钢铁行业炼焦厂环境影响评价中工程要点分析
王成玉+张福行+胡双柏
摘要：在炼焦厂建设项目环境影响评价过程中，通过严格把握国家相关法律法规、产业政策及环保政策，深入了解炼焦生产工艺，掌握炼焦厂的污染特点，提出针对性较强的污染控制措施等技术要点的把握，使评价结果更可靠可信，为建设项目的工程设计和环境管理提供科学依据。
关键词：炼焦厂；环境影响评价；工程分析
中图分类号：X822.5 文献标识码：A 稿件标号：2095-672X（2017）04-0044-02
DOI：10.16647/j.cnki.cn15-1369/X.2017.04.020
Abstract： In the process of environmental impact assessment of coking plant construction project， through thorough grasp of relevant state laws and regulations， industrial policies and environmental policies， we have a better understanding of coking production technology， grasping the pollution characteristics of coking plants， and put forward targeted pollution control measures. Technical points to grasp， so that the evaluation results more reliable and credible， for the construction of the project design and environmental management to provide a scientific basis.
Key words： Coking plant； Environmental impact assessment； Engineering analysis
1 炼焦的任务和生产工艺流程
1.1 炼焦的任务
烟煤隔绝空气加热到950-1050℃，经过干燥、热解、熔融、黏结、固化、收缩等阶段最终得到焦炭，这一过程称作高温干馏，是煤的炭化过程，工业上称作高温炼焦或炼焦化工，简称炼焦或焦化。
高温炼焦是煤综合利用最成熟、应用最广泛的重要方法，其主体设备是焦炉，所得主要产品是焦炭，副产品是荒煤气，其中包括多种化学产品。焦炭主要用于高炉冶炼、铁合金冶炼、铸造、气化和化学工业燃料或原料。产生的荒煤气送煤气精制系统制备净化的焦炉煤气，除部分焦炉加热自用以外，还作为燃料进行外供。
1.2 炼焦生产工艺流程
本文所指炼焦厂，主要是指钢铁联合企业中涵盖煤处理系统、炼焦系统及焦处理系统的生产工艺单元，不包括煤气精制部分。譬如某炼焦厂生产工艺流程如下：炼焦煤经原料码头运至煤场堆放，按需要送至煤处理系统经配合，粉碎，混合，干燥，輸送等工序，送入贮煤塔。贮煤塔中的煤料经装煤车装入焦炉炭化室中高温干馏，经一段时间加热生成焦炭及荒煤气。焦炭由推焦车推出，依次经拦焦车、焦罐车，经提升与横移牵引装置送入干熄焦槽，干熄后的焦炭经筛分后根据其粒径分别送往高炉等用户，产生的荒煤气送煤气精制系统制备净化的焦炉煤气。
2 炼焦厂的污染特点
2.1 废气和粉尘产生量大
炼焦厂生产过程中大气污染严重，废气和粉尘产生量大，含尘浓度高。每生产1 t焦炭大约产生5000m3-13000m3废气和3-5kg左右的粉尘。炼焦的废气中还含有SO2、NOx、H2S、B[a]P等物质，一般t焦散发B[a]P约1.0g，SO2约0.05-2kg。SO2的产生量因焦炉加热用燃气的性质和质量而有较大的差别。
2.2 粉尘产生点位多
炼焦厂生产过程中粉尘产生点位多，煤处理系统的粉碎、混合、干燥等预处理、煤转运站 、煤塔等环节，再有炼焦系统中的装煤、出焦、干熄焦以及焦处理系统的装焦、筛分和转运等过程均有粉尘产生。此外，焦炉炉体运行过程中，焦炉装煤孔盖、炉门及上升管等处亦会产生烟尘，这就给有效收集和去除粉尘效率提出了很高的要求，要求有很高的粉尘捕集率和除尘效率。
2.3 无组织排放严重
炼焦在装煤、推焦、导焦和干熄焦等过程中，由于装备或工艺的局限性，不能做到完全的废气捕集，有多种污染物外逸。《炼焦化学工业污染物排放标准》（GB16171-2012）中也特别规定了苯并[a]芘、硫化氢、氨等污染物的无组织排放浓度限值。
2.4 粉尘具有回收利用价值
炼焦厂产生的粉尘基本为含煤粉尘或含焦粉尘，回收利用价值高。装煤及备煤除尘系统收集下来的煤尘可返回到炼焦工艺系统中再次利用；出焦及焦处理除尘系统收集下来的焦尘，干熄焦除尘系统收集下来的焦尘，用料罐车返回高炉喷吹等系统中再次利用。
2.5 废水可实现“零排放”
炼焦厂废水主要来炼焦过程中的间接冷却水、加热蒸汽冷凝水等生产净废水和生产污水，如接触粉尘废水、煤气管道冷凝水及含酚氰污水等。炼焦废水产生量大，且因熄焦、除尘等工艺而有较大差异；废水水质复杂，含有大量的有机污染物、酚、硫和氨等有毒有害污染物，不经处理排放出来会对周边生态环境造成很大的危害。
当前炼焦厂如采用干熄焦、干法除尘等清洁生产技术及合适的炼焦酚氰废水处理工艺，使炼焦废水从源头减少产生量，然后实施分质供水，在炼焦厂实现炼焦废水“零”排放是可能的。
3 环境影响评价技术要点
3.1 产业政策要求
根据国家发改委发布的《产业结构调整指导目录（2011年本）》的要求，限制建设顶装焦炉炭化室高度<6.0米，100万t/年以下焦化项目；且鼓励煤调湿、干法熄焦等先进技术的研发和利用。根据国家工业和信息化部于2008年12月发布的《焦化行业准入条件（2008年修订）》要求，新上焦化项目要从生产企业布局、工艺与装备、产品质量、资（能）源消耗和副产品综合利用、环境保护、技术进步和监督与管理等七个方面的满足准入条件。其中对常规机焦炉装备有如下规定：“新建顶装焦炉炭化室高度必须≥6.0米、容积≥38.5m3；企业生产能力100万t/年及以上；建焦炉要同步配套建设干熄焦装置；同步配套建设脱硫、脱氰、脱氨等煤气净化工业工艺；综合能耗≤165 kg 标准煤/t 焦，煤耗小于1.33 t/t 焦，水循环利用率≥95%”。
3.2 清洁生产要求
3.2.1 资源能耗利用指标
资源能耗利用指标选择了炼焦行业最常用的经济技术指标，如工序能耗、t焦耗新鲜水量、焦炉煤气利用率、水循环利用率等指标，耗新水量越大，废水产生量将越大，对环境的危害也越大，另外，焦炉煤气、设备水循环利用率越高，说明资源浪费越小。降低能源消耗亦是炼焦行业提高经济效益和保护环境的重要途径。国内炼焦行业清洁生产先进水平要求，如下表1：
3.2.2 废物回收利用指标
炼焦生产过程中产生的废物主要有：熄焦废水、煤处理系统除尘回收的煤尘、装煤推焦除尘系统除下的焦尘、熄焦筛焦系统回收的焦粉和剩余污泥。这些废物成份复杂，如固体废物露天堆置，随风飘散或被雨水冲刷会对大气、土壤和水体产生污染。
因此，必须对这些废物采取有效的综合利用和合理处置。国内炼焦行业清洁生产先进水平要求，酚氰废水处理后尽可能回用，剩余废水可以达标外排；熄焦废水闭路循环，均不外排；备煤、装煤、推焦除尘系统除下物全部回收利用；熄焦、筛焦系统粉尘全部回收利用。
3.3 污染控制要求
3.3.1 废气和粉尘污染物控制
煤处理系统的运煤通廊和转运站均为封闭设计，避免煤尘外泄。在煤转运站、粉碎机室、煤干燥等处设置布袋除尘系统净化后排放。
炼焦系统中采用高压氨水无烟装煤，装煤和出焦均设有地面除尘站，采用高效脉冲袋式除尘器处理。焦炉加热燃烧后的烟气，通过100m以上的烟囱高空排放，与大气充分混合、扩散、稀释。干熄焦系统产生的粉尘经集气罩捕集后，送干熄焦地面除尘站除尘，净化后烟气经由烟囱外排；干熄焦所用的惰性气体经一次除尘后，由干熄焦锅炉回收余热，再经二次除尘后循环使用，不外排。焦处理系统在炉前焦库、筛焦楼、回送焦台、焦转运站等扬尘点设集尘装置，采用防静电材质低压脉冲袋式除尘器净化处理，净化后的气体经由烟囱外排。脉冲袋式除尘器收集的粉尘由刮板输送机送入粉尘贮仓后，采用汽车定期外运。此外，将筛贮焦系统各转运站及运焦通廊均设计成封闭式，并在主要扬尘部位设置冲洗地坪等洒水抑尘措施，防止二次扬尘。
3.3.2 废水污染物控制
采用干熄焦技术及干法除尘的炼焦厂，产生的废水分为生产净废水和沖洗地坪、煤气管道冷凝水等生产污水。生产净废水来源于间接冷却水排污水及凝结水，其水质除水温略有升高外基本未受到污染，设冷却塔冷却后循环水使用，对排放的强制排污水，做到串级使用，提高循环水的利用率。来自车间地坪冲洗水、煤气管道冷凝水等生产污水，经A2O生化工艺等技术处理后，大部分作为工业循环水补充水回用，其余出水作为原料堆场抑尘洒水使用，可实现不对外排放。
3.3.3 固体废物综合利用
煤粉送焦化配料槽配入炼焦煤中综合利用、焦粉均回收作燃料或送烧结综合利用，固体废物的处理率可达100%。既使废物资源化，又节约资源，减少一次能源的使用，进而减少一次能源开发所带来的一系列环境问题。
3.4 大气、卫生防护距离的要求
炼焦厂无组织泄漏产生有害因素主要在焦炉，选择粉尘、SO2、B[a]P、H2S、NH3等主要污染物作为计算项目，采用《环境影响评价技术导则——大气环境》（HJ2.2—2008）中的大气环境防护距离模式进行大气环境防护距离计算，在此距离内不应有长期居住的人群。
同时《炼焦业卫生防护距离》（GB11661—2012）规定了不同生产规模、不同风速条件下应执行的卫生防护距离；按照标准规定，生产中产生有害因素的部门（本项目指焦炉炉体）边界至对大气污染比较敏感的区域，如居民区、学校和医院的距离不应小于卫生防护距离。
4 结束语
在对炼焦厂的环境影响评价工程分析过程中，对照《产业结构调整指导目录（2011年本）》、《焦化行业准入条件（2008年修订）》等产业政策的相符性，执行《炼焦化学工业污染物排放标准》（GB16171-2012）标准，及根据炼焦行业清洁生产标准判断清洁生产水平是否满足要求，提出针对性较强的污染控制措，同时在选址上要满足炼焦厂的大气、卫生防护距离的标准，以减少污染物对敏感区域的影响。
参考文献
[1]钟兴菊，龙少波. 环境影响的IPAT模型再认识[J]. 中国人口·资源与环境，2016，（03）：61-68.
[2]孙振清，赵秀生，刘滨，何建坤. 钢铁生产环境影响的ECECA方法[J]. 清华大学学报（自然科学版），2007，（09）：1541-1544+1548.
[3]周纯，吴仁海. 环境影响的经济评价方法与应用[J]. 云南环境科学，2005，（01）：52-53.
[4]刘芳. 低碳经济视角下钢铁行业发展策略分析[J]. 山东工业技术，2015，（21）：4.
作者简介：王成玉（1983年-），男，学士学位，炼铁厂炼焦分厂主任工程师。
摘要：在炼焦厂建设项目环境影响评价过程中，通过严格把握国家相关法律法规、产业政策及环保政策，深入了解炼焦生产工艺，掌握炼焦厂的污染特点，提出针对性较强的污染控制措施等技术要点的把握，使评价结果更可靠可信，为建设项目的工程设计和环境管理提供科学依据。
关键词：炼焦厂；环境影响评价；工程分析
中图分类号：X822.5 文献标识码：A 稿件标号：2095-672X（2017）04-0044-02
DOI：10.16647/j.cnki.cn15-1369/X.2017.04.020
Abstract： In the process of environmental impact assessment of coking plant construction project， through thorough grasp of relevant state laws and regulations， industrial policies and environmental policies， we have a better understanding of coking production technology， grasping the pollution characteristics of coking plants， and put forward targeted pollution control measures. Technical points to grasp， so that the evaluation results more reliable and credible， for the construction of the project design and environmental management to provide a scientific basis.
Key words： Coking plant； Environmental impact assessment； Engineering analysis
1 炼焦的任务和生产工艺流程
1.1 炼焦的任务
烟煤隔绝空气加热到950-1050℃，经过干燥、热解、熔融、黏结、固化、收缩等阶段最终得到焦炭，这一过程称作高温干馏，是煤的炭化过程，工业上称作高温炼焦或炼焦化工，简称炼焦或焦化。
高温炼焦是煤综合利用最成熟、应用最广泛的重要方法，其主体设备是焦炉，所得主要产品是焦炭，副产品是荒煤气，其中包括多种化学产品。焦炭主要用于高炉冶炼、铁合金冶炼、铸造、气化和化学工业燃料或原料。产生的荒煤气送煤气精制系统制备净化的焦炉煤气，除部分焦炉加热自用以外，还作为燃料进行外供。
1.2 炼焦生产工艺流程
本文所指炼焦厂，主要是指钢铁联合企业中涵盖煤处理系统、炼焦系统及焦处理系统的生产工艺单元，不包括煤气精制部分。譬如某炼焦厂生产工艺流程如下：炼焦煤经原料码头运至煤场堆放，按需要送至煤处理系统经配合，粉碎，混合，干燥，輸送等工序，送入贮煤塔。贮煤塔中的煤料经装煤车装入焦炉炭化室中高温干馏，经一段时间加热生成焦炭及荒煤气。焦炭由推焦车推出，依次经拦焦车、焦罐车，经提升与横移牵引装置送入干熄焦槽，干熄后的焦炭经筛分后根据其粒径分别送往高炉等用户，产生的荒煤气送煤气精制系统制备净化的焦炉煤气。
2 炼焦厂的污染特点
2.1 废气和粉尘产生量大
炼焦厂生产过程中大气污染严重，废气和粉尘产生量大，含尘浓度高。每生产1 t焦炭大约产生5000m3-13000m3废气和3-5kg左右的粉尘。炼焦的废气中还含有SO2、NOx、H2S、B[a]P等物质，一般t焦散发B[a]P约1.0g，SO2约0.05-2kg。SO2的产生量因焦炉加热用燃气的性质和质量而有较大的差别。
2.2 粉尘产生点位多
炼焦厂生产过程中粉尘产生点位多，煤处理系统的粉碎、混合、干燥等预处理、煤转运站 、煤塔等环节，再有炼焦系统中的装煤、出焦、干熄焦以及焦处理系统的装焦、筛分和转运等过程均有粉尘产生。此外，焦炉炉体运行过程中，焦炉装煤孔盖、炉门及上升管等处亦会产生烟尘，这就给有效收集和去除粉尘效率提出了很高的要求，要求有很高的粉尘捕集率和除尘效率。
2.3 无组织排放严重
炼焦在装煤、推焦、导焦和干熄焦等过程中，由于装备或工艺的局限性，不能做到完全的废气捕集，有多种污染物外逸。《炼焦化学工业污染物排放标准》（GB16171-2012）中也特别规定了苯并[a]芘、硫化氢、氨等污染物的无组织排放浓度限值。
2.4 粉尘具有回收利用价值
炼焦厂产生的粉尘基本为含煤粉尘或含焦粉尘，回收利用价值高。装煤及备煤除尘系统收集下来的煤尘可返回到炼焦工艺系统中再次利用；出焦及焦处理除尘系统收集下来的焦尘，干熄焦除尘系统收集下来的焦尘，用料罐车返回高炉喷吹等系统中再次利用。
2.5 废水可实现“零排放”
炼焦厂废水主要来炼焦过程中的间接冷却水、加热蒸汽冷凝水等生产净废水和生产污水，如接触粉尘废水、煤气管道冷凝水及含酚氰污水等。炼焦废水产生量大，且因熄焦、除尘等工艺而有较大差异；废水水质复杂，含有大量的有机污染物、酚、硫和氨等有毒有害污染物，不经处理排放出来会对周边生态环境造成很大的危害。
当前炼焦厂如采用干熄焦、干法除尘等清洁生产技术及合适的炼焦酚氰废水处理工艺，使炼焦废水从源头减少产生量，然后实施分质供水，在炼焦厂实现炼焦废水“零”排放是可能的。
3 环境影响评价技术要点
3.1 产业政策要求
根据国家发改委发布的《产业结构调整指导目录（2011年本）》的要求，限制建设顶装焦炉炭化室高度<6.0米，100万t/年以下焦化项目；且鼓励煤调湿、干法熄焦等先进技术的研发和利用。根据国家工业和信息化部于2008年12月发布的《焦化行业准入条件（2008年修订）》要求，新上焦化项目要从生产企业布局、工艺与装备、产品质量、资（能）源消耗和副产品综合利用、环境保护、技术进步和监督与管理等七个方面的满足准入条件。其中对常规机焦炉装备有如下规定：“新建顶装焦炉炭化室高度必须≥6.0米、容积≥38.5m3；企业生产能力100万t/年及以上；建焦炉要同步配套建设干熄焦装置；同步配套建设脱硫、脱氰、脱氨等煤气净化工业工艺；综合能耗≤165 kg 标准煤/t 焦，煤耗小于1.33 t/t 焦，水循环利用率≥95%”。
3.2 清洁生产要求
3.2.1 资源能耗利用指标
资源能耗利用指标选择了炼焦行业最常用的经济技术指标，如工序能耗、t焦耗新鲜水量、焦炉煤气利用率、水循环利用率等指标，耗新水量越大，废水产生量将越大，对环境的危害也越大，另外，焦炉煤气、设备水循环利用率越高，说明资源浪费越小。降低能源消耗亦是炼焦行业提高经济效益和保护环境的重要途径。国内炼焦行业清洁生产先进水平要求，如下表1：
3.2.2 废物回收利用指标
炼焦生产过程中产生的废物主要有：熄焦废水、煤处理系统除尘回收的煤尘、装煤推焦除尘系统除下的焦尘、熄焦筛焦系统回收的焦粉和剩余污泥。这些废物成份复杂，如固体废物露天堆置，随风飘散或被雨水冲刷会对大气、土壤和水体产生污染。
因此，必须对这些废物采取有效的综合利用和合理处置。国内炼焦行业清洁生产先进水平要求，酚氰废水处理后尽可能回用，剩余废水可以达标外排；熄焦废水闭路循环，均不外排；备煤、装煤、推焦除尘系统除下物全部回收利用；熄焦、筛焦系统粉尘全部回收利用。
3.3 污染控制要求
3.3.1 废气和粉尘污染物控制
煤处理系统的运煤通廊和转运站均为封闭设计，避免煤尘外泄。在煤转运站、粉碎机室、煤干燥等处设置布袋除尘系统净化后排放。
炼焦系统中采用高压氨水无烟装煤，装煤和出焦均设有地面除尘站，采用高效脉冲袋式除尘器处理。焦炉加热燃烧后的烟气，通过100m以上的烟囱高空排放，与大气充分混合、扩散、稀释。干熄焦系统产生的粉尘经集气罩捕集后，送干熄焦地面除尘站除尘，净化后烟气经由烟囱外排；干熄焦所用的惰性气体经一次除尘后，由干熄焦锅炉回收余热，再经二次除尘后循环使用，不外排。焦处理系统在炉前焦库、筛焦楼、回送焦台、焦转运站等扬尘点设集尘装置，采用防静电材质低压脉冲袋式除尘器净化处理，净化后的气体经由烟囱外排。脉冲袋式除尘器收集的粉尘由刮板输送机送入粉尘贮仓后，采用汽车定期外运。此外，将筛贮焦系统各转运站及运焦通廊均设计成封闭式，并在主要扬尘部位设置冲洗地坪等洒水抑尘措施，防止二次扬尘。
3.3.2 废水污染物控制
采用干熄焦技术及干法除尘的炼焦厂，产生的废水分为生产净废水和沖洗地坪、煤气管道冷凝水等生产污水。生产净废水来源于间接冷却水排污水及凝结水，其水质除水温略有升高外基本未受到污染，设冷却塔冷却后循环水使用，对排放的强制排污水，做到串级使用，提高循环水的利用率。来自车间地坪冲洗水、煤气管道冷凝水等生产污水，经A2O生化工艺等技术处理后，大部分作为工业循环水补充水回用，其余出水作为原料堆场抑尘洒水使用，可实现不对外排放。
3.3.3 固体废物综合利用
煤粉送焦化配料槽配入炼焦煤中综合利用、焦粉均回收作燃料或送烧结综合利用，固体废物的处理率可达100%。既使废物资源化，又节约资源，减少一次能源的使用，进而减少一次能源开发所带来的一系列环境问题。
3.4 大气、卫生防护距离的要求
炼焦厂无组织泄漏产生有害因素主要在焦炉，选择粉尘、SO2、B[a]P、H2S、NH3等主要污染物作为计算项目，采用《环境影响评价技术导则——大气环境》（HJ2.2—2008）中的大气环境防护距离模式进行大气环境防护距离计算，在此距离内不应有长期居住的人群。
同时《炼焦业卫生防护距离》（GB11661—2012）规定了不同生产规模、不同风速条件下应执行的卫生防护距离；按照标准规定，生产中产生有害因素的部门（本项目指焦炉炉体）边界至对大气污染比较敏感的区域，如居民区、学校和医院的距离不应小于卫生防护距离。
4 结束语
在对炼焦厂的环境影响评价工程分析过程中，对照《产业结构调整指导目录（2011年本）》、《焦化行业准入条件（2008年修订）》等产业政策的相符性，执行《炼焦化学工业污染物排放标准》（GB16171-2012）标准，及根据炼焦行业清洁生产标准判断清洁生产水平是否满足要求，提出针对性较强的污染控制措，同时在选址上要满足炼焦厂的大气、卫生防护距离的标准，以减少污染物对敏感区域的影响。
参考文献
[1]钟兴菊，龙少波. 环境影响的IPAT模型再认识[J]. 中国人口·资源与环境，2016，（03）：61-68.
[2]孙振清，赵秀生，刘滨，何建坤. 钢铁生产环境影响的ECECA方法[J]. 清华大学学报（自然科学版），2007，（09）：1541-1544+1548.
[3]周纯，吴仁海. 环境影响的经济评价方法与应用[J]. 云南环境科学，2005，（01）：52-53.
[4]刘芳. 低碳经济视角下钢铁行业发展策略分析[J]. 山东工业技术，2015，（21）：4.
作者简介：王成玉（1983年-），男，学士学位，炼铁厂炼焦分厂主任工程师。
