關于煤焦化過程中顆粒物和二氧化硫釋放的分析

郭麗萍 (山西焦化股份有限公司環保部 041606)

我國的焦炭產量居世界第一，焦炭的生產會伴隨大量的污染物產生，其顆粒物和二氧化硫的排放對周圍的環境造成了極大的污染。使得焦碳生產地區的TSP，SO2，BaP，遠遠超過了環境空氣質量標準的二級標準值。可見，積極的進行焦爐污染物排放檢測，對周圍環境的治理意義重大。

一、樣品采集與分析

1.煉焦工藝概述

作為我國重要的焦炭產地山西，經歷了傳統的土焦爐，逐步的過渡到清潔型熱回收煉焦爐，最后發展到現在比較先進的水平室式機焦爐。土焦爐的結焦時間一般為八到十五天，中間的副產品和煙氣缺少相應的回收和治理措施；熱回收焦爐結焦時間小于十天，配有了一定的余熱回收，二次風補給也能使炭化產生的苯并芘等有機物質完全燃燒和分解；機焦爐結焦時間一般小于24小時，采用了自產煤氣作為燃料，由加熱室間接加熱炭化，過程中采用了回收副產品（苯、甲苯、煤氣、氨等）和相關的脫硫措施，重要的是減少了噸焦耗煤。本文針對這三種焦爐技術在生產過程中產生的顆粒物和二氧化硫進行達標分析。

2.樣品采集與分析

在樣品采集上，土焦爐和熱回收焦爐均在出焦爐上方進行采樣，通過集中排氣煙囪上方高14米出進行開孔的方式來采集；機焦爐頂選擇了爐頂煤塔側上升管旁第一道四孔進行采樣，包括地面集氣出入口、煙囪和廢氣排放口。

在分析過程中，將焦爐爐頂空氣污染物與煙氣監測同時實驗分析，隨時對焦爐的生產進行記錄，土焦爐每天兩次，監測時間為一個周期，每天2次；熱回收焦爐和機械焦爐的監測時間為三天，每天2次，每次四個小時。采樣均在60%以上的孔數的焦爐處于點火和結焦期，采集煙氣的同時進行對煙氣狀態參數和排放量測定。

煙氣經采樣器抽氣后由玻璃纖維濾筒來收集，然后密閉保存送至檢測實驗室進行分析，在105℃下烘干一小時，冷卻后使用萬分之一天平稱量。爐頂空氣由超細玻璃纖維濾膜吸收其中的總顆粒物，采樣當場密閉送至實驗室，平衡一段時間后進行稱量。二氧化硫的檢測中連續使用儀器測量穩定后的5個數據，計算平均值得到；爐頂空氣中的二氧化硫，首先經含有10ml吸收液的U形多孔板吸收管，以0.5L/min的速度進行采樣，然后將溶液進行密閉遮光保存，24小時內送去質檢。

二、檢測結果

檢測的結果如下表所示，表一為焦爐頂空氣中總顆粒物和二氧化濃度的范圍和平均值。表二為焦爐煙氣中顆粒物和二氧化硫的排放濃度、排放速度和噸焦排放量，其中土焦爐和熱回收焦爐采用了山西某焦化廠數據，機焦爐的數據是采用了三個機焦爐取得平均值。

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從表二上可以看出，土焦爐頂總顆粒物和二氧化硫平均值濃度差別較小，分別在0.651～0.824mg/m3和0.239～0.630mg/m3之間。機焦爐和熱回收焦爐中總顆粒物和二氧化硫濃度略低于土焦爐頂，而XG和TG卻顯著升高。對照《大氣污染物綜合排放標準》和《煉焦爐大氣污染物排放標準》，XG和TG焦爐頂顆粒物濃度均值超過上限1.0mg/m3，且TG>3.5mg/m3，超標338%～544%。

從表三可以看出，土焦爐中除HD煙塵排放濃度小于100mg/m3外，其余都高于300mg/m3；熱回收焦爐和機焦爐除XG略高于100mg/m3外，別的小于50mg/m3。按照《大氣污染物綜合排放標準》和《煉焦爐大氣污染物排放標準》，排放速率都小于二級標準；所有焦爐二氧化硫平均值排放濃度都小于排放濃度最高限值，沒有超標。SJ和XG的顆粒物和二氧化硫排放濃度和噸焦排放量都小于新建非機械化焦爐二級標準。

三、實驗討論

焦爐煙氣逸散是總顆粒物和二氧化硫的排放主要來源。這主要是由焦爐生產不當造成的，在生產過程中，土焦爐沒有采取任何的控制措施，在裝煤點火后，所有焦爐爐頂空氣中的二氧化硫濃度也將明顯升高。煉焦過程中，主要集中在引火和熄焦階段，顆粒物的濃度較高。機焦爐熄焦過程顆粒物排放濃度明顯升高。

隨著國家的治理和控制，近年來的土焦生產過程中顆粒物和二氧化硫排放有減弱的趨勢，而在機焦生產過程任然顆粒物和二氧化硫排放呈增強趨勢。

綜上所述，如果嚴格按照操作條件執行，和增加相應的治理設施，就使得顆粒物和二氧化硫的釋放量明顯減少，因此，控制煉焦污染物排放還需要采用新技術，提高科技水平，以確保周圍地區環境的保護。

[1]李紹京.山西煉焦工藝及爐型的發展與選擇[J].山西能源與節能.2000.4.

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