煤气发生炉环境风险的因素有哪些
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发布时间：2022-04-29 18:42
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时间：2022-06-19 13:27
随着社会进步、经济发展和科学技术水平的不断提高，我国的环保法规日尽健全与完善，国民的环保意识也随之不断强化，因此，文明生产和保护环境，备受社会关注。
11.2.1 粉尘
在煤气发生炉生产运行过程中，煤的破碎、筛分与输送，煤场内煤的装卸与倒运，都会不同程度的产生扬尘，不同场合空气中的煤尘浓度，见表11-16。
表11-16 煤气发生站不同场合空气中的煤尘浓度
检测地点空气中的煤尘湿度(mg/L)
煤气炉炉顶煤仓20－40
块煤皮带运输机头部16－25
粉煤皮带运输机头部65－75
给煤机60－65
振动筛25－45
破碎机20－40
确定煤气站粉尘排放标准，参考工业窑炉大气污染排放标准(GB9078-82)，见表11-17。
表11-17 有害物最高允许排放标准
序
号有害物名称窑炉类型标
准
级
别1997年1月1日前
安装的工业窑炉1997年1月1日起
新、改、扩建的工业窑炉
排放浓度
(mg/m3)排放浓度
(mg/m3)
1二氧化碳燃煤(油)
窑炉一1200
二1430850
三18001200
2氟及其化合物
(以F计)一6
二156
三5015
3铅及其化合物
(以Pb计)一0.05
二0.100.10
三0.200.10
4烟(粉)尘隧道窑一100
二250200
三400300
其它窑一100
二300200
三500400
5烟气黑度
(林格曼级)隧道窑一10
二11
三11
其它窑一10
二11
三22
注：① 本标准分为1级标准、2级标准、3级标准，分别适用于GB3095-82《大气环境质量标准》中的一类区、二类区、三类区。
② 工业窑炉烟囱(或排)气筒最低允许高度为15m。
在煤的破碎、筛分、皮带运输机夹部等扬尘集中的地方，可安装局部收尘装置，如收尘效率可达99%以上的布袋收尘器；对煤堆场等露天扬尘点，可采用由水乳性丙烯酸酯共聚物、隔水剂及填充料配制的煤堆场覆盖剂，以减少煤尘的飞扬流失；在装卸煤作业和受煤坑处，采用喷淋水，即可减少煤尘飞扬和控制污染环境。
11.2.2 废气
1) 煤气发生炉加煤机处泄漏煤气
当向煤气发生炉子内加煤时，不管是滚筒式加煤机，还是钟罩式加煤机，在加煤过程中都会有少量的煤气逸出，如按每小时5次加煤计算，其泄漏的煤气量为14－18Nm3/h，其主要污染物是CO与H2S，其中CO约为5.5kg/h，而H2S约为55 kg/h，这部分有害气体为间歇排放，排放量又很少，就两段炉煤气站而言，放散管的高度＞30m，因此，所排出的有害气体量低于《工业“三废”排放试行标准》(GBJ4-73)中的规定值[CO为160kg/h，H2S为1.3kg/h，烟囱高20m。
2) 煤气发生炉点火时需向外排放煤气，一般按半年停炉检修计，每次排放时间约为4小时左右，就φ3.0m两段炉而言，排放的煤气量约2500 Nm3/h，其中主要污染物是CO，排放量为0－615 kg/h，一般情况下，排放2-3小时之后，才会超过排放标准，可按事故排放对待。
环境空气质量标准(GB3095-82)中，各项污染物的浓度限值，见表11-18。
表11-18 各项污染物的浓度限值
污染物名称取值时间浓度限值浓度单位
一级标准二级标准*标准
二氧化硫
SO2年平均
日平均
1小时平均0.02
0.05
0.150.06
0.15
0.500.10
0.25
0.70mg/ m3
(标准状态)
总悬浮颗粒物
TSP年平均
日平均0.08
0.120.20
0.300.30
0.50
可吸入颗粒
PM10年平均
日平均0.04
0.050.10
0.150.15
0.25
氮氧化物
NOX年平均
日平均
1小时平均0.05
0.10
0.150.05
0.10
0.150.10
0.15
0.30
二氧化氮
NO2年平均
日平均
1小时平均0.04
0.08
0.120.04
0.08
0.120.08
0.12
0.24
一氧化碳
CO日平均
1小时平均4.00
10.004.00
10.006.00
20.00
臭氧
O31小时平均0.120.160.20
铅
Pb季平均
年平均1.50
1.00μg/ m3
(标准状态)
苯并(a)芘
B(a)P日平均0.01
氟化物
F日平均
1小时平均7①
20①
月平均
植物生长季平均180②
180②300②
300② μg/(m2•d)
注：①适用于城市地区；②适用于牧业区和以牧业为主的半农半牧区，蚕桑区；③适用于农业和林业区。
11.2.3 废水
冷煤气站，在洗涤和净化过程中的热循环水系统和冷循环系统中，都会不同程度的含有挥发酚，氰化物、油类、BOD、COD、悬浮物等有害物质，某煤气站的热循环水和冷循环水的水质分析，见表11-19；某煤气站热煤气落灰管处和总排水口处的挥发酚与氰化物含量，见表11-20；某煤气站封闭循环系统的循环水质变化情况分析，见表11-21；某两段炉煤气站酚液的水质分析，见表11- 22；某厂冷煤气输送管内的冷凝水中的酚、油、悬浮物及COD含量的测定值，见表11-23；某厂大同煤煤气站循环水水质分析，见表11-24。
表11-19 某煤气站的热循环水和冷循环水的水质分析
水的种类热循环水冷循环水
PH6.87.8
悬浮物2766-2948542-1470
总固体49146-575281780-1968
油类3607-45121091-3105
挥发酚1567-15982204-2366
可溴化合物13698-1394666072-15275
CODcr23103-2804810491-10691
BOD560003278
氨氮588-599624-627
氰化物4.5-6.02.0-3.0
硫化物184-192104-112
表11-20 某煤气站热煤气落灰管处和总排水口处的挥发酚与氰化物含量
检测点挥发酚(mg/L)氰化物(mg/L)
热煤气管落灰管水封处6.50.14
总排水口处9.30.14
表11-21 某煤气站封闭循环系统的循环水质变化情况分析(气化大同煤)
项目清理间
隔时间冷循环系统热循环系统
酚油悬浮物总固体COD酚油悬浮物总固体COD
清理前mg/L150天215034036032001030015201404803940028850
清理后mg/L143010017020706700690361502650018900
水中杂质增量
mg/L72024019011303600830104330129009950
水质洁净率%33.570.652.835.335.054.674.368.832.734.5
表11-22 某两段炉煤气站酚液的水质分析
名称PH硫化物H2S酚氰化物氨硫酸盐和重硫酸盐
含量mg/L7.5-8.21508001501035003500
表11-23 某厂冷煤气输送管内的冷凝水中的酚、油、悬浮物
及COD含量的测定值(气化大同煤)
挥发酚油类悬浮物COD
3580mg/L1079 mg/L200 mg/L5900 mg/L
表11-24 某厂大同煤煤气站循环水水质分析
名称PH水温℃水色含酚mg/l含油mg/l氨氮mg/l悬浮物mg/l
热循环水7-860-70棕色2500800-1000100-2001000-1400
冷循环水7-830-40棕色2000800-1000100-2004000-8000
上述水质分析结果，远远超过工业三废排放标准中所规定的各项指标，工业三废的废水排放标准中的有关规定如下：
项目名称最高容许排放浓度(毫克/升)
PH6-9
悬浮物500
BOD560
CODcr100
硫化物1
挥发性酚0.5
氰化物0.5
有机磷0.5
铜及其化合物1
锌及其化合物5
氟的无机化合物10
硝基苯类5
苯胺类3
石油类10
将煤气站的污水排放结果与工业三废排放标准相对比可见悬浮物超过5-6倍，油类超过300-400倍，挥发酚超过3000-4000倍，这样的有毒废水是绝对禁止向外排放的。
污水综合排放标准中的第二类污染物最高允许排放浓度，见表11-25。
表11-25 第二类污染物最高允许排放浓度 mg/L
污染物一级标准二级标准*标准
新扩改现有新扩改现有
标准值
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
206～9
50
70
30
100
10
20
0.5
0.5
1.0
15
10
—
0.5
1.0
1.0
2.0
5.0
0.5
2.0
2.06～9
80
100
60
150
15
30
1.0
0.5
1.0
25
15
—
1.0
2.0
2.0
3.0
10
0.5
2.0
5.06～9
80
200
60
150
10
20
0.5
0.5
1.0
25
10
20
1.0
2.0
2.0
3.0
10
1.0
4.0
2.06～9
100
250
80
200
20
40
1.0
0.5
2.0
40
15
30
2.0
3.0
3.0
5.0
15
1.0
5.0
5.06～9
—
400
300
500
30
100
2.0
1.0
2.0
—
20
—
—
—
5.0
5.0
20
2.0
5.0
5.0
烟煤冷煤气站循环水中的主要污染物是含酚与含油，而无烟煤冷煤气站循环水中的主要污染物是氰化物(CN-)和硫化物(S-2)。
含有酚类的循环水，呈由浅至深的粉红色，有一种刺鼻的特殊臭味，某煤气站违章向站外排放含酚污水，致使稻田内秧苗枯死，水塘中死鱼飘浮，因此，未经处理的含酚污水是严禁外排的，而排水中的酚含量应＜0.5mg/L，在煤气站沉淀池周围，空气中的挥发酚含量，应＜5mg/m3。
循环水中的氰化物主要是以游离状态的氢氰酸形式存在，而氢氰酸是剧毒物质，它能使血红素失去载氧能力，极易通过人的皮肤及粘膜吸收而造成急性中毒，若误服50mg氢氰酸，或空气中的氢氰酸浓度高于100 mg/m3，人就会立即死亡。因此，对(CN-1)含量的*是非常严格的，即排水中(CN-1)应＜0.5mg/L；生产环境大气中(CN-1)应＜0.3mg/m3；居民区中应＜0.01mg/m3。另外，氢氰酸的挥发酚很强，30℃～40℃时的挥发率可达80%～90%。
循环水中的硫化物，是以硫化氢和氧化硫形式存在，而硫化氢和氧化硫对人体呼吸系统和神经系统均有毒害作用，排水中的硫化物应＜1 mg/L。
两段炉气化烟煤时所产生的酚液，主要来源于：①煤中的外来水，②煤中的饱和水；氢氧反应生成水。当入炉煤中的水分为4%时，每气化1000kg煤时，大约能生成70kg的酚液；当入炉煤中的水分为7%时，每气化1000kg煤时，大约能生成100kg左右的酚液。由于酚液量相对比较少，可通过焚烧来处理这部分有毒酚液，这是由于酚液中的酚类是芳香族碳氢化合物，在1100℃-1200℃的高温作用下，这种芳香族碳氢化合物可燃烧分解成无毒的CO2和H2O，其反应如下：
燃烧
C6H5OH+7O2 6CO2+3H2O
焚烧1吨酚液，大约消耗8.4×104MJ的热量，约合1350-1500Nm3热值为6.3MJ/ Nm3的发生炉煤气。
酚液焚烧后的烟气成分，见表11-26。
表11-26 酚液焚烧后的烟气成分
烟气成分(%)意大利IGI公司提供英国wellnlan公司提供
CO2
N2
O2
SO3
H29.37
56.25
4.00
0.02
30.365.7
70.1
11.1
0.61
13.0
合计100.0100.0
煤气站的污水处理,也可采用下列方法：
① 自然沉降法：就热煤气站而言，在旋风分离器和热煤气管道的落灰管下的水封、隔离水封等处溢流水中，都含有一定量的悬浮物和酚类，这部分污水也同样是不能外排的，可采用自然沉降法，是最简单也是最经济的方法，在沉降池内经过大约2个小时的沉降，40%的油类和50%的悬浮物可以被脱除。
② 电解法：该法适宜于冷煤气系统，对悬浮物的去降率可达85%，耗电为2～4KW/t(水)，水质清澈呈绿色，但极板上的粘结物不易清除。
③ 化学混凝沉淀法：化学混凝法是最常用的污水处理方法。煤气站循环水中，悬浮物、油与水都不是单纯存在的，由于长期的循环，水中固体颗粒在泵内叶轮的作用下，水与固体颗粒均匀混合的悬浊液，水与油均匀混合的乳浊液，另外，在循环水还会形成一些胶体。化学混凝沉淀法，就是利用所添加的药剂，破坏循环水中的县浊液、乳浊液、胶体的稳定性，从悬浮物中分离出来的固体颗粒、从乳浊液中分离出来的油品，通过凝聚而形成较大的颗粒，并结聚成絮凝体，随着比重的增加而下沉池底，积聚成沉淀物。所采用的药剂有无机盐类(硫酸铝、聚合硫酸铁、碱式氯化铝等)、硫酸(使用工业硫酸或废硫酸，将PH调整到3-4时，即有明显的破乳效果) 、有机高分子絮凝剂[如最常用的聚丙稀酰胺(PAM)，投入量为水量的0.002%～0.01%]。
④ 加药加压容气浮选法
加药加压容气浮选法，即是投入混凝剂的同时加入一定量的药剂，使刚生成的较小的絮凝体由气体吸附，而带至水面浮出，此法的除油率可达60-70%，除悬浮物率可达70-80%(个别煤气站可达75-95%)，是应用较多的处理污水的有效方法。
⑤ 离心分离法：即是采用高速离心机，其转速可达4800-14000转/分，油的去除率可达60-80%，悬浮物的去除率可达70-80%。该法耗电较大，离心转鼓上粘结物也不易清理。
11.2.4 焦油渣
在气化烟煤的热循环水系统中，会形成由粉煤、焦油、飞灰及含酚水组成的焦油渣，焦油渣的成分组成，见。
表11-27 焦油渣的成分组成
名称水分焦油煤粉飞灰
含量15-2040-5030-405-10
这部分焦油渣沉积在双竖管水封存槽底，在热水中呈胶粘体，捞出风干后呈坚硬的焦渣块，焦油渣既不能象油品加热后喷燃，也不可裸露燃烧(如曾用干烧砖)，因为裸烧焦油渣会产生能致癌的有毒物—3、4苯并芘。因此，煤气站热循环水系统中的焦油渣，也中多年来未能很好解决的难题，而将焦油渣添加粘结剂和固化剂压制成遇热不会软化的气化用型煤，或将焦油渣研磨调制成水煤浆，是值得探讨的环保课题。
11.2.5 轻质细颗粒煤(灰)粉
从旋风分离器和热煤气管道落灰管放出的灼热轻质细颗粒粉煤(灰)，或飘浮在水槽和水沟表面(不易沉淀)，或积存过多耙出时裸露于水面随风飘扬，严重影响煤气站的周边环境，对这部分轻质烟道灰，最好将沉淀在水封槽底和沉淀池底部，捞出后做为废渣外运处理，灼热轻质烟道灰的筛分组成，见表11-28。
表11-28 灼热轻质烟道灰的筛分组成
颗粒直径
＞200200-150150-125125-100100-7575-5050-20＜20
含量，%3825746587
11.2.6 噪音
煤气发生站的噪声源，主要产生在备煤系统、鼓风机房、煤气加压机房和泵房，煤气发生站设备运行噪音，见表11-29。
表11-29 煤气发生站设备运行噪音
地点提升机破碎机振动筛空气鼓风机煤气加压机油泵与水泵
噪声(dB)9095～10095～10095～10595～10590～95
当环境噪声＞85 dB时，对于8小时在此环境下工作的操作人员，是有害于身体健康的。因此，对产生噪声的设备，应该考虑设备基础的减震措施，或配装消声器；对噪声特别大的空气鼓风机与煤气加压机，应在厂房建筑结构上，考虑隔音与吸声。
工业企业厂界噪声标准(GB12348-90)，见表11-30。
表11-30 各类厂界噪声标准
类别昼间夜间
Ⅰ5545
Ⅱ6055
Ⅲ6555
Ⅳ7055
注：各类标准适用范围的划定 Ⅰ类标准适用于居住、文教机关为主的区域；Ⅱ类标准适用于居住、商业、工业混杂区及商业中心；Ⅲ类标准适用于工业区；Ⅳ类标准适用于交通干线道路两侧区域；各类标准适用范围由地方*划定。
