焦化行业污染源普查产排污系数的回顾与建议

雍微，刘伟军，徐敏，李志平，庄思源

(1.山西晋环科源环境资源科技有限公司，太原 030024； 2.山西众智检测科技有限公司，太原 030021；3.生态环境部环境工程评估中心，北京 100012)

2008年开展的全国第一次污染源普查，全面调查了各行业污染物产生和排放情况，建立了各类重点污染源档案和各级污染源信息数据库，10余年来为我国科学制定环境保护政策、转变经济增长方式发挥了重要的作用。但随着经济的飞速发展，我国的工业结构、产业布局以及各类污染源的数量和管理要求都发生了巨大的变化，同时也带来了新的环境问题，引起了公众广泛的关注，亟须对其开展系统性调查。2016年10月，国务院依据《全国污染源普查条例》[1]规定，印发了《国务院关于开展第二次全国污染源普查的通知》(国发〔2016〕59号)[2]，正式启动了此项工作。

炼焦化学工业是《水污染防治行动计划》(国发〔2015〕17号)中需要专项整治的“十大重点行业”之一，也是本次污染源普查的重点行业，具有产排污环节多、污染物种类复杂、对人体健康危害大等特点。通过本次污染源普查，全面掌握焦化行业地区分布情况及企业污染源数量，了解主要污染物和特征污染物产生、排放及管控情况，建立健全相应的档案、信息数据库和环境统计平台，对于制定和实施焦化行业经济发展和环境保护相关政策、规划具有重要的意义。

产排污系数是污染源普查工作的基础任务和核心内容，也是直接影响普查结果科学性和准确性的关键因素。本文将在全面分析焦化行业发展现状和产排污特点的基础上，对第一次污染源普查产排污系数提出完善和修正建议，以提高其应用效果和质量。

1 焦化行业发展现状和特点

1.1 焦化行业发展现状

2018年我国焦炭总产能约6.5亿吨，产量4.38亿吨，焦炭产量占世界焦炭总产量的68%，为世界第一焦炭生产大国。其中山西省焦化产能超过1亿吨，位列全国第一，河北省产能约9000万吨，山东省、陕西省、内蒙古自治区产能均超过5000万吨，山西、陕西、河北、山东、河南和内蒙古等6省、区焦炭产量共计占比达到全国产量的61.5%。根据排污许可证管理信息平台2018年的统计数据，全国焦化企业数量约500家，京津冀及周边“2+26”城市和汾渭平原城市是焦化产业主要聚集区，焦炭产能约占全国的28%和19%；长三角区域分布较少，焦炭产能仅占全国的5%左右。全国约88%的焦化企业为独立焦化企业，且独立焦化企业生产规模普遍较小。其中产能在100万吨以下的小型焦化企业占比高达66%。我国焦化行业集中度不高，仍处于多、小、散的状况。

1.2 焦化行业的相关特点

1.2.1生产工艺及装备水平不断提高

我国焦炉炉型以常规焦炉为主，其产能约占总产能的86%。按常规焦炉装备水平划分，5.5米以上大型焦炉数量占比已达到48.5%，较10年前有了大幅度提高。焦化行业熄焦工艺仍以湿熄焦为主，但干熄焦工艺的比例在逐年提高，截至2018年底，干熄焦总体占比38.5%，其中独立焦化企业和钢铁联合企业干熄焦占比分别达到了26%和94%。

1.2.2产污环节多、污染物种类复杂

以常规焦炉为例，焦化生产过程中涉及备煤、炼焦、冷鼓、脱硫、硫铵、洗脱苯、煤气综合利用和酚氰污水处理等多个工艺环节[3]，各环节对应的排放口众多，涉及废气、废水、固废等3大类几十种污染物，包括苯、酚、多环芳烃等多种高毒性、高危害性的三致物质，国家也制定了相关排放标准[4]。此外，在炼焦过程中还会排放大量的乙烯、甲苯、乙苯、二甲苯、苯乙烯等暂无标准限值要求的挥发性有机物(VOCs)，此类污染物成分非常复杂，管控难度很大。

1.3 污染防治技术发展现状

随着环境质量改善需求不断加强，行业环境保护政策日益趋严，为实现达标排放或综合利用，多种新技术在污染治理中得到广泛应用。2018年12月，生态环境部发布了《炼焦化学工业污染防治可行技术指南》(HJ 2306—2018)，该标准在炼焦化学工业废气、废水、固废和噪声等治理方面提出了多种污染防治可行技术，包括预防技术，如单孔炭化室压力调节技术、分段加热技术、压力平衡技术，还有一些新的治理技术，如焦炉烟气脱硫脱硝技术、废水高级氧化技术、脱硫废液提盐制酸技术等。该指南的发布为焦化企业建设项目环境影响评价、国家污染物排放标准制定和修订、排污许可管理和污染防治技术选择提供了全面系统的参考。

2 污染源普查产排污系数回顾及建议

2.1 焦化行业产排污系数回顾

焦化行业全国第一次污染源普查产排污系数手册于2011年9月正式发布[5]。该手册按照常规焦炉和热回收焦炉两种炉型类别，顶装和捣固两种装煤工艺，焦炉炭化室高度小于4.3 m、4.3 m～6 m、大于6 m等3种规模，分别提出了焦化行业产排污系数表，涉及的产排污环节包括焦炉烟囱、化产回收管式炉、装煤地面站、出焦地面站、备煤、筛焦、转运站、熄焦、蒸氨、污水处理等，污染物指标包括工业废水量、化学需氧量、生化需氧量、氨氮、石油类、挥发酚、氰化物、工业废气量、工业粉尘、二氧化硫、氮氧化物等2类11项，基本涵盖了当时焦化行业各种炼焦炉炉型、工艺和规模。

在开展第一次普查工作时，炼焦行业大气污染物排放尚在执行《炼焦炉大气污染物排放标准》(GB 16171—1996)，该标准仅提出了颗粒物、二氧化硫、林格曼黑度以及无组织颗粒物、苯可溶物、苯并[a]芘的排放标准值，废气产污环节和多数指标均未明确，而水污染物排放则参照执行《钢铁工业水污染物排放标准》(GB 13456—92)。由于标准体系不完善，未能有效包含焦化生产全过程和主要污染物指标，造成产排污系数存在较多缺项。此外，受限于当时调查人员对焦化工艺认识不到位、技术条件相对落后和环境管理手段有限等因素，最终确定的产排污系数和实际情况存在一定的偏差，间接导致部分普查成果无法得到广泛应用。

2.2 产排污系数完善和修正建议

2.2.1产排污环节

2008年之后，随着炼焦技术、污染治理水平的进步，我国炼焦行业整体格局和水平已发生了较大变化，为适应炼焦发展新形势需要，原环境保护部适时修订并发布了《炼焦化学工业污染物排放标准》(GB 16171—2012)，对焦炉烟囱、装煤、推焦、干熄焦地面站、各类贮槽、脱硫再生塔、硫铵结晶干燥等10类废气排放环节，以及车间或生产设施废水排放口和废水总排放口2类废水排放环节做出了规定，并对焦化生产废水经处理后用于洗煤、熄焦和高炉冲渣等环节也做出了相应规定。近年来，新技术在污染治理中应用的同时，也带来一些新的排污环节，如焦炉烟气脱硫、脱硝、干熄焦烟气脱硫、机侧炉头烟除尘、脱硫废液提盐、制酸、污水站加盖封闭、深度水处理蒸发结晶等。按照区别对待、抓住重点的原则，建议本次污染源普查对焦炉烟囱、装煤、推焦、干法熄焦、制酸、污水处理等环节以及安装在线监测设施的环节重点关注，经测算，上述环节排放口颗粒物排放量可占全厂颗粒物排放量的80%以上，二氧化硫和氮氧化物占全厂排放量的95%以上。而其他排污环节则可以根据其排污特点和污染物类型，酌情进行合并统计，进行简化管理。

2.2.2污染物指标

《炼焦化学工业污染物排放标准》(GB 16171—2012)中规定了颗粒物、二氧化硫、氮氧化物、苯并[a]芘、非甲烷总烃(NMHC)、氨、硫化氢、酚类等10项大气污染物排放浓度限值；规定了化学需氧量、氨氮、苯、硫化物、挥发酚、多环芳烃(PAHs)、苯并[a]芘等14种水污染物排放浓度限值和单位产品基准排水量；还提出了各项污染物的特别排放限值，极大地丰富了焦化行业排放标准体系。结合《第二次全国污染源普查方案》[6]规定的普查内容，建议本次焦化行业废水污染物普查指标可确定为：化学需氧量、氨氮、总氮、总磷、石油类、挥发酚、氰化物；废气污染物普查指标可确定为：二氧化硫、氮氧化物、颗粒物、氨和挥发性有机物，在后续工作中废气要重点关注硫化氢、苯、苯并[a]芘和一氧化碳四项因子，废水要重点关注生物脱氮后的 PAHs和 苯并[a]芘两项因子。焦化行业挥发性有机物成分十分复杂，属于《“十三五”挥发性有机物污染防治工作方案》[7]中重点控制的污染物因子包括乙烯、甲苯、乙苯、二甲苯、苯乙烯、甲基环己烷、正壬烷、三甲基苯等11项，通过选择代表性企业进行监测，如果全部调查统计工作难度极大，为表征VOCs总体排放情况，结合焦化行业特征，建议可采用NMHC作为污染控制项目。

2.2.3工业废气量

焦化行业第一次普查产排污系数提出了焦炉烟囱、化产回收管式炉、装煤地面站、出焦地面站、熄焦、备煤、筛焦、转运站等环节的工业废气量，其中焦炉烟囱和管式炉产生的废气量为燃烧气量，其他处产生的废气量包含工艺废气和空气量[5]。但由于折算参数不确定、装备水平持续提高、管理要求加严等原因，部分工业废气量已很难适用于现有焦化企业。

(1)以炭化室高度大于6m的顶装焦炉为例，此类焦化企业实测数据氧含量多数大于8%，随着焦炉烟气尾部脱硫脱硝装置投入运行，部分企业氧含量甚至可以达到12%以上，但系数手册中给出的工业废气量系数为1275 Nm3/t—产品。按照《现代焦化生产技术手册》[8]燃烧计算表进行折算，此废气量对应空气过剩系数α取值为1.25，对应氧含量在4%左右，和实际生产情况存在较大偏差。2019年4月，生态环境部发布《关于推进实施钢铁行业超低排放的意见》(环大气〔2019〕35号)[9]，首次提出焦炉烟囱基准氧含量以8%考核，若按照此数值折算，则焦炉烟囱工业废气量系数应当调整为1700 Nm3/t—产品左右较为合适。

(2)由于节能环保的要求，近年来国内大型焦化厂陆续采用干熄焦技术处理焦炭，由于干熄焦生产的技术特点，在装焦预存、底部排焦、循环气放散、运焦、筛焦、装车过程中会产生大量粉尘，该粉尘具有温度高、含水量低、起尘量大等特点，需要配套独立的除尘地面站进行处理，上述环节实测废气量折算系数通常为1400 Nm3/t—产品～2100 Nm3/t—产品，远大于系数手册中给出的750 Nm3/t—产品。

(3)随着环境管理日益加严，为了提高污染物捕集效果，减少无组织排放，在提高焦炉密封性的同时，各企业对焦炉机侧、焦侧、炉顶等处采取了诸如高压氨水喷射无烟装煤、高效袋式除尘地面站、移动式车载除尘等许多措施，将大量不可控的无组织排放转变为可控的有组织排放，与之对应的工业废气量较系数手册也有了大幅度增高，需要重新核算。此外，随着环境质量改善的需要，频繁的重污染天气应急响应和冬防限产对企业稳定生产影响严重，对应工业排气量也在大范围波动，建议核定系数时要酌情考虑此影响因素。

2.2.4与排污许可证平台衔接

为贯彻《国务院办公厅关于印发控制污染物排放许可制实施方案的通知》(国办发〔2016〕81号)文件要求，完善焦化行业排污许可技术支撑体系，原环境保护部于2017年发布了《排污许可证申请与核发技术规范 炼焦化学工业》(HJ 854—2017)，规定了基本情况填报要求、许可排放限值确定、实际排放量核算、合规判定的方法以及自行监测、环境管理台账与排污许可证执行报告等环境管理要求等。截至目前，发证焦化企业数量约500家，基本涵盖了我国全部的常规焦炉炉型和生产工艺。

建议此次系数核定工作要与全国排污许可证管理信息平台动态衔接。首先，可以利用平台统计的基本情况信息对焦化企业进行合理分类，以实现不同类型企业精细化管理；其次，可以利用平台上传的季度、年度执行报告，汇总焦化企业的实际生产负荷和排污量，对主要污染因子系数进行合理设定；再次，可以遴选出一些代表性企业，通过查看环境管理台账和开展现场实测，对系数进行修订和补充；最后，可以通过普查数据和许可证管理信息平台数据相互校核印证，通过平台长期跟踪、动态更新污染源数据，创建新的环境管理方式。

3 结论

我国是世界第一焦炭生产大国，但行业整体来看集中度不高，仍处于多、小、散的状况。焦化生产具有产污环节多、污染物种类复杂等特点。第一次污染源普查时由于焦化标准体系不完善、对焦化工艺认识不到位、技术条件相对落后和环境管理手段有限等因素，最终确定的产排污系数存在较多缺项，与实际情况存在一定的偏差。

建议对焦炉烟囱、装煤、推焦、干法熄焦、制酸、污水处理以及其他安装在线监测设施的环节重点关注。废水污染物普查指标可确定为化学需氧量、氨氮、总氮、总磷、石油类、挥发酚、氰化物，废气可确定为二氧化硫、氮氧化物、颗粒物、氨和挥发性有机物，但可采用NMHC表征VOCs总体排放情况，后续要重点关注废气中的硫化氢、苯、苯并[a]芘和一氧化碳，以及废水中的多环芳烃(PAHs)和苯并[a]芘。工业废气量系数的确定要综合考虑折算氧含量和冬防限产等影响因素；干熄焦、焦炉机侧、焦侧、炉顶等处废气量折算系数普遍偏小，需要重新核定。同时建议通过排污许可证管理信息平台动态更新污染源数据，从而更好地为炼焦化学工业可持续发展提供及时有效的数据基础。