摘要： 系统分析了煤气站扬尘和VOCs污染的产生环节和特点，并结合热电行业治理扬尘和焦化行业治理VOCs的经验，提出了适合煤气站特点的扬尘治理和VOCs治理的措施。

关键词：煤气发生炉；发生炉煤气站；无组织排放；扬尘；防尘网；喷雾抑尘；负压收尘；VOCs；焚烧

Key words: gasifier station; unorganized exhaust; dust; dust net; spray and dust suppression; negative pressure dust collection; VOCs; incineration

0 引言

  煤气发生炉煤气站作为气体燃料供应单元，在玻璃、陶瓷、冶金、化工等行业应用较为广泛，随着国家大气、水、土壤等污染防治计划的颁布实施，煤气发生炉煤气站生产过程的污染与防治，随之成为多方关注的焦点。在重点关注酚水、焦油和硫的污染与治理的同时，煤气站储煤和输煤过程产生的扬尘，以及煤气净化和脱硫过程产生的VOCs等无组织排放的污染与治理，也引起了同等的重视。对发生炉煤气站无组织排放的各主要环节和节点进行系统分析，并将热电、焦化等相关行业的成熟经验和技术，与煤气站的特点进行有机结合，采取技术合理、经济可行的有效措施，对其进行规范性治理，有助于煤气发生炉的健康有序发展。

1 扬尘的污染与治理

1.1 扬尘污染源

煤气发生炉煤气站的扬尘污染，一般来源于储煤和输煤两个环节。煤气站配套的储煤场，其储煤规模与煤气站耗煤规模、煤碳供应地距离和运输条件等因素相关，储煤量一般需要满足煤气站10-20天的用量。煤气发生炉气化用煤的粒度一般为30-80mm，储煤场的煤需要经过筛分筛除粉煤后，依靠大倾角皮带提升机等提煤设施提升至20m左右高度，再经过平角皮带输送机输送至各煤气发生炉炉顶储煤仓。

熊宏亮等【1】将扬尘概括为静态扬尘和动态扬尘两种。煤气站扬尘包括储煤堆场由风力引起的静态扬尘以及煤场卸车、堆取和各输煤倒运节点产生动态扬尘，煤气站储煤、输煤过程中各扬尘污染节点示意如图1。

图1 储煤输煤过程扬尘污染节点图

1.2治理措施

热电行业在储煤和输煤过程扬尘的机理和治理措施等方面，进行了多年的研究，应用了多种技术手段，并取得了良好的抑尘效果。熊宏亮等【1】对治理储煤场静态扬尘的防风抑尘网，就其结构和抑尘机理进行了综合研究，实际测试数据显示：抑尘网的小风抑尘率可达89.77%，大风条件下开启煤场喷淋装置，平均抑尘效率可达87.55%。常瑞丽等【2】介绍火电厂在煤场卸料点一般采用水喷雾措施抑尘，在各设备转运节点及煤仓间等煤尘比较集中的部位，通常采用机械抽风除尘方式抑尘。

火电厂堆煤大部分为碎煤或粉煤，其储煤场对扬尘的控制难度相对较大。而煤气站运入储煤场的煤通常为30-80mm的块煤，由于从煤源地到煤气站的运输、倒运过程产生部分煤粉，所以煤气站储煤场的煤一般粉煤含量约为10-15%左右，相对火电厂而言，其抑尘难度相对较小。煤气站储煤场四周设置围墙、顶部设置防雨顶棚，并在围墙和顶棚之间设置防风抑尘网，即可达到较好的抑尘效果。

储煤场卸煤或堆取作业时，可以采取水喷雾抑尘方式进行压尘。由于不同炉型对入炉煤炭含水率要求不同，对喷雾水量的控制需要区别对待。1Q一段式煤气炉干燥干馏层较薄，一般只有300-400mm，入炉煤炭含水量较高会影响发生炉的气化效率。3Q两段炉对煤炭含水要求更高，一般煤炭含水率以≤10%为宜【3】，气化含水率过高的煤炭会导致煤炭气化前干馏不彻底，引起下段煤气焦油含量过高，进而堵塞煤气设备或管道。5Q两段干馏式煤气发生炉由于其还原层产生的高温煤气全部上行进入干燥干馏段，干馏热解热量供应充足，该炉型对入炉煤的含水率要求不高。对于1Q一段式煤气发生炉炉和3Q两段式煤气发生炉，宜采用超微干雾抑尘技术，减少抑尘喷水量，常瑞丽等【2】介绍该抑尘方式用水量仅为常规水喷雾方式的1/10，在火电厂的应用日渐增多，抑尘效果较好。

煤气站输煤及收尘过程如图2，混煤堆场的煤通过铲车或皮带机倒至混煤料仓1，然后通过筛分机2将粉煤筛除，粉煤通过粉煤皮带3送至粉煤堆场，块煤通过块煤皮带机4输送至块煤储仓5，然后通过大倾角皮带机6输送至炉顶皮带机7，通过卸料器8将煤卸入炉顶储煤仓9，炉顶皮带机7上粘附的粉煤通过其尾部刮料器刮至粉煤溜管10收集，然后通过人工或机械手段倒回粉煤堆场。在筛分机2至粉煤溜管10输煤流程的各转运节点处设置收尘支管，通过引风机11对各节点扬尘进行负压收尘，然后通过除尘器12收尘处理后排空。

图2 输煤收尘系统示意图

混煤料仓1入煤一侧采取软帘密封，其他侧面和料仓顶部采用全封闭形式，可以有效减少混煤向混煤料仓1倒运过程产生的扬尘外溢。粉煤皮带3和粉煤溜管10向粉煤堆场卸料或倒料过程，可以采取喷雾抑尘的方式。各输料皮带机特别是大倾角皮带机应采用封闭形式防治扬尘外溢。

2 VOCs的污染与治理

2.1 VOCs污染源

VOCs污染是一种严重的感觉公害，煤气发生炉煤气站的VOCs污染主要来自两方面：其一是焦油池和酚水池散发的VOCs污染，其主要成分是挥发性的烃、烯、芳香烃类和苯、酚类等物质。其二是煤气湿法脱硫系统产生的VOCs污染，主要是脱硫液再生过程中，混入脱硫液中的部分挥发性的芳香烃类和苯酚类、游离氨以及微量H2S等随再生废气带出形成的污染。

2.2治理措施

焦化行业对类似以上VOCs的污染治理进行过一些探讨和应用，乔树峰等【4】就焦化行业挥发性的烃、烯、芳香烃类和苯、酚类等物质造成VOCs污染，介绍了洗涤法、过滤法、吸附法、焚烧法和氮封法等几种常用的治理方法，并就其优缺点进行了阐述。张合宾等【5】就湿法脱硫过程产生的VOCs污染，介绍了蒸氨废水洗涤-高空排放法和稀硫酸洗涤后高空排放等治理技术，指出这两种方法都无法去除废气中的H2S及苯酚类有机物，局限性较大，同时指出利用焚烧法可以有效解决脱硫VOCs废气的污染问题。

煤气站产生的两方面的VOCs污染物质中多数物质均可燃烧，结合煤气站的工艺特点，采用焚烧分解法可以有效处理煤气站VOCs废气，其工艺过程如图3。首先，封闭焦油池、酚水池和脱硫再生废气的部分散发点，使VOCs废气源各集中于一点散发，VOCs废气自废气源1的散发点被强制引入冷凝捕雾器2，废气中的水蒸汽、低沸点有机物质及部分氨等挥发类物质，被冷却为冷凝液返回焦油池、酚水池或脱硫循环液；经过冷凝处理的VOCs废气经过除雾器2捕除水雾后，经引风机3引致集气罩4处，与外界空气混合作为气化剂，经空气鼓风机5送至煤气发生炉炉底进风箱6。在煤气发生炉高温氧化层，废气中的苯、酚及烯烃类物质被焚烧分解为H2O和CO2；废气中的H2S被焚烧产生的SO2混入煤气中，在煤气净化或脱硫过程中被脱除；废气中的NH3，或先被氧化成NO，再被还原区的半焦、CO以及析出的挥发分等还原成N2，或直接在高温氧化区的半焦和灰渣中的铁基及钙基矿物质的催化作用下分解为N2和H2【6】。

图3 VOCs废气处理工艺流程

上述VOCs废气处理技术属于协同处理工艺，废气处理过程结合煤气发生炉的造气原理，将污染物引入炉内进行焚烧处理，焚烧后的废气混入煤气中，随着煤气的净化和脱硫过程进行二次处理，无二次污染产生。

3 结语

   就煤气发生炉煤气站的污染而言，扬尘和VOCs等无组织排放污染是感官性最强的污染问题，但也是目前煤气站治理力度最小的盲点区域。就其治理技术而言，煤气站自身尝试和应用的较少，需要借鉴其他行业比较成熟的治理技术，研发设计出适合煤气站自身特点的治理方案，以求煤气发生炉在环保规范性达标的前提下，既保证煤气发生炉正常运行，又能够降低污染治理的运营成本。

参考文献：

【1】熊宏亮，宋晓东. 煤场防风抑尘网抑尘效果研究［J］. 电力科技与环保. 2010，26（6）：21-25.

【2】常瑞丽，郑祖东. 火力发电厂输煤系统抑尘和除尘措施探讨［J］. 工业安全与环保. 2014，40（5）：5-8.

【3】马润田等，两段式固定床低热值煤气发生站工艺［J］.中国陶瓷工业 1998，1：34-38

【4】乔树峰，胡园桃，刘长青. 炼焦生产过程恶臭污染与治理措施［J］. 能源环境保护. 2006，19（6）：44-46.

【5】张合宾，史耀国，范安林，等. 脱硫再生尾气的处理和利用［J］. 燃料与化工. 2016，47（4）：39-40.

【6】苑卫军，刘志明，苏亚斌，等. 干馏式煤气发生炉冷煤气站氮化物的形成与脱除［J］. 玻璃. 2015，1：19-22.

第一作者

姓名：苑卫军（1968-），男，河北省霸州市，高级工程师，工程硕士，本科毕业于华北理工大学，从事工作内容：煤炭气化行业，研究方向：煤气化工艺及设备，联系电话： 13703243469， E-mail：2329081462@qq.com。

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