一、焦化廠一般概況
焦化廠煉焦生產的主體設備主要是焦爐,除瀝青焦生產所用原料為焦油外,冶金焦生產基本沿用老工藝而無改變。目前我國煉焦生產與國外相比仍屬間歇式生產,其煉焦生產工藝流程。
煉焦原煤經篩選後去掉雜質,然後根據煉焦工藝要求按不同煤質進行配煤並粉碎加工成粉煤,配煤後的粉煤裝爐煉焦,煤在焦爐炭化室內經140攝氏度高溫幹餾裂解炭化,同時產生大量有機揮發物~粗煤氣,除由於工藝操作或爐體不嚴密等原因造成極少部分煤氣泄漏而汙染環境外,主要由副產品回收裝置,按粗煤氣不同組分進行回收;當炭化室內煤餅炭化成熟後,由爐側推焦機推出紅焦經水洗降溫、冷卻,再經破碎加工篩分成為成品焦。
我國冶金焦化廠除個別老企業(鞍鋼、本鋼等)是在解放前遺留下來的,解放後由於生產的發展逐步改造擴建成為大型冶金焦化廠外,絕大多數企業是在解放後建設投產的。60年代前建設的工廠,大體上是40及50年代裝備水平,60年代後建設的焦化廠,對汙染控製設施有所重視,但技術裝備水平仍然很低且不配套,有些煙塵控製措施在技術上尚未解決,同時由於人們對煉焦煙塵汙染的嚴重性和危害性還缺乏足夠的認識,加之管理水平跟不上,焦爐煙塵汙染仍不能徹底控製。近十餘年來,煉焦生產造成的環境汙染已引起世界各國的關注,我國從70年代開始,在大、中型焦化廠對焦爐煙塵外逸逐漸采取了一些控製措施,使煉焦生產作業環境得到了一定改善,如推廣應用高壓氨水噴射無煙裝煤、上升管水封蓋、加強爐門爐蓋密封管理、提高爐體密閉性能等等,在焦爐煙塵控製方麵起到了一定作用。但這些措施仍屬於工藝設備改革的輔助部分,且受操作和生產管理的影響,其煙塵控製效果波動較大,除上海寶鋼焦化廠在裝煤、推焦、熄焦等工藝操作部位全套引進日本較先進的煙塵淨化控製措施外,據統計,到1982年底,全國大中型焦化廠共有222座爐已推廣的措施,多屬低害化的工藝措施;而專門用於焦爐煙塵淨化的措施和設備較少,煉焦生產仍然是開放性汙染源,焦爐煙塵汙染和職業危害尚未能徹底解決。
二、煉焦生產職業危害
(一)煉焦生產煙塵汙染狀況
焦化廠焦爐煙塵汙染物對人體健康危害最大的主要是苯可溶物,其次是粉塵。
1.苯可溶物的汙染
焦爐煙塵中主要的汙染物是苯可溶物和其中的紐?致癌物質,給人體的健康帶來嚴重威脅,是導致焦爐工肺癌的主要危害因素,調查中分別對鞍鋼、武鋼等七個冶金焦化廠焦爐崗位的苯可溶物、濃度進行了實測。各焦化廠按統一測試方法(苯可溶物采用超聲波提取法)對焦爐工作區的爐頂、機側、焦側等主要崗位分別進行苯可溶濃度測定。
2苯並化的汙染
焦爐外逸煙塵中,含有大量的8等致癌物質,焦爐工肺癌流行病學調查結果證明,肺癌發生率與焦爐作業區崗位接觸8濃度有一致關係,調查中,因多數單位還不具備測試手段,隻對鞍鋼、武鋼等進行重點測試,結果如表3。
3.粉塵的汙染
焦爐煙塵中的固體懸浮物是另一個職業危害因素,本次調查對9家冶金焦化廠1981-1985年的粉塵汙染情況分別進行了調查統計。
從九個焦化廣焦爐作業崗位粉塵濃度統計結果可見,各廠粉塵濃度基本上逐年降低,說明各廠焦爐采取煙塵控製技術措施取得了一定效果。
綜上所述,從70年代采取了相應的煙塵控製措施後,冶金焦化廠焦爐煙塵汙染情況已有很大改善,因各廠尚缺乏苯溶物中的自測能力,無測試數據比較,但從1981—1985年各廠焦爐粉塵測試結果分析足以說明焦爐作業區汙染在逐漸改善。但苯溶物、汙染仍然是很嚴重的,是造成焦化廠職業危害嚴重的主要原因。
(二)職業危害狀況
焦爐煙塵是焦爐作業環境的主要汙染物。國外的流行病學研究均已揭示了焦爐作業工人的肺癌發病率高於一般人群,為了對我國焦爐煙塵汙染及職業危害現狀作出評價,鞍鋼勞研所等個單位於1986年對分布在我國不同地區的16個焦化廠進行了15年(1971-1985)癌症流行病學調查。
三、焦爐煙塵控製技術措施
目前,我國冶金焦化廠,除上海寶鋼焦化廠全套引進日本較先進設備之外,國內其他各焦化廠焦爐生產中煙塵控製技術措施多數從工藝方麵采用低害化技術措施,以控製和減少焦爐煙塵的外逸汙染。如:高壓氨水噴射無煙裝煤,上升管水封,改進爐門、爐蓋結構來提高密封性能等,而專門用於煙塵淨化技術措施、裝備則較少。目前各廠焦爐已普遍推廣的或安裝投產使用效果較好的煙塵控製技術措施歸納如下:
焦化廠的煙塵控製主要是爐頂裝煤、出焦、熄焦三個操作工藝的煙塵治理。
(一)裝煤煙塵控製技術措施
在焦爐裝煤時,從爐門外逸的煙塵量是焦爐煉焦生產過程中造成汙染的重要環節,外逸煙塵量大約占總焦爐外逸煙塵量的60左右,是造成焦爐爐頂作業環境的重點汙染源之一。
1.裝煤煙企捕集淨化技術措施
針對裝煤時,煤孔外逸大量煙塵的具體條件,設計安裝裝煤煙塵淨化係統,將煙塵進行撲集、淨化,避免對環境造成汙染。這種專門用於裝煤煙塵淨化技術措施,目前隻有上海寶鋼焦化廠和本溪北台鋼廠焦化廠安裝使用,其他廠尚未推廣。寶鋼焦化廠和北台鋼廠焦化廠因裝煤工藝的不同,其煙塵淨化係統的設計安裝形式不盡相同,但淨化係統均采用燃燒濕法淨化為手段進行淨化處理。
(1)寶鋼焦爐裝煤煙塵淨化
該廠裝煤煙塵淨化,主要采用燃燒和濕法淨化係統來撲集煙塵進行淨化處理,是從日本引進的配套設備。該係統由裝煤車車上部分和地麵固定部分組成,車上部分由與裝煤孔相對應的吸塵罩,自動點火裝置、噴淋式除塵器、脫水器、供水箱、水泵等組成;地麵固定部分有焦側固定水平幹管、連通閥,一、二級文氏管洗滌器、脫水器、風機、消聲器和汙水處理設施等。裝煤時,可升降的吸塵罩對準相應的裝煤孔,外逸煙塵靠淨化係統的負壓被抽出,在燃燒室自動點火燃燒,煙塵中有機物通過高溫分解,經噴淋式除塵器得到初步淨化。
(2)北台鋼廠焦爐裝煤淨化車
這種設備是1980-1982年設計的,先在北台鋼廠投產,卮在大連化學工業公司焦化車間焦爐投入用,運行效果至今一直很好。該淨化車是針對側裝搗固式焦爐設計的,全係統包括吸塵罩,燃燒室,一、二段噴水冷卻裝置,旋流板式洗滌塔,高壓引風機,水泵,供排水槽等。