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1、焦炉烟尘污染及其治理1 焦炉烟尘污染状况 焦炉在装煤、炼焦、推焦与熄焦过程中,向大气环境排放大量煤尘、焦尘及有毒有害气体(以下统称烟尘)。其污染量国外作过统计,吨焦烟尘量达1kg之多,这个数量对于一个日产6000t焦炭的焦炉组,每天就有6t多烟尘排放到大气中,造成对人与环境的严重危害。 焦炉烟尘含有多种污染物,主要是固体悬浮物(TSP)、苯可溶物(BSO)及苯并芘(BaP).烟尘逸出后在大气温度和压力下,迅速冷凝并附着在悬浮微粒表面,随着呼吸微粒进入人体内并沉积于肺部。目前广泛认为烟尘中BSO和BaP对人体是致癌物,长期持续地吸入含致癌物的微粒,能引发肿瘤。某些研究报告指
2、出,在焦炉操作的工人患呼吸系统癌症的危险性比其他钢铁工人高,就焦化而言,炼焦工肺癌,在冶金企业中,是一种仅次于矽肺的职业病。 国外发达国家职业安全卫生机构对作业场所空气中BSO、BaP最高允许浓度规定分别为0.15mg/m3、0.15ug/m3,国内焦炉作业区监测数据表明,各项指标均远远超过环保要求,环保问题十分严重(见表1)。从70年代起,随着环保要求的不断提出,焦炉烟尘污染与治理技术已引起各发达国家的重视,并相继在焦炉上运用,取得了明显成效。国内起步较晚,除宝钢等少数几家引进消化国外技术,上了环保装备外,国内焦炉环保治理软件、硬件远未得到普及应用,成为当前和今后较长一段
3、时间内冶金行业环境保护亟待解决的重大课题和紧迫任务。表1 武钢焦化厂焦炉烟尘监测结果*污染物TSP,mg/m3BSO,mg/m3BaP,ug/m3范围平均值范围平均值范围平均值炉顶1.87～5.173.10.19～1.20.702.454～16.2126.8机侧0.69～8.243.010.12～0.650.250.193～1.3450.7下风向100m0.65～1.340.980.02～0.070.050.011～0.1810.052下风向1.5～3m0.47～0.60.540.01～0.040.020.003～0.0110.007上风向1.5～3m0.19～0.780.4
4、80.02～0.050.030.001～0.0120.006*——为鞍山焦耐院1988年监测数据2 焦炉烟尘污染源分布 焦炉烟尘污染源主要分布于炉顶、机焦两侧和熄焦,全部烟尘还应包括加热系统燃烧废气(见图1)。按生产过程可把烟尘分为两种,炼焦过程中污染源和机械操作过程污染源。 炼焦过程中产生的烟尘主要来自于炉门、装煤孔盖、上升管。当炉门(包括小炉门)、装煤孔盖、上升管密封不严,集气管压力波动超限时而产生冒烟、冒火,甚至导致荒煤气放散。图1 焦炉烟尘污染图2 U形管与小立管联通图3 U形管与装煤孔联通图4 推焦除尘流程 机械操作过程中的烟尘主要产生于打开炉门、装煤、推焦与
5、熄焦作业。无环保装备的四大车操作,使装煤、推焦、熄焦烟尘处于无控制状态逸散,是焦炉的主要污染源,其中装煤烟尘量0.4～0.6kg/t煤,推焦烟尘量1.38kg/t煤,熄焦0.3～0.4kg/t煤。由于装煤、推焦烟尘微粒表面吸附BSO和BaP等多环芳香烃污染物质,其危害性大于熄焦烟尘。因此,装煤、推焦烟尘治理是改善焦炉作业环境,减少污染的重点项目。3 焦炉烟尘治理技术与装备 70年代以来,随着一代炉龄结束,国内焦炉相继进入大修期。20多年来,国内焦炉通过改造大修、扩容大修,同时消化吸收国外先进技术,提高了焦炉生产的机械化与自动化程度及整体技术装备水平,国内自行设计建成投产的6
6、m大容积焦炉已达20座,这期间,也相继增加了一些环保措施,焦炉环境保护状况有所改善,突出表现在对炼焦过程的烟尘控制方面的改善,但是对机械操作过程中的烟尘控制措施还远远落后于环保要求。3.1 炉顶烟尘控制 炉顶烟尘来源于装煤孔盖、上升管盖、上升管与炉顶联结处,桥管与水封阀联结处等。国内已采取的主要措施有: (1)装煤孔盖泥封,采用人工或装煤车机械浇泥,把泥浆浇灌在孔盖周边加以密封。 (2)上升管盖密封,国内80年代以来,普通采用水封式上升管盖,水封高度大于上升管内煤气压力,保证荒煤气不外逸。 (3)上升管与炉顶联接处采用耐火材料泥浆、石棉绳和耐火粉料与精矿粉混合泥浆封堵
7、,承插口处采用氨水水封。 目前国外对装煤孔盖除采用泥封外,对装煤孔盖、座的设计作了改进,把盖、座的密封沿圆周方向加工成球面,由于球面密封有“万向密合”的优点,即使盖子有点倾斜也能与座贴合良好。3.2 炉门烟尘控制 炉门刀边与炉框镜面接触不严密将使炉内烟气泄漏。50年代,采用小压架顶丝压角钢或丁字钢刀边的刀封炉门结构。60年代,采用敲打刀边,但不能消除炉门因热变形引起的冒烟现象。80年代,采用空冷式炉门,改善了炉门铁槽与炉门框因受热而引起的变形,同时采用带弹性腹板的不锈钢刀边,用小弹簧施加弹性力来调节
