干法熄焦技术的环保效益分析
摘要：干法熄焦技术是焦化企业实现节能减排的重要措施之一，环保效益显著。本文介绍了干熄焦的工艺流程，进行了产污环节和环保措施分析，以及污染排放对比估算，提出了后续应同步发展的方向。
关键词：干法熄焦；节能减排；环保效益
中图分类号：X701 文献标识码：A 文章编号：2095-672X（2018）06-0166-01
DOI：10.16647/j.cnki.cn15-1369/X.2018.06.099
Abstract： Dry coke quenching technology is one of the important measures for coking enterprises to achieve energy saving and emission reduction. The environmental protection benefits are significant. The CDQ process flow was introduced. The analysis of the production of pollutants and environmental protection measures， as well as the comparison and estimation of pollution emissions， proposed the direction in which the follow-up should be synchronized.
Keywords： Dry quenching； Energy saving and emission reduction； Environmental protection benefit
焦化行業是个高能耗、重污染的行业，虽然干法熄焦相对湿熄焦投资高，但是干法熄焦技术因其显著的节能、环保效益，势必得到长远发展。本文主要对干熄焦的环保效益进行分析。
1 干法熄焦概述
1.1 熄焦方法
熄焦从总体上讲就是焦化企业把刚刚出炉的焦碳冷却到常温的过程。目前主要有干熄焦和湿熄焦两类方法。
湿熄焦技术是直接利用水浇洒在高温红焦上降温的一种方法。熄焦车将高温红焦运至熄焦塔，熄焦塔上方装有几组喷淋水头，直接喷淋降温，产生大量蒸汽，由熄焦塔顶部冒出。蒸汽中夹带大量的焦粉尘及酚、氰、硫化物等有害物质，对环境危害极大，并消耗了大量的水。
干法熄焦技术是以冷惰性气体（通常为氮气）冷却红焦的一种方法。循环风机将冷的循环惰性气体输入干熄炉冷却高温焦炭，并回收余热用于发电。目前，干法熄焦技术已逐步在国内焦化企业大量推广应用。
1.2 干法熄焦工艺流程
干法熄焦装置的结构形式虽有差别，但工艺流程大同小异，基本一致。装满红焦的焦罐车由电机车牵引至提升井架底部，提升机将焦罐提升并送至干熄炉炉顶，通过带布料器的装置将焦炭装入干熄炉内，在干熄炉中焦炭与惰性气体直接进行热交换，焦炭被冷却至200℃以下，经排焦装置卸到带式输送机上，然后送往焦处理系统。循环风机将冷却焦炭的惰性气体从干熄焦炉底部的供气装置鼓入干熄炉内，与红热焦炭逆流换热。自干熄炉排出的热循环气体的温度约为800～980℃，经一次除尘器除尘后进入干熄焦余热锅炉换热，温度降至160～180℃。由锅炉出来的冷循环气体经二次除尘器除尘后，由循环风机加压，再经热管换热器冷却至130℃后进入干熄炉循环使用。一、二次除尘器分离出的焦粉，由专门的输送设备将其收集在贮槽内，以备外运。干熄焦装置的装料、排料、预存室放散及风机后放散等处的烟尘均进入干熄焦地面站除尘系统，进行除尘后放散。惰性气体经干熄焦炉内吸收赤热焦炭的显热，进入干熄焦锅炉并产生蒸汽，干熄焦锅炉产生的蒸汽送至汽轮发电机发电。
2 干法熄焦的产污环节及相应的环保措施
干法熄焦运营过程中以大气污染为主，排放的污染物以粉尘为主，干熄焦除尘系统由环境除尘和工艺除尘两部分组成。工艺除尘主要用来除去循环气体中的粉尘。环境除尘用于控制并收集干熄焦在装、排焦过程及焦炭在转运过程中散发的大量焦粉尘，尘源主要有干熄炉顶装入装置处、干熄炉炉顶常用放散口、干熄炉预存段压力调节放散口、干熄炉底部排焦处、转运站及皮带机转运点等。环境除尘主要包括：（1）红焦运输防尘：红焦运输途中，从提升塔到装焦口进行焦罐加盖。（2）装焦口和接焦口防尘：干熄炉炉顶装焦口设置环形水封座，同时接焦漏斗可接通活动式抽尘管，将装焦时瞬间产生的大量烟尘抽入除尘管中，以减少粉尘的扩散污染；（3）放散口和排焦除尘：熄焦槽顶盖装焦处放散口、预存放散口、惰性气体循环风机放散口产生的含易燃易爆气体成分及火星的高温烟气，导入烟气预处理装置上部，进行降温处理；干熄焦槽底部排焦落料点及转运站等处含尘气体，导入烟气预处理装置下部，与降温处理后的烟气混合，然后将温度低于110℃的烟气送入地面除尘站进行处理[1]。干熄焦生产污水主要为炉顶水封槽排污水和地面冲洗水等，其所含污染物主要为悬浮物、CODcr、石油类等，进入焦化废水处理站进行处理[2]。
3 干法熄焦的大气环境影响分析
以某140万t焦化厂湿熄焦改干熄焦为例。实际产能为126.44万t/a，焦炭含硫0.6%。干熄焦过程中焦炭烧损率0.95%，每年烧损焦炭12006t，其中烧损硫化物=12006x0.6%=72.0t，硫化物/SO2=1/2，即烧掉72.0t硫化物，产生144.0tSO2。焦炉干熄焦污染物排放量估算见表1，干熄焦技改前后大气污染物排放量的变化情况见表2。
由表2可知，湿法熄焦技改为干法熄焦后，SO2排放量增加114.84t/a，颗粒物排放量减少43.44t/a，其他湿法熄焦产生的CO、H2S和氨也相应的减少。
4 结语
干法熄焦目前为国家产业政策鼓励和大力支持的节能减排、资源综合利用项目。与通常湿熄焦相比，可基本消除酚、氰、H2S、NH3等严重危害人类身体健康的有毒有害污染物的排放，并可减少焦尘排放，且节省熄焦用水，其在节能、环保等方面明显优于湿法熄焦。但是，干熄焦会带来一系列的问题，如SO2排放量会增加，应严格控制焦炭的烧损率来减少SO2的排放量；如酚氰废水的循环利用很难实现[3-4]，尤其是独立焦化厂，存在排放隐患，应进一步加强废水零排放的研究，这些将是焦化行业干熄焦发展应同步研究的课题。
参考文献
[1]高建军.赵世芬.郑永挺.郭建文.湿法熄焦与干法熄焦的对比分析[J].科技情报开发与经济，2009，19（23）：199-200.
[2]王永林.干熄焦技术的节能减排及环保分析[J].煤化工，2011，（3）：33-36.
[3]胡丹丹. 干熄焦技术的节能减排及环保分析[A]. 中国金属学会炼焦化学分会.2012年干熄焦技术交流研讨会论文集[C].北京：中国金属学会炼焦化学分会，2012.4.
[4]朱道藩.干法熄焦技术[J].煤化工，1992，（03）：44-51.
收稿日期：2018-05-24
作者简介：程娟（1982-），女，硕士，中级工程师，研究方向为环境保护。
关键词：干法熄焦；节能减排；环保效益
中图分类号：X701 文献标识码：A 文章编号：2095-672X（2018）06-0166-01
DOI：10.16647/j.cnki.cn15-1369/X.2018.06.099
Abstract： Dry coke quenching technology is one of the important measures for coking enterprises to achieve energy saving and emission reduction. The environmental protection benefits are significant. The CDQ process flow was introduced. The analysis of the production of pollutants and environmental protection measures， as well as the comparison and estimation of pollution emissions， proposed the direction in which the follow-up should be synchronized.
Keywords： Dry quenching； Energy saving and emission reduction； Environmental protection benefit
焦化行業是个高能耗、重污染的行业，虽然干法熄焦相对湿熄焦投资高，但是干法熄焦技术因其显著的节能、环保效益，势必得到长远发展。本文主要对干熄焦的环保效益进行分析。
1 干法熄焦概述
1.1 熄焦方法
熄焦从总体上讲就是焦化企业把刚刚出炉的焦碳冷却到常温的过程。目前主要有干熄焦和湿熄焦两类方法。
湿熄焦技术是直接利用水浇洒在高温红焦上降温的一种方法。熄焦车将高温红焦运至熄焦塔，熄焦塔上方装有几组喷淋水头，直接喷淋降温，产生大量蒸汽，由熄焦塔顶部冒出。蒸汽中夹带大量的焦粉尘及酚、氰、硫化物等有害物质，对环境危害极大，并消耗了大量的水。
干法熄焦技术是以冷惰性气体（通常为氮气）冷却红焦的一种方法。循环风机将冷的循环惰性气体输入干熄炉冷却高温焦炭，并回收余热用于发电。目前，干法熄焦技术已逐步在国内焦化企业大量推广应用。
1.2 干法熄焦工艺流程
干法熄焦装置的结构形式虽有差别，但工艺流程大同小异，基本一致。装满红焦的焦罐车由电机车牵引至提升井架底部，提升机将焦罐提升并送至干熄炉炉顶，通过带布料器的装置将焦炭装入干熄炉内，在干熄炉中焦炭与惰性气体直接进行热交换，焦炭被冷却至200℃以下，经排焦装置卸到带式输送机上，然后送往焦处理系统。循环风机将冷却焦炭的惰性气体从干熄焦炉底部的供气装置鼓入干熄炉内，与红热焦炭逆流换热。自干熄炉排出的热循环气体的温度约为800～980℃，经一次除尘器除尘后进入干熄焦余热锅炉换热，温度降至160～180℃。由锅炉出来的冷循环气体经二次除尘器除尘后，由循环风机加压，再经热管换热器冷却至130℃后进入干熄炉循环使用。一、二次除尘器分离出的焦粉，由专门的输送设备将其收集在贮槽内，以备外运。干熄焦装置的装料、排料、预存室放散及风机后放散等处的烟尘均进入干熄焦地面站除尘系统，进行除尘后放散。惰性气体经干熄焦炉内吸收赤热焦炭的显热，进入干熄焦锅炉并产生蒸汽，干熄焦锅炉产生的蒸汽送至汽轮发电机发电。
2 干法熄焦的产污环节及相应的环保措施
干法熄焦运营过程中以大气污染为主，排放的污染物以粉尘为主，干熄焦除尘系统由环境除尘和工艺除尘两部分组成。工艺除尘主要用来除去循环气体中的粉尘。环境除尘用于控制并收集干熄焦在装、排焦过程及焦炭在转运过程中散发的大量焦粉尘，尘源主要有干熄炉顶装入装置处、干熄炉炉顶常用放散口、干熄炉预存段压力调节放散口、干熄炉底部排焦处、转运站及皮带机转运点等。环境除尘主要包括：（1）红焦运输防尘：红焦运输途中，从提升塔到装焦口进行焦罐加盖。（2）装焦口和接焦口防尘：干熄炉炉顶装焦口设置环形水封座，同时接焦漏斗可接通活动式抽尘管，将装焦时瞬间产生的大量烟尘抽入除尘管中，以减少粉尘的扩散污染；（3）放散口和排焦除尘：熄焦槽顶盖装焦处放散口、预存放散口、惰性气体循环风机放散口产生的含易燃易爆气体成分及火星的高温烟气，导入烟气预处理装置上部，进行降温处理；干熄焦槽底部排焦落料点及转运站等处含尘气体，导入烟气预处理装置下部，与降温处理后的烟气混合，然后将温度低于110℃的烟气送入地面除尘站进行处理[1]。干熄焦生产污水主要为炉顶水封槽排污水和地面冲洗水等，其所含污染物主要为悬浮物、CODcr、石油类等，进入焦化废水处理站进行处理[2]。
3 干法熄焦的大气环境影响分析
以某140万t焦化厂湿熄焦改干熄焦为例。实际产能为126.44万t/a，焦炭含硫0.6%。干熄焦过程中焦炭烧损率0.95%，每年烧损焦炭12006t，其中烧损硫化物=12006x0.6%=72.0t，硫化物/SO2=1/2，即烧掉72.0t硫化物，产生144.0tSO2。焦炉干熄焦污染物排放量估算见表1，干熄焦技改前后大气污染物排放量的变化情况见表2。
由表2可知，湿法熄焦技改为干法熄焦后，SO2排放量增加114.84t/a，颗粒物排放量减少43.44t/a，其他湿法熄焦产生的CO、H2S和氨也相应的减少。
4 结语
干法熄焦目前为国家产业政策鼓励和大力支持的节能减排、资源综合利用项目。与通常湿熄焦相比，可基本消除酚、氰、H2S、NH3等严重危害人类身体健康的有毒有害污染物的排放，并可减少焦尘排放，且节省熄焦用水，其在节能、环保等方面明显优于湿法熄焦。但是，干熄焦会带来一系列的问题，如SO2排放量会增加，应严格控制焦炭的烧损率来减少SO2的排放量；如酚氰废水的循环利用很难实现[3-4]，尤其是独立焦化厂，存在排放隐患，应进一步加强废水零排放的研究，这些将是焦化行业干熄焦发展应同步研究的课题。
参考文献
[1]高建军.赵世芬.郑永挺.郭建文.湿法熄焦与干法熄焦的对比分析[J].科技情报开发与经济，2009，19（23）：199-200.
[2]王永林.干熄焦技术的节能减排及环保分析[J].煤化工，2011，（3）：33-36.
[3]胡丹丹. 干熄焦技术的节能减排及环保分析[A]. 中国金属学会炼焦化学分会.2012年干熄焦技术交流研讨会论文集[C].北京：中国金属学会炼焦化学分会，2012.4.
[4]朱道藩.干法熄焦技术[J].煤化工，1992，（03）：44-51.
收稿日期：2018-05-24
作者简介：程娟（1982-），女，硕士，中级工程师，研究方向为环境保护。
