建筑陶瓷行業(yè)發(fā)生爐煤氣站污染防治措施研究

薛知宜　李洪枚　王新春　譚玉菲　苑衛(wèi)軍

摘 要：煤氣發(fā)生爐技術(shù)適應(yīng)了我國(guó)“多煤少氣貧油”的能源資源實(shí)際，為我國(guó)能源安全和工業(yè)發(fā)展做出了巨大貢獻(xiàn)。然而，電解鋁、冶金和建筑陶瓷行業(yè)作為我國(guó)煤氣發(fā)生爐使用較為集中的行業(yè)，煤制氣過(guò)程造成的環(huán)境污染問(wèn)題引起生態(tài)環(huán)境管理部門和煤氣站設(shè)施周邊群眾的關(guān)注。本研究結(jié)合資料調(diào)研和現(xiàn)場(chǎng)調(diào)研，收集了建筑陶瓷行業(yè)煤氣發(fā)生爐信息，分析其產(chǎn)排污環(huán)節(jié)和造成的主要污染問(wèn)題，梳理并凝練提出污染防治技術(shù)和環(huán)境管理措施方面的政策建議，為深入推進(jìn)陶瓷工業(yè)大氣污染防治攻堅(jiān)戰(zhàn)提供決策支持，對(duì)進(jìn)一步削減陶瓷工業(yè)大氣污染物排放、改善大氣環(huán)境質(zhì)量具有顯著的社會(huì)效益與環(huán)境效益。

關(guān)鍵詞：建筑陶瓷;污染防治;煤氣發(fā)生爐;煤焦油;VOCs;含酚廢水

1 前 言

1985年至2000年間，我國(guó)從英國(guó)、美國(guó)、法國(guó)和意大利等國(guó)引進(jìn)了10余套兩段式固定床低熱值煤氣發(fā)生爐，因其熱效率高于燃煤，選擇低熱值發(fā)生爐煤氣作為建筑陶瓷廠熱源是較明智的做法[1]。目前，我國(guó)建筑陶瓷行業(yè)窯爐燃料主要包括發(fā)生爐煤氣和天然氣，以及焦?fàn)t煤氣、液化氣等其他燃料，其中發(fā)生爐煤氣占全部燃料結(jié)構(gòu)的比例最大，高達(dá)46%[2]。根據(jù)2017年行業(yè)初步調(diào)查結(jié)果，全國(guó)1366家建筑陶瓷生產(chǎn)企業(yè)中有838家企業(yè)使用煤氣發(fā)生爐[3]，約有近2000條陶瓷生產(chǎn)線采用發(fā)生爐煤氣為燃料。按照一般情況下每條生產(chǎn)線裝備一套煤氣發(fā)生爐推算，則全國(guó)共有約2000套煤氣發(fā)生爐，主要分布在廣東、江西、河南、廣西、遼寧、山東、湖北、湖南和陜西等，其中廣東、江西、河南和廣西約占總量的50%[4]。從能源安全角度看，煤氣發(fā)生爐技術(shù)在建筑陶瓷行業(yè)的應(yīng)用，適應(yīng)了我國(guó)“多煤少氣貧油”的國(guó)情。然而，發(fā)生爐煤氣站產(chǎn)生含酚廢水和煤焦油等污染物，成為使用煤氣發(fā)生爐的陶瓷產(chǎn)區(qū)生態(tài)環(huán)境部門環(huán)境管理的重點(diǎn)之一，也是困擾多個(gè)陶瓷產(chǎn)區(qū)可持續(xù)發(fā)展的熱點(diǎn)問(wèn)題。本研究通過(guò)資料調(diào)研和現(xiàn)場(chǎng)調(diào)研的方式收集了建筑陶瓷行業(yè)煤氣發(fā)生爐信息，分析其產(chǎn)排污環(huán)節(jié)和造成的主要污染問(wèn)題，以含酚廢水、煤焦油和揮發(fā)性有機(jī)物（VOCs）為重點(diǎn)，梳理出污染防治可行技術(shù)和措施，提出污染防治技術(shù)和環(huán)境管理措施方面的政策建議，為深入推進(jìn)陶瓷工業(yè)大氣污染防治攻堅(jiān)戰(zhàn)提供決策支持，對(duì)進(jìn)一步削減陶瓷工業(yè)大氣污染物排放、改善大氣環(huán)境質(zhì)量具有顯著的社會(huì)效益與環(huán)境效益。

2 建筑陶瓷工業(yè)煤氣生產(chǎn)工藝及主要產(chǎn)污環(huán)節(jié)

2.1建筑陶瓷工業(yè)煤氣生產(chǎn)工藝流程

陶瓷企業(yè)以煤為原料，飽和空氣為氣化劑，采用帶有干餾段的常壓固定床煤氣發(fā)生爐（簡(jiǎn)稱兩段爐）連續(xù)制取工業(yè)用煤氣，按照直徑分類。單臺(tái)煤氣發(fā)生爐日耗煤量見(jiàn)表1[4]，理論制氣效率為3.2 Nm3 /kg煤，根據(jù)煤種實(shí)際制氣效率在2.6～3.55 Nm3 /kg煤。煤氣發(fā)生爐產(chǎn)生的熱、臟煤氣（俗稱濁煤氣），經(jīng)凈化和降溫成為冷煤氣作為窯爐燃料。冷煤氣熱值一般可達(dá)6300 kJ/Nm3 （1500 kCal/Nm3）。

煤氣凈化設(shè)備包括豎管、旋風(fēng)除塵器、電氣濾清器（濕式電氣除塵器、電除焦油器、靜電除塵器）、洗滌塔、間接冷卻器、除滴器等[5]。制氣的工藝流程如下：合格原料煤由提煤系統(tǒng)提升至主廠房?jī)?chǔ)煤倉(cāng)，再經(jīng)加煤機(jī)加入爐內(nèi)。煤受到來(lái)自氣化段煤氣的加熱干燥和干餾，干餾后半焦?fàn)顟B(tài)下的煤炭在氣化段與氣化劑（空氣+水蒸汽）發(fā)生反應(yīng)，氣化段生成的煤氣分成上段煤氣和下段煤氣。

下段出口煤氣約占總煤氣量的60%，其熱值相對(duì)較低（不低于5440 kJ/m3） [5]，溫度較高（約450℃），煤在干餾段低溫干餾時(shí)間充足，進(jìn)入氣化段的煤已變成半焦，因此生成的氣化煤氣幾乎不含焦油。下段煤氣導(dǎo)出通道底部距離煤炭高溫反應(yīng)區(qū)較近，煤炭高溫?zé)岜a(chǎn)生的煤粉容易被下段煤氣裹攜上行，因此，下段煤氣攜帶煤粉量相對(duì)較大。下段煤氣經(jīng)旋風(fēng)除塵器除塵后進(jìn)入強(qiáng)制風(fēng)冷器，繼續(xù)除塵并降溫，然后進(jìn)入間接冷卻器。

上段出口煤氣約占總煤氣量的40%，其熱值較高（不低于6700kJ/m3） [5]，溫度較低（80～120℃）。上段煤氣含有大量焦油，該焦油為低溫干餾產(chǎn)物，其流動(dòng)性較好，可采用電捕焦油器捕集，作為燃料或化工原料。上段煤氣經(jīng)電捕焦油器（電除焦油器）除焦后進(jìn)入間接冷卻器。

上段煤氣和下段煤氣在間接冷卻器混合并降溫后，進(jìn)入電捕輕油器（電除輕油器），捕除煤氣間接冷卻過(guò)程中析出的酚水和輕油，凈化后的冷煤氣（一般不高于35℃[5]）經(jīng)加壓風(fēng)機(jī)后送往窯爐。陶瓷行業(yè)發(fā)生爐煤氣不必進(jìn)行脫硫處理，窯爐煙氣經(jīng)治理后排放。

陶瓷企業(yè)用兩段式煤氣發(fā)生爐生產(chǎn)工藝流程及產(chǎn)排污環(huán)節(jié)見(jiàn)圖1。

2.2主要排污環(huán)節(jié)和主要污染物排放特征

煤氣站主要排污環(huán)節(jié)是煤氣放散管、加煤機(jī)、酚水池、焦油池、各類水封和排渣裝置等，主要的污染物是揮發(fā)性有機(jī)物（VOCs）、煤焦油、含酚廢水、煤渣、粉塵和噪聲，其中大氣污染物無(wú)組織排放、含酚廢水和煤焦油等固體廢物產(chǎn)污特征如下：

2.2.1大氣污染物無(wú)組織排放

大氣污染物無(wú)組織排放以VOCs、粉塵和放散煤氣為主。

（1）VOCs。

VOCs 是PM2.5和O3的共同前體物[6]。陶瓷企業(yè)煤氣站VOCs主要排放點(diǎn)為焦油系統(tǒng)（焦油池、焦油溝、焦油庫(kù)、清油池、焦油泵送）、煤氣凈化設(shè)備（豎管、風(fēng)冷器、電捕焦油器、電捕輕油器及間冷器沖洗循環(huán)系統(tǒng)等煤氣凈化設(shè)備）的調(diào)節(jié)池、沉淀池、冷、熱循環(huán)水水溝、水泵房、廠區(qū)沖洗和煤氣管道的排水器水封等。根據(jù)GB 37822-2019相關(guān)規(guī)定，為表征VOCs總體排放情況，陶瓷企業(yè)煤氣站可采用非甲烷總烴作為污染物控制項(xiàng)目[7]。

（2）粉塵。

煤炭破碎機(jī)、篩分機(jī)和加煤機(jī)是主要的產(chǎn)塵點(diǎn)，配備有袋式除塵器，屬于有組織排放。陶瓷企業(yè)煤氣站的無(wú)組織排放粉塵污染，主要來(lái)源于儲(chǔ)煤場(chǎng)和煤炭卸車、堆取和各輸煤倒運(yùn)操作產(chǎn)生的揚(yáng)塵，其次是煤灰渣由爐柵驅(qū)動(dòng)從灰盆自動(dòng)排出后，由于清理不及時(shí)或采用下落式清渣操作產(chǎn)生的揚(yáng)塵。

（3）放散煤氣。

放散煤氣過(guò)程中主要排放點(diǎn)包括煤氣放散管和煤氣爐加煤機(jī)放散。煤氣發(fā)生爐在烘爐、點(diǎn)火送氣、熱備或停爐過(guò)程中煤氣（煙氣）放散會(huì)產(chǎn)生相應(yīng)的污染，烘爐、點(diǎn)火送氣、熱備或停爐過(guò)程產(chǎn)生的煙氣一般未進(jìn)行有效處理。在正常生產(chǎn)過(guò)程中，加煤過(guò)程會(huì)造成煤氣放散，放散量與單位時(shí)間內(nèi)的加煤次數(shù)、煤的含碳量和發(fā)生爐的產(chǎn)氣量有關(guān)[8]。放散煤氣主要成分為CO、N2和H2。

2.2.2含酚廢水

煤氣站的含酚污水來(lái)源于冷卻及凈化煤氣過(guò)程中的洗滌水和含酚冷凝水，

主要由酚類、油類、懸浮物等組成，其中酚類以一元酚為主，以苯酚含量最高，其次還有間對(duì)甲苯酚。主要污染物是化學(xué)需氧量（COD）、揮發(fā)酚、油類和懸浮物等，含酚廢水呈堿性，pH值一般在7～8.5之間[9]，主要與氣化用煤品種含氮量有關(guān)，陶瓷廠采用的煙煤中的氮在熱解過(guò)程中會(huì)轉(zhuǎn)化為NH3混于煤氣中，在煤氣冷卻過(guò)程中NH3溶于酚水，造成酚水呈堿性。上段煤氣冷凝水含酚量約為8500～10000mg/L，下段煤氣洗滌水含酚量10mg/L [10]。酚水產(chǎn)量與煤氣產(chǎn)量、煤的水分等相關(guān)，一般每生產(chǎn)10000Nm3煤氣可產(chǎn)生酚水100～250kg，或每噸原煤產(chǎn)生8%～12%。環(huán)境溫度影響酚水產(chǎn)生量，環(huán)境溫度降低，煤氣冷凝作用增大，酚水產(chǎn)量提高，因而，酚水產(chǎn)量冬季高于夏季，北方高于南方。按照建筑陶瓷行業(yè)使用2500萬(wàn)噸制氣用煤計(jì)算，全行業(yè)含酚廢水年產(chǎn)生量至少250萬(wàn)立方米。

現(xiàn)場(chǎng)調(diào)研發(fā)現(xiàn)，陶瓷企業(yè)煤氣凈化裝置及場(chǎng)站上部空間普遍無(wú)防雨設(shè)施，雨季會(huì)造成較為嚴(yán)重的雨污混流，當(dāng)酚水池儲(chǔ)存能力不夠時(shí)，會(huì)造成含酚廢水外溢風(fēng)險(xiǎn)。

2.2.3 煤焦油

煤氣凈化和降溫過(guò)程中煤氣中的煤焦油冷凝析出，上段煤氣中的煤焦油主要通過(guò)電捕焦油器析出，上段煤氣和下段煤氣混合后經(jīng)電捕輕油器進(jìn)一步析出輕質(zhì)焦油，煤焦油和輕質(zhì)焦油一般分開(kāi)儲(chǔ)存。此外，少量煤焦油還會(huì)沉降在水封水槽中。根據(jù)《國(guó)家危險(xiǎn)廢物名錄》，煤焦油屬于危險(xiǎn)廢物（代碼HW11-450-003-11）。焦油的產(chǎn)率僅與發(fā)生爐爐型結(jié)構(gòu)和入爐煤的性質(zhì)，如揮發(fā)份、H/C、氧含量、粘結(jié)性及礦物質(zhì)的性質(zhì)和含量等相關(guān)[11]。陶瓷廠煤氣發(fā)生爐焦油產(chǎn)生量一般為用煤量的3%～7%，中位值約為4%～5%。按照建筑陶瓷行業(yè)使用2500萬(wàn)噸制氣用煤計(jì)算，全行業(yè)煤焦油年產(chǎn)生量至少100萬(wàn)噸。

2.2.4 其他固體廢物

除煤焦油外，煤氣站產(chǎn)生的其他固體廢物主要有煤氣發(fā)生爐灰渣、各類煤氣水封沉積物和含酚廢水池污泥。煤炭氣化后從煤氣發(fā)生爐排出的灰渣量與煤炭灰分和煤炭氣化程度有關(guān)。煤氣凈化和降溫等裝置的煤氣水封水沉積物主要是煤泥和粉煤灰的混合物，其次還有少量煤焦油，其中，旋風(fēng)除塵器水封中主要是輕質(zhì)焦粉，產(chǎn)生量每爐、每班約30～40kg，其他水封沉積物中煤泥占比稍多。此外，酚水池沉淀物含有煤焦油、煤粉和酚類物質(zhì)等，屬于危險(xiǎn)廢物。

2.2.5 小結(jié)

根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)調(diào)研[4]，含酚廢水、煤焦油等產(chǎn)量范圍見(jiàn)表2，以及采用發(fā)生爐煤氣的窯爐煙氣中SO2和NOx初始排放濃度常見(jiàn)范圍。

3 主要環(huán)境問(wèn)題和污染防治技術(shù)

3.1存在的主要環(huán)境問(wèn)題

根據(jù)2019年對(duì)19家采用發(fā)生爐煤氣的陶瓷企業(yè)的現(xiàn)場(chǎng)調(diào)研，陶瓷企業(yè)目前主要存在四大類12小類環(huán)境問(wèn)題（見(jiàn)表3）[4]。

（1）煤氣發(fā)生爐煤焦油的利用

困擾陶瓷廠發(fā)生爐煤氣站環(huán)境治理的突出問(wèn)題是煤焦油的利用，目前國(guó)家和地方尚未有廠內(nèi)利用規(guī)程出臺(tái)，造成各地管控尺度不一，有的地區(qū)一律按照危廢對(duì)待，本廠不得利用，而有的地區(qū)則允許陶瓷廠內(nèi)作為燃料使用。生態(tài)環(huán)境部發(fā)布的《國(guó)家危險(xiǎn)廢物名錄（修訂稿）》（征求意見(jiàn)稿）中并未涉及豁免作為燃料使用的煤焦油。

（2）含酚廢水處置

陶瓷企業(yè)處置含酚廢水的主要途徑是配置水煤漿，水煤漿作為熱風(fēng)爐燃料燃燒過(guò)程中，在溫度超過(guò)1100℃條件下焚毀去除含酚廢水中的有害成分。在冬季、秋冬季和冬春過(guò)渡季季節(jié)，企業(yè)還采用以下方式處置多余的含酚廢水，一是作為球磨機(jī)補(bǔ)充水或鏈排爐煤粉潤(rùn)濕水，后續(xù)工藝中水分被蒸發(fā)排空，二是利用煤氣發(fā)生爐下段煤氣余熱（溫度450～500℃）將酚水蒸發(fā)、汽化后通過(guò)煙囪高空排放。將含酚廢水加熱后蒸發(fā)排放的方法，不能有效分解含酚廢水中的有害有機(jī)物物質(zhì)。此外，停產(chǎn)后的水封水變廢水，該廢水含酚等有機(jī)物，普遍沒(méi)有處置，主要靠自然蒸發(fā)得以消減。

（3）大氣污染物無(wú)組織排放

煤氣站大氣污染物無(wú)組織排放管控整體上存在不足，廠區(qū)普遍存在明顯的含酚廢水和焦油揮發(fā)的異味。此外，加煤、點(diǎn)火和停爐過(guò)程中造成的煤氣放散，從目前調(diào)研結(jié)果看，尚無(wú)可用治理措施。

（4）酚水池和水封沉積物

酚水池和水封水沉積物含有酚類等物質(zhì)，存在環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)。目前，水封水沉積物處于管理的灰色地帶，需進(jìn)一步明確是否按照危廢進(jìn)行管理。目前有的企業(yè)把煤氣水封沉淀物與煤氣發(fā)生爐灰渣混合堆放，按照一般固廢進(jìn)行利用，存在環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)。

3.2 污染物排放要求

目前發(fā)生爐煤氣站執(zhí)行的國(guó)家大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)主要包括《陶瓷工業(yè)污染排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB 25464）、《大氣污染物綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB 16297）和《揮發(fā)性有機(jī)物無(wú)組織排放控制標(biāo)準(zhǔn)》（GB 37822）。因各地生態(tài)環(huán)境部門均要求建筑陶瓷廠生產(chǎn)廢水零排放，因而煤氣站環(huán)境管理不涉及廢水排放標(biāo)準(zhǔn)。

煤氣作為窯爐燃料燃燒后產(chǎn)生的煙氣經(jīng)窯爐煙氣污染處理設(shè)施治理后排放，窯爐煙氣污染物排放應(yīng)滿足《陶瓷工業(yè)污染排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB 25464-2010及其修改單）的要求。陶瓷企業(yè)生產(chǎn)廢水總排放口和車間或生產(chǎn)設(shè)施廢水排放口水污染排放應(yīng)滿足GB 25464。然而，GB 25464并未對(duì)陶瓷企業(yè)煤氣站污染排放做專門規(guī)定，廢水污染物種沒(méi)有涵蓋含酚廢水，廢氣污染物種類未涉及VOCs和煤氣放散，對(duì)除窯爐和噴霧干燥塔之外設(shè)施的顆粒物排放僅有廠界無(wú)組織排放要求。

煤氣站VOCs無(wú)組織排放應(yīng)滿足《揮發(fā)性有機(jī)物無(wú)組織排放控制標(biāo)準(zhǔn)》（GB 37822-2019）要求，地方生態(tài)環(huán)境主管部門可根據(jù)當(dāng)?shù)丨h(huán)境管理需要，對(duì)廠區(qū)內(nèi)VOCs無(wú)組織排放狀況進(jìn)行監(jiān)控，監(jiān)測(cè)項(xiàng)目為非甲烷總烴（NMHC），在廠房外設(shè)置監(jiān)控點(diǎn)，監(jiān)控點(diǎn)處1h平均濃度值和任意一次濃度值的排放限值和特別排放限值均提出要求，詳見(jiàn)表4。GB 37822-2019還規(guī)定，企業(yè)邊界及周邊VOCs監(jiān)控要求執(zhí)行GB 16297《大氣污染物綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》，GB 16297還規(guī)定了顆粒物排氣速率，該標(biāo)準(zhǔn)目前有效版本是1996年，正在修訂中。調(diào)研顯示，未有企業(yè)提供VOCs監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)。

煤氣站產(chǎn)生的煤焦油等危險(xiǎn)固體廢物和煤灰煤渣等一般固體廢物管理應(yīng)滿足國(guó)家關(guān)于危廢或一般固廢相關(guān)要求。在危險(xiǎn)固體廢物方面，各地生態(tài)環(huán)境部門均把煤氣站的煤焦油、含酚廢水底泥列為危險(xiǎn)廢物，而對(duì)煤氣水封泥渣是否應(yīng)納入危廢固體管理則存在很大差異。

3.3 大氣污染物無(wú)組織排放防治技術(shù)

3.3.1 VOCs防治技術(shù)

焦油池、酚水池內(nèi)加裝抽氣裝置是煤氣站最有效的VOCs治理技術(shù)，通過(guò)形成負(fù)壓，并將含VOCs的氣體引入到熱風(fēng)爐或煤氣站內(nèi)助燃鼓風(fēng)進(jìn)行燃燒處理（或其它燃燒設(shè)備），可有效降低VOCs排放，工藝流程見(jiàn)圖2，現(xiàn)場(chǎng)圖見(jiàn)圖3。

在實(shí)踐中，有企業(yè)嘗試把煤焦油池VOCs導(dǎo)入到煤氣發(fā)生爐做助燃風(fēng)，但因發(fā)生過(guò)小閃爆事故，出于保障安全目的，這種方式已經(jīng)很少采用。

3.3.2 粉塵防治技術(shù)

在產(chǎn)塵點(diǎn)設(shè)置除塵器、在儲(chǔ)煤場(chǎng)設(shè)置半封閉圍擋和采用噴霧降塵均是常見(jiàn)的粉塵治理方式。煤氣發(fā)生爐采用濕式排渣，及時(shí)清渣和灰渣不落地操作，可有效降低煤渣粉塵無(wú)組織排放。另外，在玻璃行業(yè)煤氣發(fā)生爐調(diào)研中發(fā)現(xiàn)，有玻璃企業(yè)把煤氣發(fā)生爐下部空間封閉，可有效地減少因風(fēng)吹造成的揚(yáng)塵[12]。

3.3.3 煤氣放散防治技術(shù)

煤氣站正常生產(chǎn)過(guò)程中煤氣放散主要發(fā)生在加煤機(jī)加煤和主管道吹掃操作過(guò)程中，各類環(huán)節(jié)容器的密封口不嚴(yán)會(huì)導(dǎo)致煤氣放散產(chǎn)生。大部分的企業(yè)主要通過(guò)以下幾種方式和措施減少煤氣放散的情況。一是選用倒鐘罩式等密閉性好的加煤機(jī)，淘汰滾筒式等敞開(kāi)型加煤機(jī)，減少煤灰和煤氣逸出。二是精細(xì)化管理，在生產(chǎn)中對(duì)設(shè)備進(jìn)行規(guī)律性的檢查和維護(hù)，加強(qiáng)設(shè)備運(yùn)行監(jiān)測(cè)，以便及時(shí)發(fā)現(xiàn)設(shè)備的密封性或性能問(wèn)題，并及時(shí)對(duì)密封性變差的零部件進(jìn)行維護(hù)和維修。

3.4 含酚水防治技術(shù)

雨污分流是減少含酚廢水總量的有效方式，在煤氣站搭建雨棚甚至把煤氣站封閉在通風(fēng)良好的車間中的做法，在河北省和山東省等地多家玻璃廠使用[12]，效果良好。在匯集器、主管道、酚水池、焦油池和相關(guān)渠道進(jìn)行密封，對(duì)煤氣凈化站場(chǎng)設(shè)置雨棚，將雨水影響降到最低水平，從而減少所需要處理的酚水量。

試驗(yàn)室試驗(yàn)表明[13]，采用內(nèi)電解—水解酸化—好氧生化—固定化光合細(xì)菌生物濾塔工藝，處理煤氣發(fā)生爐中的含酚廢水能夠取得較好效果，出水水質(zhì)指標(biāo)達(dá)到《污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB8978-1996）中的一級(jí)排放標(biāo)準(zhǔn)。淄博市于2006年投資1240萬(wàn)元引進(jìn)國(guó)外生物菌種和工藝流程， 建成日處理能力為550立方米/日的含酚廢水處理廠[10]，擬對(duì)建陶廠的含酚廢水進(jìn)行集中處理，主要因工藝復(fù)雜、運(yùn)行成本高等原因無(wú)法發(fā)揮作用，未在行業(yè)內(nèi)得到推廣。

焚燒方式是陶瓷廠普遍采用的含酚廢水處置技術(shù)。為有效焚毀去除酚水中的有害有機(jī)物，GB50195-2013針對(duì)含酚廢水的治理，要求焚燒溫度在1100℃以上。建筑陶瓷企業(yè)酚水治理技術(shù)主要是制水煤漿，水煤漿在噴霧干燥器熱風(fēng)爐中燃燒，熱風(fēng)爐最高溫度一般控制在1100℃以上，從而焚毀含酚廢水中的有機(jī)物，實(shí)現(xiàn)無(wú)害化。

此外，作為煤氣發(fā)生爐汽化劑可有效處置含酚廢水[10]。利用濃縮蒸發(fā)-爐內(nèi)焚燒法[14]，將酚水采取有效手段進(jìn)行處理后，泵入相應(yīng)的蒸發(fā)節(jié)點(diǎn)生成酚水蒸汽，與軟化水蒸汽一起作為氣化劑通入煤氣發(fā)生爐內(nèi)，在爐內(nèi)高溫氧化層對(duì)酚類物質(zhì)進(jìn)行焚燒處置，可以有效處置含酚廢水。實(shí)踐證明，以發(fā)生爐水夾套作為蒸發(fā)節(jié)點(diǎn)，可以完全處置煤氣站產(chǎn)生的含酚廢水，可作為含酚廢水處置的首選技術(shù)[15]。

3.5 煤焦油的防治技術(shù)

陶瓷廠煤氣發(fā)生爐焦油產(chǎn)量大，尤其在廣東佛山等主要建筑陶瓷產(chǎn)區(qū)，有煤焦油處置資質(zhì)單位的處置能力遠(yuǎn)不能滿足當(dāng)?shù)靥沾善髽I(yè)的需要。因此對(duì)煤氣發(fā)生爐焦油渣的處理需要尋找其他有效的回收利用或者是環(huán)保處理辦法，以求環(huán)保和收益并存[16]。陶瓷企業(yè)探索出內(nèi)熱風(fēng)爐內(nèi)焚燒技術(shù)、煤焦油渣篩分和利用等技術(shù)。

（1）陶瓷廠內(nèi)熱風(fēng)爐 ?焚燒技術(shù)

本技術(shù)的工藝流程是：貯存于焦油池的焦油經(jīng)過(guò)沉淀過(guò)濾，水分達(dá)標(biāo)（12%～15%）后，抽至煤氣站焦油罐中加熱，原料車間焦油泵開(kāi)啟后，采用齒輪泵將焦油經(jīng)輸送管道泵至原料車間儲(chǔ)油罐，再由特制的噴槍噴入噴霧干燥塔的熱風(fēng)爐，點(diǎn)明火進(jìn)行燃燒，從而實(shí)現(xiàn)煤焦油的熱值利用。原料車間停焦油泵后，用含酚廢水沖洗干凈焦油輸送管道，最后關(guān)閉焦油泵進(jìn)出口閥門。工藝流程參見(jiàn)圖2。從電捕輕、電捕焦工序到焦油池、輸送管道都應(yīng)有伴熱，以降低煤焦油粘度，提高煤焦油的可輸送性，防凝結(jié)堵塞管道，減少管道清理負(fù)擔(dān)。

煤焦油在廠內(nèi)循環(huán)利用，既起到了節(jié)約水煤漿、減少能源消耗的作用，又能減少社會(huì)處理煤焦油的壓力，噴霧干燥塔的煙氣經(jīng)處理后能滿足GB25464要求。本技術(shù)適用于周邊缺少煤焦油專業(yè)處置機(jī)構(gòu)的產(chǎn)區(qū)，得到佛山市生態(tài)環(huán)境局認(rèn)可[17]。

（2）煤焦油渣的篩分利用技術(shù)

本技術(shù)的工藝流程是：煤焦油先經(jīng)油水分離器進(jìn)行靜態(tài)加熱處理，將水份排出回收用于制作水煤漿;對(duì)煤焦油進(jìn)行過(guò)篩處理，合格煤焦油供陶瓷釉料熔塊廠做燃料使用。過(guò)篩后焦油渣投入到煤氣發(fā)生爐中間煤倉(cāng)，進(jìn)入煤氣發(fā)生爐后經(jīng)干燥干餾層自上而下移動(dòng)，隨著爐內(nèi)溫度逐步升高，其中焦油由液態(tài)轉(zhuǎn)化為氣態(tài)，隨煤氣上行并轉(zhuǎn)化為霧態(tài)，隨上段煤氣排出，經(jīng)電捕焦油器回收。焦油二次焦化后剩余的殘?jiān)焱簤K經(jīng)氣化段1000～1200℃燃燒，實(shí)現(xiàn)對(duì)煤焦油渣的回收無(wú)害化處理。該系統(tǒng)采用自動(dòng)化程序控制，可對(duì)廢油渣進(jìn)行定時(shí)定量對(duì)每臺(tái)發(fā)生爐精準(zhǔn)投加。另外，焦油渣車間油水分離器產(chǎn)生的VOCs廢氣被抽到煤氣發(fā)生爐爐底，與氣化劑一起送入爐內(nèi)氧化層進(jìn)行焚燒處置。

3.6 其他固體廢物防治技術(shù)

煤氣發(fā)生爐灰渣作為一般固體廢物可用于制磚、鋪路等常規(guī)應(yīng)用，各類煤氣水封沉積物和含酚廢水池污泥在陶瓷廠一般用于制作水煤漿，用作噴霧干燥塔熱風(fēng)爐燃料。

3.7小結(jié)

根據(jù)調(diào)研情況看，各地都在探索煤氣發(fā)生爐污染防治措施，陶瓷廠煤氣發(fā)生爐七類22項(xiàng)污染防治措施匯總見(jiàn)表5。

4 結(jié)論與思考

建筑陶瓷廠煤氣生產(chǎn)過(guò)程產(chǎn)生的煤焦油、VOCs和含酚廢水等環(huán)境污染物對(duì)生態(tài)環(huán)境及社會(huì)產(chǎn)生了諸多影響。實(shí)踐表明，建筑陶瓷廠配備的煤氣站環(huán)境污染可防、可控。然而，目前為止，我國(guó)還缺乏針對(duì)陶瓷等工業(yè)煤氣站生產(chǎn)過(guò)程污染防治技術(shù)指南，造成各地執(zhí)法尺度不一，企業(yè)莫衷一是。建議生態(tài)環(huán)境部門對(duì)涉及VOCs、含酚廢水和煤焦油防治技術(shù)進(jìn)行技術(shù)評(píng)估，并提出合理、有效、成熟和可靠的系統(tǒng)性和完整性的防治方案，盡快編制煤氣發(fā)生爐污染防治可行技術(shù)指南;同時(shí)，采用煤制氣的建筑陶瓷企業(yè)應(yīng)加強(qiáng)自律，落實(shí)污染防治主體責(zé)任，切實(shí)提高污染防治能力，整體提高發(fā)生爐煤氣站污染防治水平，在減少污染排放的同時(shí)實(shí)現(xiàn)能源安全，滿足環(huán)境管理要求和實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。

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Gasifier Station Pollution Prevention and Control in Ceramic Tile Industry

XUE Zhi-yi1， LI Hong-mei1， WANG Xin-chun2， TAN Yu-fei3， YUAN Wei-jun

（1.Capital University of Economic and Business， School of Engineering Management， Beijing100071， China;

2.Institute of Technical Information for Building Materials Industry， Beijing100024， China;

3.Chinese Research Academy of Environmental Sciences， Beijing100012， China）

4.Tangshan Keyuan Environmental Protection Technology & Equipment Co.， Ltd ?Tangshan 063000，Hebei. ）

Abstract： Coal gasifier technology has been played an important role of energy security and industrial development for China， whose energy resource structure is typically rich in coalbut poor in oil & gas. However， pollution from gasifier station in such sectors as the electrolytic aluminum， iron & steel and ceramic tile who are mostly dependent on coal gasifier gas， has been drawn concerns from environmental authorities and residents nearby. The research focuses on the ceramic tile sector gasifier station pollution prevention and control. Based on the data collected from filed survey and literature study， pollutants source and types are analyzed， the feasible technologies and measures are screened out， policy suggestions on pollution prevention technology and environmental management measures are also proposed.

Keywords： Gasifier station; Ceramic tile; Pollution prevention and control; Coaltar;VOCs;Phenolic wastewater

作者簡(jiǎn)介：薛知宜，女，1998生，本科，從事大氣污染控制技術(shù)研究

通訊作者：王新春，碩士，教授級(jí)高級(jí)工程師，mailsoft@sohu.com

基金支持：2019年北京高等學(xué)校高水平人才交叉培養(yǎng)“實(shí)培計(jì)劃”項(xiàng)目（京教函〔2019〕485號(hào)）