內(nèi)容如下：

2.1 搗固煉焦技術(shù)

搗固煉焦是將配合煤使用搗固機搗實成煤餅，提高煤料堆密度，再由裝煤推焦車從焦爐的機側(cè)將其推入炭化室內(nèi)的煉焦方式。研究表明：搗固側(cè)裝焦爐和頂裝焦爐相比，優(yōu)勢明顯。

(1)煤料范圍方面。 擴大弱黏結(jié)煤的使用，節(jié)省優(yōu)質(zhì)的煉焦煤源，降低生產(chǎn)成本，提高經(jīng)濟效益。(2)焦炭產(chǎn)量方面。單爐的生產(chǎn)能力相比更高。(3)焦炭質(zhì)量方面。明顯改善了焦炭的耐磨強度和反應(yīng)后強度，反應(yīng)性小，質(zhì)量提升。(4)清潔環(huán)保方面。減少出焦次數(shù)、減少機械磨損、降低勞動強度、改善操作環(huán)境。我國現(xiàn)階段的焦化行業(yè)發(fā)展中，搗固煉焦已經(jīng)成為主要的發(fā)展趨勢。

2.2 煤調(diào)濕技術(shù)

煤調(diào)濕(CMC)是裝爐煤水分控制技術(shù)的簡稱。入爐前除去部分水分，控制裝爐煤水分穩(wěn)定(約6%)的煉焦用煤的預(yù)處理技術(shù)，是焦化行業(yè)綠色清潔生產(chǎn)技術(shù)改進手段之一。

具有一定的技術(shù)效果：(1)增加裝爐煤堆積密度，擴大弱黏結(jié)性煤的比例配入。(2)降低入爐煤水分，降低煉焦總能耗，穩(wěn)定焦爐操作，提高焦炭質(zhì)量和焦爐生產(chǎn)能力。(3)減少煉焦廢水排放，減少污水處理成本，達到節(jié)能、環(huán)保、降耗、提高生產(chǎn)經(jīng)濟效益。美國、日本[10]等國在煤調(diào)濕工藝技術(shù)方面進行快速發(fā)展，我國在引進吸收國外先進技術(shù)的基礎(chǔ)上, 自主開發(fā)建成投產(chǎn)的一批CMC技術(shù)設(shè)置，從焦化行業(yè)清潔生產(chǎn)角度講，其中流化床煤調(diào)濕技術(shù)是節(jié)能環(huán)保和資源循環(huán)再利用一種的有效措施。

2.3 干熄焦技術(shù)

焦炭熄焦是指將紅熾狀態(tài)的焦炭降溫冷卻的操作過程。主要有濕法熄焦和干法熄焦兩種方式。傳統(tǒng)的濕法熄焦技術(shù)是用水噴灑熄滅紅火、直接接觸降溫的一種方法。濕法熄焦存在污染嚴重、能源浪費、焦炭質(zhì)量下降等問題。干法熄焦技術(shù)而是相對于濕法熄焦的一種綠色焦化生產(chǎn)技術(shù)，用較低溫度的循環(huán)惰性氣體作為熱載體，與高溫?zé)霟岬募t焦進行直接接觸交換熱量，使紅焦冷卻至200 ℃以下，用廢熱鍋爐回收熱量，進行蒸汽發(fā)電后續(xù)再利用，是目前重點發(fā)展的綠色清潔生產(chǎn)技術(shù)之一。

(1)干熄焦投資運行成本偏高，但是干法熄焦回收焦炭顯熱，能夠利用顯熱產(chǎn)生蒸汽發(fā)電，有效提升了能源再利用，對其獲得有一定的經(jīng)濟效益。大部分焦化企業(yè)已經(jīng)配置干熄焦裝置，從而對焦炭進行最大化的利用。

(2)干熄焦技術(shù)避免了濕熄焦的急劇冷卻對焦炭結(jié)構(gòu)的影響，比如機械強度、耐磨性、真密度、熱穩(wěn)定性、水分等指標均有大大改善，更有利于滿足冶金用焦炭的質(zhì)量要求。

(3)從環(huán)境保護效益方面看，干熄焦技術(shù)可以在完全密封的循環(huán)系統(tǒng)中操作，大大減少酚、硫化物、氰化物及粉塵外溢而對大氣的污染，干熄焦生產(chǎn)設(shè)備環(huán)境效益明顯，而且起到節(jié)能降耗的作用[6]。因此干熄焦技術(shù)是國內(nèi)煉焦行業(yè)重點推廣應(yīng)用的節(jié)能減排、清潔生產(chǎn)和綜合利用的新技術(shù)。

2.4 煤氣脫硫技術(shù)

隨著環(huán)保標準要求的日益嚴格，焦爐煙道氣脫硫脫硝、脫硫廢液綜合利用就顯得尤為重要。原有的焦爐煙氣排放達不到標準要求，進而對焦爐煙氣脫硫脫硝技術(shù)的改進隨之而來?？梢酝ㄟ^設(shè)計焦爐煙氣的脫硫脫硝方案，并對工藝進行模擬優(yōu)化，解決對應(yīng)環(huán)保問題，不斷提升企業(yè)節(jié)能環(huán)保水平。另一方面，煤氣脫硫技術(shù)改進可以采用焦化脫硫液處理和副鹽資源化利用技術(shù)，經(jīng)過處理后的堿液氨水能夠回收再利用，也能繼續(xù)在脫硫系統(tǒng)中應(yīng)用。而處理后可提取得到脫硫液的副鹽產(chǎn)品硫氰酸銨和混合銨鹽，避免了脫硫管道堵塞結(jié)垢和環(huán)境污染，實現(xiàn)廢液資源化利用，創(chuàng)造了巨大的經(jīng)濟效益[7]。

2.5 煙塵處理技術(shù)

焦化生產(chǎn)過程中，煉焦爐就是產(chǎn)生污染物最多的一個工序，產(chǎn)生的大量廢氣通過焦爐爐體的縫隙漏入到大氣中，首先可以考慮改進焦爐爐體的嚴密性問題，減少焦爐的漏氣現(xiàn)象，從根本上解決問題。結(jié)焦過程，爐門可以通過技術(shù)改進，減少煤氣的外漏，防止爐門處冒煙冒火情況[8]。裝煤、煉焦和熄焦過程產(chǎn)生的粉塵、廢氣可以通過排入地面除塵站進行處理，顆粒物灰塵以旋風(fēng)除塵、袋式除塵、電除塵等方法進行處理。煤氣凈化流程，可以分階段冷卻、除塵來代替?zhèn)鹘y(tǒng)的直接用氨水噴淋荒煤氣的方法，來完成煙塵、粉塵污染的控制。

2.6 焦化廢水處理新技術(shù)

依據(jù)清潔生產(chǎn)的理念，從焦化廢水的來源和組分方面進行分析，從原料、工藝、污染治理等方面實現(xiàn)廢水減排處理措施，主要包括有物理化學(xué)法、化學(xué)法以及生物化學(xué)法。還有一些新的處理工藝技術(shù)，比如：電化學(xué)氧化技術(shù)、光催化氧化法、超臨界氧化技術(shù)、微波氧化技術(shù)、催化濕式氧化技術(shù)和臭氧氧化法等，將這些新技術(shù)與傳統(tǒng)處理技術(shù)進行聯(lián)合應(yīng)用，能更有效地處理焦化廢水，把有毒有害的物質(zhì)轉(zhuǎn)化成無害物質(zhì)，會取得顯著效果[9]。焦化廢水還應(yīng)做到預(yù)防和治理緊密結(jié)合，實現(xiàn)水資源循環(huán)再利用，從而達到焦化行業(yè)清潔生產(chǎn)的目的。

3 結(jié)束語

積極推行綠色清潔生產(chǎn)，合理運用新技術(shù)、新設(shè)備，既可以提高企業(yè)的技術(shù)和管理水平，又可以給企業(yè)帶來了巨大的經(jīng)濟、社會和環(huán)境效益，甚至推動整個行業(yè)的發(fā)展。隨著科技進步和社會發(fā)展，原料、設(shè)備、過程控制、工藝技術(shù)、產(chǎn)品類型、廢棄物循環(huán)使用和治理等方面，將會不斷的出現(xiàn)可用于焦化生產(chǎn)行業(yè)的創(chuàng)新措施，清潔生產(chǎn)、綠色轉(zhuǎn)型升級的目標必然能實現(xiàn)[10]。