宁夏焦化企业清洁生产分析探讨

丁红英，严新峰，蔡 超

（1.宁夏回族自治区环境保护厅，银川 750002；2.宁夏大学化学化工学院，银川 750021）

近年来，随着宁夏回族自治区（简称“宁夏”）煤炭资源的开发，相应的煤化工产业也逐渐发展起来了，炼焦行业就是其中之一，而今炼焦业已成为宁夏煤化工重要的产业链之一[1]。但该行业在给宁夏带来巨大经济利益的同时，也给当地环境带来了沉重的负担。2003年我国将清洁生产纳入法制化管理的轨道[2]，提出了“清洁生产是从资源和环境保护角度要求工业企业的一种新的现代化管理手段，可以最大限度地使能源得到充分利用，以最小的环境代价和能源、资源的消耗获得最大的经济发展效益。”本文对宁夏焦化企业的清洁生产水平进行了调研，重点对焦化企业的生产工艺与装备、污染物排放和废物回收利用、固废回收及资源能源利用指标等进行了分析，并对宁夏焦化企业清洁生产工艺普遍存在的问题进行了分析，进而提出了相应的建议。

1 宁夏焦化企业现状

截至2012年底，宁夏共有14家焦化企业，总体焦炭产能达到了972t/a，焦炭产量657万t/a。

从下图可以看出，全区焦炭生产产能由2003年的132万t/a增长到2011年的772万t/a。特别是“十五”之后，宁夏焦化企业的生产规模逐年扩大。根据调研结果，仅从焦炉高度一项指标比较，2003年宁夏焦化企业的焦炉高度平均仅为2.8m，而2011年，焦炉高度已增加至约5.5m。此外，伴随着宁夏煤炭产业结构的不断调整以及政府对于绿色环保企业生产理念的不断引导，焦化生产化学产品回收种类也有很大程度的增加，由最初仅回收焦炉煤气、煤焦油等初级产品到现阶段已有完善的生产流程及设备回收硫磺、粗苯、硫铵等化工副产品，这些工艺的改进与优化不仅大大提高了工业生产附加值，提高了煤炭资源的利用率，亦大大减轻了当地维护环境质量，特别是大气质量的压力。

2003-2012年宁夏焦炭产能发展走势图

2 宁夏焦化企业清洁生产水平现状

2003年《清洁生产标准 炼焦行业》（HJ/T 126-2003）的制定，促进了宁夏焦化企业走清洁生产的道路，为焦化企业开展清洁生产提供了技术支持和导向。然而，宁夏区内还没有焦化企业开展焦化行业的清洁生产审计工作，主要原因是：1）由于一部分焦化企业的起点低、发展慢、技术装备水平低，与国内外先进清洁生产水平差距较大；2）2008～2012年，焦化行业结构发生了较大变化，区内淘汰了部分落后生产企业和装置；3）部分焦化企业进行了扩能改造，同时还有一批新的企业进入焦化行业，因此较难判断区内焦化行业的清洁生产水平。故本文针对《清洁生产标准 炼焦行业》（HJ/T 126-2003）的指标要求，重点从生产工艺与装备、污染物排放、废物回收利用、资源能源利用等方面进行分析。

2.1 生产工艺与装备指标

现阶段，宁夏区内14家焦化企业均采用常规机械化炼焦生产工艺，即焦炉装煤、炼焦、推焦、熄焦及煤气净化回收等工序。宁夏在2003～2005年建立的都是小型焦炉，高度约3.2m，备煤技术单一，效率较低，炼焦设备也较落后；而在2008～2012年期间，区内先后建立了4家中大型焦化企业，分别是石嘴山市盛港、宁夏阳光、宁夏庆华煤化公司和宁夏宝丰能源公司（一期、二期），炭化室高度在4.4～5.5m，均采用多锤连续捣固技术；在熄焦工艺方面，区内企业均采用湿法熄焦。

依据《清洁生产标准 炼焦行业》（HJ/T 126-2003）的生产工艺与装备要求，宁夏焦化企业仅有4家可达到二级水平。

2.2 污染物排放和废物回收利用指标

2.2.1 大气污染物排放现状

炼焦过程产生的大气污染物中含有颗粒物、无机污染物、有机污染物三类。颗粒物主要为煤尘和焦尘；无机类污染物包括硫化氢、氰化氢、氨、二氧化碳等；有机类污染物包括苯类、酚类、多环和杂环芳烃等，多属有毒有害物质，特别是以苯并[a]芘为代表的多环芳烃大多是致癌物质，对环境和人体健康会造成影响[3]。宁夏焦化企业全部采用常规机械化焦炉，焦炉生产过程中产生的大气污染物主要来自备煤、装煤、炼焦、推焦、运焦、熄焦、筛贮焦、煤气净化等工序。

根据炼焦过程中大气污染物的排放工序，本文对区内宁夏宝丰能源、平罗阳光、惠农旺鑫、常能达、石嘴山市盛港5家焦化企业的排污实测数据进行了汇总（见表1）。

表1 调研企业炼焦过程大气污染物实测浓度范围数据

通过表1的企业实测数据与大气污染物排放标准比对，以上5家焦化企业排放的大气污染物浓度基本符合现行国家及行业排放标准限值，其中生产规模较大企业的达标情况较好，仅有1家企业焦炉烟囱的氮氧化物排放超标，因此企业对氮氧化物的减排，还应加强控制技术水平。

2.2.2 污水处理工程

焦化废水污染物主要由两类废水组成：1）焦化工艺废水，产生于炼焦、煤气净化和化工产品精制过程，产生环节有剩余氨水、煤气终冷水、蒸汽冷凝分离水、萃取脱酸水等；2）清净废水，主要为生活污水和冷却用水，这类废水中污染物的含量不高，主要是一些生活中的有机质和废水冷却过程中的浮悬物，一般可达到直接排放的标准，不会造成水污染[4]。造成水污染问题的主要是焦化工艺废水，该类废水成分复杂，主要含有挥发酚、总氰化物、焦油类、硫化物、BaP、苯等，废水特点是排量大、危害严重，往往严重超过排放标准，不可直接排放。

调研结果表明，宁夏区内采用“物化 + 强化生物脱氮QWSTN + 深度处理”工艺的焦化企业较少，大部分焦化企业采用的是“普通生化 + 活性炭过滤”工艺，原因是大部分小型焦化企业的起点低，废水治理技术发展滞后。

2.3 固体废物回收利用指标

炼焦过程中会产生多种固态、半固态及流态的固体废物，主要有：备煤车间、地面除尘站收集的煤尘、焦尘；熄焦筛焦工段收集的焦尘；粗苯蒸馏工段再生器产生的再生渣、蒸氨工段蒸氨塔排出的沥青渣等，其中焦油渣和各类化产残渣属于危险废物[5]。

表2是宁夏5家焦化企业的固废处置措施。从表2可以看出，区内大部分焦化企业将一般固体废物（如烟尘、焦尘、焦油渣等）收集后配入炼焦煤炼焦，均不外排。因此区内焦化企业在固废回收利用指标方面，可达到清洁生产一级水平。

2.4 资源能源利用指标

根据《清洁生产标准 炼焦行业》（HJ/T 126-2003）资源能源利用指标，选择宁夏大、中、小型的6家不同焦炉高度的焦化企业进行调研，结果见表3。

从表3可以看出，宁夏近年来新建的大型焦炉（如宁夏宝丰5.5m）资源能源利用较好，由于新建大型焦炉采用一系列成熟的工艺技术和先进装备，可有效降低工序能耗、新鲜水用量、耗电量等指标，还可使焦炉煤气利用率高达100%及水循环利用率达到95%。《清洁生产标准 炼焦行业》（HJ/T 126-2003），大型焦炉资源能源利用指标可达到二级水平。而小型焦炉资源能源利用指标较低，且在工序能耗（kg标煤/t焦）、吨焦耗新鲜水（m3/t焦）等指标上消耗较高，因此这些小型焦化企业在资源能源某些指标方面达不到清洁生产三级水平。

表2 宁夏焦化企业固废及利用处置措施

表3 宁夏焦化企业资源能源利用情况

3 宁夏焦化企业清洁生产存在的问题

（1）产业结构有待进一步调整

目前，宁夏焦化企业共14家，产能最大的200万t/a，最小的仅有12万t/a，这些小型焦化企业在生产过程中排放的粉尘、烟尘、SO2、NOx等污染物总量较大，对环境的污染较为严重，因此，宁夏焦化行业的产业结构有待进一步优化。

（2）技术装备水平仍有待提高

至2012年底，宁夏焦化企业中大型焦炉5.5m高的仅有2家企业，焦炉4.3m高的2家，其余焦炉高度均低于4.3m。而这些小型焦炉在工序能耗（kg标煤/t）、耗新鲜水（m3/t焦）、耗蒸汽量（t/t焦）、耗电量（kW·h/t）等方面耗能较高，且排污较为严重。

（3）焦化工艺废水处理方面有待提高

通过改变焦化主体生产工艺削减废水处理量和改善废水处理条件，利用“物化 + 生物脱氮”的高效技术对焦化废水进行联合处理，而区内大部分焦化企业采用“普通生化 + 活性炭过滤”工艺，该工艺对众多的多环和杂环化合物很难去除，且极易造成二次污染或污染转移。

（4）节能减排管理水平需进一步提高

宁夏焦化行业现有的节能减排标准和规范尚不完善，也未得到认真实施，大部分焦化企业的节能减排管理职能机构不健全。故宁夏焦化行业的节能减排统计、监测和考核体系还有待建立和完善，

4 对策建议

（1）认真贯彻落实国家产业政策

工业和信息化部新修订的《焦化行业准入条件》，于2009年1月1日起开始执行。该准入条件从炭化室高度出发，并对焦化生产的污染控制提出了明确要求。宁夏各级主管部门应进一步严格贯彻落实，严把准入关，从源头上以政策手段推进炼焦行业的污染防治。

（2）坚决淘汰落后的生产装备

根据工业和信息化部《部分工业行业淘汰落后生产工艺装备和产品指导目录》（2010年本）、国家发改委《产业结构调整指导目录》（2011年本）等产业政策，已明确提出下一步要淘汰炭化室高度小于4.3m的小焦炉，为行业工艺装备的调整提供了法规依据。对于区内一些焦化企业起点低、装备落后、环境污染严重、既无焦化产品回收，又没有充分利用焦炉煤气的焦化企业，应充分认清焦化行业发展趋势，重新选定自己的发展道路，关停或者转产，寻求新的发展路径，以求得企业的可持续发展。

（3）配置齐全、高效的污染治理设施

针对宁夏大多焦化企业的烟尘处理防治措施不完善、无组织排放源设备等环保措施不到位的现状，相关部门应督促企业加大环保资金的投入，鼓励企业配置齐全、高效的污染治理设施，如大型地面站干式净化装置、夏尔客侧吸管、除雾+折流格子挡板、生化站生物降解和臭氧深度处理焦化废水技术等，同时开发和推广焦化工艺污染防治最佳可行技术，以保证企业污染物达标排放。

（4）建立焦化企业示范工程

环保部门应加强对焦炭在建项目的分类整理，建立区内焦化试点企业，切实贯彻落实国家发改委产业政策及焦化行业准入政策，制定完善的、切实可行的管理办法，并建立定期通报制度，利用一定的机制将试点企业的先进技术、成熟经验予以推广，起到示范作用。

（5）大力推进焦化行业清洁生产审计工作

截至2012年底，宁夏还有没参与焦化行业清洁生产审核的企业，为此相关部门应正确引导企业积极开展清洁生产审核，深入清洁生产理念，进一步提升清洁生产水平，以便宁夏焦化行业能尽快形成资源配置合理、污染物排放达标的节约型、清洁型、循环型行业发展模式。

[1]宁夏回族自治区环境质量报告书[R].2012，33-27.

[2]朱慧玲.焦化清洁生产分析探讨[J].建筑热能通风空调，2004（6）：94-98.

[3]孙思伟，郑文华.“十二五”我国焦化工业的发展[C].第八届（2011）中国钢铁年会论文集，2011.

[4]王亚芝，任毅斌.焦化废水生物脱氮技术选择[J].内蒙古石油化工，2012（5）： 86-90.

[5]魏松波，戴华勇.焦化生产工艺废渣的综合利用[J].武钢技术，2006（2）： 6-10.