焦化企业清洁生产.docx

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焦化企业清洁生产

焦化企业清洁生产

【摘要】

为全面打造资源节约型和环境友好型企业，实现企业可持续发展，焦化企业应该按照要求，精心组织，细致安排，积极开展清洁生产工作，指导焦化企业依法实施清洁生产，提高资源利用率，减少和避免污染物产生，保护和改善环境。

【关键字】焦化企业清洁生产

【Abstract】

Forthefullbuildresource-savingandenvironment-friendlyenterprises,toachievethesustainabledevelopmentofenterprises,

Cokingenterprisesinaccordancewiththerequirementsshouldbecarefullyorganized,meticulousarrangements,andactivelycarryouttheworkofcleanerproduction,cokingenterprisesinaccordancewiththelawguidingtheimplementationofcleanproduction,improveresourceutilization,reduceandavoidthegenerationofpollutants,protectandimprovetheenvironment.

【Keywords】CokingEnterpriseCleanerProduction

引言

一说起煤焦化，人们经常会把高污染、高耗能等词语联系起来，人们会认为这是一个严重破坏环境和对资源过度开采行业，在工业化过程中，经济发展及环境保护存在着严重对立，对于焦化产业来说更是如此，但是，这并不是一个无法化解、无法缓解矛盾，现如今，能源消费是造成当今环境恶化一个主要原因，尤其是煤炭在直接作为能源燃烧过程中，存在着效率低、污染严重问题。

我国大气污染主要是锅炉、窑炉燃煤产生烟气形成煤烟型污染。

目前我国能源仍然以煤炭为主，改变能源结构，使用油气电等清洁能源，及我国国情又不太相适应，未来相当长一段时间内，煤炭在我国一次能源结构中主体地位不会改变，这已成为不争现实。

因此大力发展和应用洁净煤燃烧技术及装置，是解决和控制大气污染一条重要措施。

因此要正确解决发展及环境矛盾，尽量扩大二者同一性，只有按照中央提出科学发展观去谋划这个产业，才能走出一条环境污染少、科技含量高、经济效益突出新型工业化道路

一、焦化企业

发达国家为了减少污染和将煤作为战略储备资源，逐年关闭炼焦企业，争着到国外买焦炭资源，正因为焦炭市场给焦化企业带来丰厚利益，许多焦化企业环保设施和生产不配套，有些焦化企业未经过环保验收就私自投产，凡此种种造成了新环境和资源浪费，

坚持节约资源和保护环境，关系到人民群众切身利益和中华民族生存发展。

党十七大报告高度重视环保工作，对环保工作提出了具体要求。

炼焦是高耗能、高污染行业之一，焦化企业更应该遵守国家产业政策，达到环保要求。

焦化企业要继续努力，加大环保投入力度，采取有力措施，促进清洁生产，实现和谐发展。

有关部门要严格把关，加强指导协调，督促企业积极整改，引导企业健康发展，对在规定时间内达不到环保要求要坚决予以关闭。

在环保要求越来越高、资源日渐枯竭今天，焦化企业要想改变资源消耗量大、浪费严重、排污环节多、各类废弃物种类繁杂等现状，只有走清洁生产、发展循环经济路子。

所谓煤焦化就是把原煤经过洗选后产生精煤主要用于冶金焦生产。

在洗选过程中产生副产品中煤矸石和煤泥，以往都是随意堆放或者废弃，现在将中煤、矸石和煤泥用于发电，改变了洗煤厂内又脏又乱现象，还满足了企业生产、生活用电及周边农村生活用电需要。

在发电过程中产生粉煤灰现在进行集中处理，用于生产混凝土砌块和水泥熟料，提高了企业经济效益。

在冶金焦生产过程中产生煤焦油和煤气，以前是焦化厂两个主要污染源，现在通过技术改造对煤焦油和煤气进行了精加工和回收再利用，从中提炼轻油、粗酚、工业萘、燃料油、改制沥青等化工产品，剩余煤气用来发电，做到对资源充分利用及其价值最大挖掘。

同时，工业废水和生活废水通过污水处理厂集中治理，用于企业再生产和绿化，做到污水不出厂，循环利用。

1、1焦化产品分类

1、11焦炭

　　烟煤在隔绝空气条件下，加热到950-1050℃，经过干燥、热解、熔融、粘结、固化、收缩等阶段最终制成焦炭，这一过程叫高温炼焦（高温干馏）。

由高温炼焦得到焦炭用于高炉冶炼、铸造和气化。

炼焦过程中产生经回收、净化后焦炉煤气既是高热值燃料，又是重要有机合成工业原料。

　　冶金焦是高炉焦、铸造焦、铁合金焦和有色金属冶炼用焦统称。

由于90%以上冶金焦均用于高炉炼铁，因此往往把高炉焦称为冶金焦。

铸造焦是专用及化铁炉熔铁焦炭。

铸造焦是化铁炉熔铁主要燃料。

其作用是熔化炉料并使铁水过热，支撑料柱保持其良好透气性。

因此，铸造焦应具备块度大、反应性低、气孔率小、具有足够抗冲击破碎强度、灰分和硫分低等特点。

1、12焦炭加工工业发展现状

环境污染严重

截至2005年底，全国焦化企业1480家，企业平均产能仅为20万吨/年。

由于企业规模小、资金不足，国内焦炭企业普遍存在环保设施建成率低、使用率低问题，导致环境污染和资源浪费十分严重。

据国家环保部门监测，我国炼焦区空气中主要污染物普遍超过国家三级标准2～10倍，特别是有强致癌作用苯并芘超标情况更为严重，炼焦集中区域环境污染状况近年呈加重趋势。

焦炭生产需要消耗大量炼焦煤，每生产1吨焦炭约需炼焦煤1.4吨。

过去由于焦炭效益好，一些焦化企业单纯着眼焦炭生产，对焦油和焦炉煤气等副产品加工利用相对滞后，造成资源、能源浪费及污染严重。

据统计，我国焦炭行业每年白白排放掉焦炉煤气超过300亿立方米，相当于西气东输一期工程（120亿立方米）两年半供气量。

1、13煤焦油

   煤焦油是炼焦工业煤热解生成粗煤气中产物之一,其产量约占装炉煤3%~4%在常温常压下其产品呈黑色粘稠液状，密度通常在0.95-1.10g./cm3之间，闪点100℃具有特殊臭味，煤焦油又称焦油。

  常温下煤焦油是一种黑色粘稠液体，炼焦生产高温煤焦油密度较高，为1.160～1.220g/cm3。

主要由多环芳香族化合物组成，烷基芳烃含量较少，高沸点组分较多，热稳定性好。

其组分萘含量较多，其余相对含量较少，主要有1－甲基萘、2－甲基萘、苊、芴、氧芴、蒽、菲、咔唑、莹蒽、喹啉、芘等。

1、14煤焦油加工工业发展现状

基础优势

　　我国煤焦油加工工业是随着炼焦工业而发展起来。

近30年来，由于受到

来自石油化工激烈竞争，以及钢铁工业制约，其发展比较缓慢且不均衡。

进入90年代中期，因对煤焦油产品如萘、蒽、吡啶、酚类等多环或杂环芳香烃

需求，以及碳素工业对针状焦、中间相沥青需求，人们对煤焦油加工工业

重要地位又有了新认识。

煤焦油加工工业作为区域经济发展重要支柱产

业已经形成。

我国煤焦油加工工业发展基础优势有：

资源优势据报道，我国炼焦用煤资源丰富，累计探明储量2713.3亿吨，保

有储量2688.1亿吨。

其中，相当一部分品质优良，易于开采。

产业优势目前我国大型煤焦油加工企业有50家，已形成一定规模产业基

础和存量优势。

特别是大型煤焦化企业，如北京炼焦化学厂、鞍山钢铁公司、

上海宝山钢铁公司、攀枝花钢铁公司、马鞍山钢铁公司、武汉钢铁公司等，已

基本完成原始积累，煤焦油年加工能力达300万吨，产量达120万吨，成为我国

化学工业发展重要行业。

存在问题

产品结构单一我国煤焦油加工工业深加工和综合利用能力较差。

目前，

在煤焦油加工中，除冶金、化工系统大型煤焦化企业生产萘、酚、沥青、炭黑

及少量吡啶、蒽、咔唑外，其大量杂环和稠环化合物均无回收和综合利用，

资源浪费现象严重。

布局不合理，环境污染严重由于历史和现行政策原因，我国煤焦油加

工企业分布在总体上依然不尽合理，风景保护区、城市城区及相关区域依然

有煤焦化企业。

由于生产工艺落后，产品回收及综合加工能力差，致使“三废

”排放严重。

有关人士预计，2000年我国需煤焦油140万吨，2005年需210万吨。

发展建议

加强环境保护，实现清洁生产要把环境保护纳入到煤焦化工业发展

总体规划中，对煤焦化工业从采煤、运输、洗选、炼焦等全过程建立起污染

物排放监控机制，加大环保投资比重。

在建设新项目时，应实行环境排放

总量控制和排污许可证制度，实现煤焦化工业清洁生产。

1、2焦化企业焦化厂生产流程:

焦化厂一般由备煤车间、炼焦车间、回收车间、焦油加工车间、苯加工车间、脱硫车间和废水处理车间组成。

鉴于焦化生产污染特点：

提出了焦炉煤气干法净化技术。

将烟气冷凝净化法移植应用于焦炉煤气净化系统，通过用分阶段冷却和除尘工艺来替代传统焦化系统中直接用氨水喷淋荒煤气湿法熄焦工艺，具体工艺包括焦炉煤气高温热回收、除尘、除焦油、中温热回收、冷却、净化等，不仅有利于余热回收，而且大大减少了焦化废水排放量。

本文对荒煤气高温余热（冷却）回收利用技术进行了重点研究，它是焦炉煤气干法净化技术研究第1个环节，也是采取源头治理清洁生产工艺一个重要环节。

1、3现有焦炉煤气净化技术存在问题

随着世界范围内环保法规日趋严格以及人们环保意识不断增强，传统煤气净化技术已不能满足需要，显示出资源浪费、环境污染等缺陷。

尤其是氨和苯多未回收或回收利用率低下，高热值煤气未合理利用，因而经济效益差。

焦炉煤气中H2S、HCN及其燃烧产物对大气环境污染问题已显得日益突出，严重影响了焦化工业可持续发展。

改进现有焦炉煤气净化工艺技术刻不容缓，主要从以下3个方面着手：

①消除焦炉加热煤气管道堵塞、腐蚀等问题，改善焦炉加热条件，同时合理利用焦炉煤气，促进焦炉生产正常化；②确保氨、苯烃及焦炉煤气等资源合理利用，节能降耗，降低焦炭生产成本，提高企业经济效益；③降低中小型焦化厂生产过程中废水、废气、烟尘等排放量和有毒物质浓度，保护环境。

1、4工艺流程及原理

    焦炉煤气净化新工艺流程如图2所示。

 图2焦炉煤气净化新工艺流程

    该系统技术关键是准确控制整个流程系统中温度分布。

从焦炉出口煤气（约800℃—850℃）首先经过热回收器，通过热交换后煤气被冷却到500℃左右，同时从热回收器出来热空气是一种良好热源。

而后煤气进入旋风除尘器，除去煤气中粗粉尘，再由底部进入陶瓷除尘塔，经过塔内陶瓷球过滤吸附，除去高温煤气中直径在50μm左右细粉尘颗粒。

当陶瓷球达到饱和状态，启动陶瓷球连续再生装置，清除陶瓷球表面灰尘，再生循环使用。

从陶瓷塔顶出来清洁煤气进入焦油冷却分离器，煤气温度控制在400℃左右，由于焦炉煤气在400℃以下会产生焦油凝集，必须及时分离冷凝焦油，防止其冷凝在换热管管壁上，堵塞煤气通道。

因此冷却分离器整体倾斜放置以利于焦油流动。

并且，分离器底部分段设置引流槽，对不同温度段下冷凝出来焦油分段引出。

出焦油冷却分离器煤气温度控制在85℃—100℃，而后进入初冷塔脱萘，最后煤气进入深冷室，冷冻温度在-15℃—-20℃，分离纯化煤气中H2S、SO2、HCN等。

深冷部分采用自行设计热制冷系统。

1、5工艺特点

    a）粉尘去除率高。

经过旋风除尘和高温陶瓷除尘，煤气中粉尘去除率很高。

    b）热回收利用率高。

用分阶段冷却和除尘来替代传统焦化系统中直接用氨水喷淋荒煤气，可回收利用大量焦炭显热（据统计，焦炉耗热量中焦炭显热占40%，干熄焦设备可回收焦炭显热80%），是焦化厂最大节能和环保项目，系统中热制冷热源就是焦油冷却分离器中冷却介质油。

    c）减轻了焦化废水处理难度。

采用物理方法来回收荒煤气中焦油，就避免了由氨水喷淋所引起化学反应而产生多余杂质成分和NH3进入焦炉煤气，有利于后阶段煤气净化，也大大减少了焦化废水排放量，降低了焦化废水处理难度，为焦化污染治理提供了新技术、新思路。

    d）从改进完善焦化生产工艺着手，尽量降低污染物质含量，并保证生产稳定。

二、清洁生产

2、1清洁生产概述

清洁生产是一种新创造性思想，该思想将整体预防环境战略持续应用于生产过程、产品和服务中，以增加生态效率和减少人类及环境风险。

对生产过程，要求节约原材料及能源，淘汰有毒原材料，减降所有废弃物数量及毒性；对产品，要求减少从原材料提炼到产品最终处置全生命周期不利影响；对服务，要求将环境因素纳入设计及所提供服务中。

清洁生产定义包含了两个全过程控制：

生产全过程和产品整个生命周期全过程。

对生产过程而言，清洁生产包括节约原材料及能源，尽可能不用有毒原材料并在生产过程中就减少它们数量和毒性；对产品而言，则是从原材料获取到产品最终处置过程中，尽可能将对环境影响减少到最低。

清洁山产有称清洁技术、废物最小化、源控制和污染预防等，1989年5月联合国环境署关于清洁生产定义如下：

清洁生产是一种新创造性思想，该思想将整体预防环境战略持续应用于生产过程、产品和服务中，以增加效率和减少人类及环境风险。

-------对生产过程，要求节约原材料和能源，淘汰有毒原材料，消减所以废物数量和毒性。

-------对产品，要求将环境因素纳入设计和所提供服务中。

清洁生产既是一种战略，它体现在宏观层次上总体污染预防，有可以从微观上体现于企业争取预防污染措施。

宏观上，清洁生产提出和实施使环境进入决策过程；微观上，清洁生产通过具体手段，措施达到全过程污染预防。

2、2清洁生产内涵

　　清洁生产从本质上来说，就是对生产过程及产品采取整体预防环境策略，减少或者消除它们对人类及环境可能危害，同时充分满足人类需要，使社会经济效益最大化一种生产模式。

具体措施包括：

不断改进设计；使用清洁能源和原料；采用先进工艺技术及设备；改善管理；综合利用；从源头削减污染，提高资源利用效率；减少或者避免生产、服务和产品使用过程中污染物产生和排放。

清洁生产是实施可持续发展重要手段。

2、3清洁生产观念主要强调三个重点：

（1）清洁能源。

包括开发节能技术，尽可能开发利用再生能源以及合理利用常规能源。

（2）清洁生产过程。

包括尽可能不用或少用有毒有害原料和中间产品。

对原材料和中间产品进行回收，改善管理、提高效率。

　　（3）清洁产品。

包括以不危害人体健康和生态环境为主导因素来考虑产品制造过程甚至使用之后回收利用，减少原材料和能源使用。

[2]

2、4清洁生产目标：

（1）通过资源综合利用，短缺资源代用，二次能源利用，以及节能、降耗、节水，合理利用自然资源，减缓资源耗竭，达到自然资源和能源利用最合理化。

（2）减少废物和污染物排放，促进工业产品生产、消耗过程及环境相融，降低工业活动对人类和环境风险，达到对人类和环境危害最小化以及经济效益最大化。

2、5清洁生产意义

　　科学发展观要求发展要以人为本，要关注人生存环境；要尊重自然，要保护人们生活自然环境。

　　而煤焦化产业工作环境是相对恶劣，这是一个不容否认事实，但这又不是不可改变。

所以应该推行清洁生产，实现了生产全过程污染物综合治理，减少污染物排放，降低污染对人类和环境危害。

　　据了解，从煤到焦炭生产过程中释放主要污染物有尘、烟、噪音、废煤气和煤焦油等。

　　有资料显示，煤焦化通过采用先进收尘方法，可使煤尘去除率大于90%；通过炉顶设置除尘消烟车以及引入炉体密闭污染防止技术，可使烟尘污染去除90%；通过回炉煤气脱硫，有效减轻了烟囱中二氧化硫含量。

　　对于噪音处理，首先选择先进低噪设备，从根本上减少噪声污染；另外采用密闭、减震等有效方法；还有就是加强操作人员个人防护，发放耳塞等劳保用品。

对于废煤气，企业应该采取回收再利用使之发电；对于煤焦油也应该是通过购买先进设备进行回收利用，变废为宝。

2、6清洁生产历史必然性

　　清洁生产出现是人类工业生产迅速发展历史必然，是一项迅速发展中新生事物，是人类对工业化大生产所制造出有损于自然生态人类自身污染这种负面作用逐渐认识所作出反应和行动。

　　发达国家在20世纪60年代和70年代初，由于经济快速发展，忽视对工业污染防治，致使环境污染问题日益严重。

公害事件不断发生，如日本水俣病事件，对人体健康造成极大危害，生态环境受到严重破坏，社会反映非常强烈。

环境问题逐渐引起各国政府极大关注，并采取了相应环保措施和对策。

例如增大环保投资、建设污染控制和处理设施、制定污染物排放标准、实行环境立法等，以控制和改善环境污染问题，取得了一定成绩。

　　但是通过十多年实践发现：

这种仅着眼于控制排污口（末端），使排放污染物通过治理达标排放办法，虽在一定时期内或在局部地区起到一定作用，但并未从根本上解决工业污染问题。

其原因在于：

　　第一，随着生产发展和产品品种不断增加，以及人们环境意识提高，对工业生产所排污染物种类检测越来越多，规定控制污染物（特别是有毒有害污染物）排放标准也越来越严格，从而对污染治理及控制要求也越来越高，为达到排放要求，企业要花费大量资金，大大提高了治理费用，既使如此，一些要求还难以达到。

　　第二，由于污染治理技术有限，治理污染实质上很难达到彻底消除污染目。

因为一般末端治理污染办法是先通过必要预处理，再进行生化处理后排放。

而有些污染物是不能生物降解污染物，只是稀释排放，不仅污染环境，甚至有治理不当还会造成二次污染；有治理只是将污染物转移，废气变废水，废水变废渣，废渣堆放填埋，污染土壤和地下水，形成恶性循环，破坏生态环境。

　　第三，只着眼于末端处理办法，不仅需要投资，而且使一些可以回收资源（包含未反应原料）得不到有效回收利用而流失，致使企业原材料消耗增高，产品成本增加，经济效益下降，从而影响企业治理污染积极性和主动性。

　　第四，实践证明：

预防优于治理。

根据日本环境厅1991年报告，从经济上计算，在污染前采取防治对策比在污染后采取措施治理更为节省。

例如就整个日本硫氧化物造成大气污染而言，排放后不采取对策所产生受害金额是现在预防这种危害所需费用10倍。

以水俣病而言，其推算结果则为100倍。

可见两者之差极其悬殊。

　　据美国EPA统计，美国用于空气、水和土壤等环境介质污染控制总费用（包括投资和运行费），1972年为260亿美元（占GNP1%），1987年猛增至850亿美元，20世纪80年代末达到1200亿美元（占GNP2.8%）。

如杜邦公司每磅废物处理费用以每年20～30%速率增加，焚烧一桶危险废物可能要花费300～1500美元。

即使如此之高经济代价仍未能达到预期污染控制目标，末端处理在经济上已不堪重负。

　　因此，发达国家通过治理污染实践，逐步认识到防治工业污染不能只依靠治理排污口（末端）污染，要从根本上解决工业污染问题，必须“预防为主”，将污染物消除在生产过程之中，实行工业生产全过程控制。

20世纪70年代末期以来，不少发达国家政府和各大企业集团（公司）都纷纷研究开发和采用清洁工艺，开辟污染预防新途径，把推行清洁生产作为经济和环境协调发展一项战略措施。

2、7清洁生产产生及发展

　　清洁生产起源来自于1960美国化学行业污染预防审计。

而“清洁生产”概念出现，最早可追溯到1976年。

当年欧共体在巴黎举行了“无废工艺和无废生产国际研讨会”，会上提出“消除造成污染根源”思想；1979年4月欧共体理事会宣布推行清洁生产政策；1984、1985、1987年欧共体环境事务委员会三次拨款支持建立清洁生产示范工程。

　　自1989年，联合国开始在全球范围内推行清洁生产以来，全球先后有8个国家建立了清洁生产中心，推动着各国清洁生产不断向深度和广度拓展。

1989年5月联合国环境署工业及环境规划活动中心（UNEPIE/PAC）根据UNEP理事会会议决议，制定了《清洁生产计划》，在全球范围内推进清洁生产。

该计划主要内容之一为组建两类工作组：

一类为制革、造纸、纺织、金属表面加工等行业清洁生产工作组；另一类则是组建清洁生产政策及战略、数据网络、教育等业务工作组。

该计划还强调要面向政界、工业界、学术界人士，提高他们清洁生产意识，教育公众，推进清洁生产行动。

1992年6月在巴西里约热内卢召开“联合国环境及发展大会”上，通过了《21世纪议程》，号召工业提高能效，开展清洁技术，更新替代对环境有害产品和原料，推动实现工业可持续发展。

中国政府亦积极响应，于1994年提出了“中国21世纪议程”，将清洁生产列为“重点项目”之一。

　　自1990年以来，联合国环境署已先后在坎特伯雷、巴黎、华沙、牛津、汉城、蒙特利尔等地举办了六次国际清洁生产高级研讨会。

在1998年10月韩国汉城第五次国际清洁生产高级研讨会上，出台了《国际清洁生产宣言》，包括13个国家部长及其它高级代表和9位公司领导人在内64位签署者共同签署了该《宣言》，参加这次会议还有国际机构、商会、学术机构和专业协会等组织代表。

《国际清洁生产宣言》主要目是提高公共部门和私有部门中关键决策者对清洁生产战略理解及该战略在他们中间形象，它也将激励对清洁生产咨询服务更广泛需求。

《国际清洁生产宣言》是对作为一种环境管理战略清洁生产公开承诺。

【总结】

通过以上论述可知，大力发展和应用洁净煤燃烧技术及装置，是解决和控制大气污染一条重要措施，焦化企业只有依法实施清洁生产，提高资源利用率，减少和避免污染物产生，保护和改善环境，只有按照中央提出科学发展观去谋划这个产业，才能走出一条环境污染少、科技含量高、经济效益突出新型工业化道路，

【参考文献】

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中国环境科学出版社,2001..

[2]劳爱乐[美]耿勇.工业生态学和生态工业园[M].北京:

化学工业出版社,2001..

[3]郭斌庄源益.清洁生产工艺[M].北京:

化学工业出版社,2003..

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国家经贸委,2000..

[5]国家经贸委节约及综合利用司.企业清洁生产审核指南[M].北京:

国家经贸委,2000..

[6]国家环境保护总局监督管理司.中国环境影响评价培训教材[M].北京：

化学工业出版社,2001.422-436.