焦化技改工程建设项目用水量合理性分析

□魏小寒

在我省水资源供需矛盾突出、各行业大力推行节约用水的今天，有些焦化企业经技改扩容后，新水消耗量仍大大高于国内外同行业水平，分析研究其原因很有必要，通过磁县漳南洗煤有限公司年产60 万t 焦化技改工程项目，对其取水情况、用水工艺等各个生产环节，采用水量平衡、用水技术指标的方法分析评价，提出合理的取用水量建议。

1.基本情况

1.1 建设项目概况

磁县漳南洗煤有限公司年产60 万t 焦化技改工程，座落于磁县观台镇南约2.5km，位于磁县西南部，与河南接壤。此工程项目包括：炭化室高度为4.35m，LF4350D 型捣固焦炉，炉组规模2x56 孔。相应配备备煤、炼焦熄焦、筛储焦、冷鼓电捕、脱硫及硫回收、硫氨、洗脱苯等焦化生产装置。其辅助及公共设施包括控制室、中央化验室、煤焦制样室、材料库、生产生活消防给水系统、循环水系统、锅炉房、污水生化处理、变电所、全厂供电照明、通风除尘、运等几部分组成。

项目年产干全焦60.31 万t，回收焦油2.71 万t，硫 磺0.12 万t，硫 铵0.7056万t，粗 笨0.6959 万t，煤 气243.04×106m3，其中焦炉自用121.53×106m3，另外管式炉、锅炉房等用一部分做燃料，其余外供做为工业和民用燃料。

1.2 主要生产工艺链

工程生产工艺分为3 部分，分别为备煤工艺、炼熄焦工艺、煤气净化化产回收工艺。

备煤工艺。选用先配煤后粉碎的工艺技术，备煤系统来煤方式为道路运输，备煤分为卸料、备料、配煤粉碎等系统，从汽车到煤场为卸料系统，从受料地仓开始至配煤仓为配料系统，从配煤仓下电子配料称开始至煤塔顶为配煤粉碎系统。

炼熄焦工艺。分炼焦、熄焦、筛储焦等工艺，炼焦选用炭化室高4.3m 的侧入单热两分式焦炉，熄焦采用湿法熄焦，筛储焦工艺是将焦炭由焦台经带式输送机至筛焦系统分级，并将分级后的焦炭送至储焦仓或储焦场。

煤气净化化产回收工艺。焦炉煤气净化和化产回收系统设有冷鼓、电捕、脱硫及硫回收、硫铵、洗脱苯。净化后的煤气一部分作为回炉煤气返回焦炉，一部分作为脱苯管式炉和锅炉房的燃料，剩余焦炉煤气外供做为工业和民用燃料。

1.3 建设项目取水水源与取水地点取水水源

选用废旧煤矿戎利煤矿的矿井水，作为此项目生产生活用水，按照中钢集团工程设计研究院《磁县漳南洗煤有限公司年产60 万t 焦化技改工程备案报告》所述，水源水量充足，完全可满足建设项目用水要求。

取水地点。生产生活取水水源在建设项目厂区内。

2.建设项目用水情况

2.1 建设项目取水情况

按照中钢集团工程设计研究院2007 年6 月《磁县漳南洗煤有限公司年产60 万吨焦化技改工程建设项目备案报告》，建设项目总取水量128.4 万m3/a，其中生产用新水量125.8 万m3/a；生活新水2.6 万m3/a。

2.2 用水工艺分析

建设项目设计新水供水管网呈环状分布，采用低压供水和局部加压供水相结合的供水方式，主要满足生产、生活和消防系统供水。生产用水主要是化学水处理、间冷循环水系统补充水、蒸氨和冷鼓电捕的工艺用水、炼焦水封水、熄焦用水等。生活用水主要包括办公后勤系统用水、厂区职工生活用水等。建设项目按给水可分为新水给水系统、循环水给水系统和复用水给水系统。

2.2.1 新水给水系统

建设项目新水给水系统包括生产、生活及消防用水。消防、生活用水采用局部加压供水，以满足消防、生活用水要求；生产用水根据生产需要部分为有压供水，部分无压供水。

2.2.2 循环水给水系统

建设项目循环水系统包括化产循环水系统和制冷循环水系统。化产循环水系统主要是对硫铵、洗脱苯、冷鼓电捕等生产系统进行间接冷却，该系统耗水主要是冷却塔的风吹散的损失水量和循环系统排污水，其补水来自新水给水系统；制冷循环水系统主要是对横管初冷器和富油脱苯等生产系统进行间接冷却，该系统耗水主要是冷却塔的风吹散的损失水量和系统排污水，其补水来自新水给水系统。

2.2.3 复用水给水系统

为减少新水用量，提高水的重复利用率，建设项目设置了复用水系统。该系统主要收集化产循环水系统、制冷循环水系统和化学水处理系统等处的排污水，该污水除含盐量和温度略有升高外，水质没有受到污染。

3.建设项目水量平衡分析

建设项目取水主要满足生产、生活和消防用水。生产用水主要包括化学水处理水、化产循环系统补水、制冷循环系统补水和其他工艺用水；生产耗水主要是循环水系统的蒸散发损失水量和熄焦蒸发水量；生活用水主要是办公后勤和厂区职工用水。

3.1 用水量、排水量水平衡分析

业主提出的建设项目总取水量128.4 万m3/a。生产用水中化学水处理新鲜水39.0m3/h，其中补充制冷循环水系统新水35.1m3/h，排水3.9m3/h；制冷循环水系统耗水25.02m3/h，主要为蒸散发损失水量，循环系统排污水10.08m3/ h；化产循环水系统补水75.02m3/h，其中耗水73.54m3/h，主要为蒸散发损失水量，排污水1.48m3/h；脱硫及硫回收工段用新水1.2m3/h，硫铵工段工艺用新水10.33m3/h，冷鼓电捕用新水3.7m3/h，备煤筛焦工段需要补充新水5.81m3/h，其耗水量0.2m3/h，排水5.61m3/h；炼焦工段主要是水封水，总供水12.68m3/h，其中耗水7.86m3/h，排水4.82m3/h；熄焦用水全部来自生化处理水和复用水系统，其中生化处理水30.71m3/h 全部用于熄焦，复用水系统供水15.46m3/h 用于熄焦，熄焦总耗水量为46.17m3/h；建设项目拟取生活水3.0m3/h，生活耗水量0.9m3/h，排污水2.1m3/h。

通过分析和参照其他同类焦化项目的各项用水量和消耗水量，我们认为有以下几项业主提出的用水量偏大：一是化产循环水系统补水75.02m3/h，其中耗水73.54m3/h，主要为蒸散发损失水量，排污水1.48m3/h，与同类行业同样规模的工程比较化产循环水系统补水明显偏大，排污水量明显偏小。经分析计算后，化产循环水系统补水33.89m3/h 比较合理，其中耗水28.81m3/h，排污水5.08m3/h。二是工程选用炭化室高4.35m 侧入单热两分式焦炉，属于侧装煤大型捣固焦炉，炼焦工段总供水12.68m3/h，其中耗水7.86m3/h，排水4.82m3/h，同类行业同样规模工程此工段工艺用水量一般为3.5m3/h，其中耗水量占用水量的10%，即0.35m3/h，排水3.15m3/h。三是建设项目拟取厂区生活及其他用水7.21m3/h，多为职工生活和办公用水，按照河北省用水定额，按住宅室内有给排水淋浴设备和办公楼有上下水公共卫生间的标准，人均日用水定额为120L 计算，职工466 人，生活及其他用水不应超过2.33m3/h，排污水1.63m3/h。

3.2 用水合理性分析后提出的水量平衡分析

通过绘制建设项目用水的水量平衡图和水量平衡计算，经过合理性分析，提出本建设项目总取水量应为82.71 万m3/a（2394m3/d，99.76m3/h），其中生产用水中化学水处理新鲜水39.0m3/h，其中补充制冷循环水系统新水35.1m3/h，排水3.9m3/h。制冷循环水系统耗水5.1m3/h，主要为蒸散发损失水量，循环系统排污水1.0m3/h。化产循环水系统补水33.89m3/h，其中耗水28.81m3/h，主要为蒸散发损失水量，排污水5.08m3/h。脱硫及硫回收工段用新水1.2m3/h，硫铵工段工艺用新水10.33m3/h，冷鼓电捕用新水3.7m3/h，备煤筛焦工段需要补充新水5.81m3/h，其耗水量0.2m3/h，排水5.61m3/h。炼焦工段主要是水封水，总供水3.5m3/h，其中耗水0.35m3/h，排水3.15m3/h。熄焦用水全部来自生化处理水和复用水系统，其中生化处理水25.62m3/h 全部用于熄焦，复用水系统供水9.98m3/h 用于熄焦，熄焦总耗水量为35.6m3/h。建设项目取生活及其他用水2.33m3/h，生活耗水量0.7m3/h，排污水1.63m3/h。

4.用水技术指标分析

一是用水定额计算。年取水量82.71 万m3/ a，取 水 定 额1.38m3/ t，日取水量2394m3/d。

二是重复利用率计算，是在一定的计量时间（年）内，生产过程中使用的重复利用水量与总用水量之比，经计算焦化工程重复利用率为97.8%。

三是间接冷却水循环率，是在—定的计量时间（年）内，冷却水循环量与冷却水总用量之比，经计算焦化工程冷却水循环率为97.1%。

四是生活用水指标。建设项目劳动定员466 人，生活取水量55.92m3/d，生活综合用水定额120L/人·d。

5.结语

综上所述，通过分析和参照其他同类焦化项目的各项用水量和消耗水量，提出建设项目生产、生活合理用水量为82.71 万m3/a（计2394m3/d），其中，生产用水2338m3/d，生产耗水量2263m3/d；生活用水55.92m3/ d，生活耗水量16.8m3/ d。 总的水重复利用率为97.8%。吨焦耗新水量1.35m3/t，符合中华人民共和国发展和改革委员会2004年第76 号公告《焦化行业准入条件》要求，建设项目的蒸氨和洗苯工序等产生的含酚氰的废水、生活污水等经污水处理站处理后全部回用于熄焦工段，间接冷却循环系统的排污水和化学水处理水除盐分略有升高外，没有别的污染物，其中回用于熄焦工段239.5m3/d（9.98m3/h）。用水结构比较合理性，职工生活综合用水定额为120L/人·d，符合《河北省用水定额》中居民用水定额标准，生产生活均用水合理、达标。□