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文檔簡介
附件3
《煉焦化學工業大氣污染物排放標準
(征求意見稿)》編制說明
《煉焦化學工業大氣污染物排放標準》編制組
二〇二一年八月
《煉焦化學工業大氣污染物排放標準》編制說明
1項目背景
1.1任務來源
為進一步加強煉焦化學工業大氣污染物排放控制和管理,促進技術進步和可持續發
展,生態環境部2020年4月下達了《煉焦化學工業大氣污染物排放標準》(修訂
GB16171-2012)制修訂工作任務。項目由生態環境部環境工程評估中心承擔,中國環境科
學研究院、中國環境監測總站、中國煉焦行業協會、山西省生態環境監測和應急保障中心、
陜西省環境調查評估中心參加。
1.2工作過程
2020年4月底,生態環境部環境工程評估中心接受任務后,成立編制組,召開啟動會,
明確主要任務。
2020年5月~6月,編制組對行業發展現狀開展系統資料調研。期間,生態環境部大
氣環境司兩次組織召開會議,就重點問題開展討論,進一步明確具體要求。
2020年7月~8月,編制組對不同地區代表性企業進行現場調研。同時,通過發函的
方式調研了典型企業排放管理現狀并對現行標準征求了修訂意見。
2020年8月底,組織召開專家咨詢會,會議提出,標準修訂應嚴格按照大氣部分重點
加強揮發性有機物(VOCs)等的管控思路開展工作。
2020年9月底,組織召開專家咨詢會,論證現場監測研究方案。
2020年10月~2021年1月,通過資料收集、現場踏勘、典型企業監測、文獻調研等
方式,對行業揮發性有機物排放及其他相關內容開展研究工作。
2021年2月初,生態環境部大氣環境司組織召開研討會,會議認為標準修訂工作已具
備開題條件,要求盡快完成開題論證報告并召開開題論證會。
2021年3月初,組織召開開題論證會,通過開題論證,建議實施過程中進一步完善選
取企業的代表性,并重點關注調整內容的環境管理需求和數據支撐。
2021年3月~4月,編制組進一步選取代表性企業開展針對性監測調研工作。
2021年5月初,生態環境部大氣環境司組織召開會議,聽取階段性工作進展,要求盡
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快完善標準文本和編制說明并召開專家咨詢會。
2021年6月,組織召開征求意見稿技術審查會,審查通過《煉焦化學工業大氣污染物
排放標準》(征求意見稿)。
2行業概況
2.1行業在我國的發展概況
截至2020年底,全國焦炭產能約6.34億噸,其中常規焦爐產能5.44億噸,半焦(蘭
炭)產能7618萬噸,熱回收焦爐產能1441萬噸。2019年全國焦炭產量4.71億噸,2020
年與之持平。其中鋼鐵聯合企業焦炭產量為11414萬噸(占焦炭產量的24%),其他獨立
焦化企業焦炭產量35712萬噸(占焦炭產量的76%)。按爐型分類,常規焦爐產量4.18億
噸(占焦炭產量的88.7%),熱回收焦爐產量800萬噸(占焦炭產量的1.7%),半焦(蘭炭)
產量4500萬噸(占焦炭產量的9.6%)。
我國的焦炭產能主要分布在山西、河北、山東、陜西、內蒙古等省份,其中山西省焦
炭產能約1.33億噸,河北省焦炭產能約8601萬噸,山東、陜西、內蒙古等省區產能約5000
萬噸。常規焦爐主要集中在山西、河北、山東、內蒙古、遼寧、河南等省區,6省區產能
約占全國產能59%;半焦(蘭炭)炭化爐主要集中在陜西、內蒙古、寧夏及新疆等省區,
其中陜西省占全國半焦(蘭炭)產能62.6%;熱回收焦爐主要集中在山西、山東等省區,
其中山西省占全國熱回收焦爐產能63.2%。目前,全國焦化企業共557家,其中重點地區
(京津冀及周邊地區、長三角地區、汾渭平原)249家,非重點地區308家。
我國煉焦企業的常規焦爐基本上是2003年以后建成投產的,占總產能的80%左右。“十
二五”期間,我國加大了淘汰落后焦炭產能力度,全國共淘汰落后產能8016萬噸(土焦
全部淘汰);新建常規焦爐175座,其中炭化室高度大于6米的頂裝焦爐和大于5.5米搗固
焦爐166座,產能10542萬噸。“十三五”期間,進一步加大了淘汰力度,部分省市出臺
淘汰炭化室高4.3米焦爐政策。截至2019年底,我國正在運行的炭化室高7.63米及以上
焦爐20余座,7米及以上頂裝焦爐50余座,6.25米及以上搗固焦爐20余座,4.3米及以
下焦爐700余座并且產能占比36.7%。
2.2行業在全球的發展概況
煉焦化學工業是重要的煤炭能源轉換產業,其產品焦炭主要供應鋼鐵工業,焦爐煤氣、
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煤焦油、粗苯等是重要氣體燃料和化工原料。2019年,全球焦炭產量6.83億噸,產量1
千萬噸以上的包括亞洲5.64億噸、俄羅斯及獨聯體4.13千萬噸、歐洲3.73千萬噸、北美
1.57千萬噸、拉丁美洲1.39千萬噸。以主要國家來看,產量1千萬噸以上的國家包括中國
4.71億噸、日本3.27千萬噸、印度3.03千萬噸、俄羅斯2.68千萬噸、韓國1.77千萬噸、
烏克蘭1.23千萬噸、美國1.18千萬噸。2013年~2019年,中國焦炭產量均居全球首位,
占比接近70%。
3標準修訂的必要性分析
3.1國家及生態環境主管部門的相關要求
3.1.1國家相關要求
2021年3月,中共中央發布的《中華人民共和國國民經濟和社會發展第十四個五年規
劃和2035年遠景目標綱要》要求:持續改善環境質量,深入打好污染防治攻堅戰,推進
細顆粒物(PM2.5)和臭氧(O3)協同控制,地級及以上城市PM2.5濃度下降10%,有效遏
制O3濃度增長趨勢,加快揮發性有機物排放綜合整治,氮氧化物和揮發性有機物排放總量
分別下降10%以上。
2018年6月,國務院發布的《關于印發打贏藍天保衛戰三年行動計劃的通知》(國發
〔2018〕22號)提出:開展焦化行業無組織排放排查,建立管理臺賬,對物料(含廢渣)
運輸、裝卸儲存轉移和工藝過程等無組織排放實施深度治理。
3.1.2國家生態環境主管部門的相關要求
2019年7月,生態環境部聯合4部委印發的《關于印發<工業爐窯大氣污染綜合治理
方案>的通知》(環大氣〔2019〕56號)提出,重點區域鋼鐵、水泥、焦化、石化、化工、
有色等行業,二氧化硫、氮氧化物、顆粒物、揮發性有機物排放全面執行大氣污染物特別
排放限值;推進具備條件的焦化企業實施干熄焦改造,在保證安全生產前提下,重點區域
城市建成區內焦爐實施爐體加罩封閉,并對廢氣進行收集處理;焦化行業嚴格按照排污許
可管理規定安裝和運行自動監控設施。
2019年4月,生態環境部聯合5部委印發的《關于推進實施鋼鐵行業超低排放的意見》
(環大氣〔2019〕35號)提出,鋼鐵聯合企業焦化工序也開展超低排放改造,包含大氣污
染物有組織排放、無組織排放以及運輸過程滿足要求。
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2019年2月,生態環境部印發《2019年全國大氣污染防治工作要點》(環辦大氣〔2019〕
16號),要求“加大落后產能淘汰和過剩產能壓減力度;加快制修訂重點行業排放標準;
鼓勵各地制定實施更加嚴格的地方大氣污染物排放標準;深入開展工業企業提標改造;加
快推進重點行業揮發性有機物(VOCs)治理。”
2018年1月,原環境保護部發布的《關于京津冀大氣污染傳輸通道城市執行大氣污染
物特別排放限值的公告》(公告2018年第9號)要求,京津冀大氣污染傳輸通道城市(“2+26”
城市),新建項目自2018年3月1日起,執行大氣污染物特別排放限值;現有企業自2019
年10月1日起,執行二氧化硫、氮氧化物、顆粒物和揮發性有機物特別排放限值。
3.2國家相關產業政策及行業發展規劃中的生態環境要求
3.2.1產業結構調整指導目錄(2019年本)
2019年10月,國家發展改革委修訂發布的《產業結構調整指導目錄(2019年本)》(發
改委令第29號)中規定,鼓勵類:焦爐加熱精準控制、焦爐煙氣脫硫脫硝副產物資源化
利用、脫硫廢液資源化利用、焦化廢水深度處理回用、荒煤氣和循環氨水等余熱回收等技
術研發和應用;焦爐煙氣噴霧干燥半干法(SDA法)脫硫技術+選擇性催化還原技術(SCR)
脫硝技術裝備。限制類:鋼鐵聯合企業未同步配套建設干熄焦、裝煤、推焦除塵裝置的煉
焦項目;獨立焦化企業未同步配套建設裝煤、推焦除塵裝置的煉焦項目;頂裝焦爐炭化室
高度<6.0米、搗固焦爐炭化室高度<5.5米,100萬噸/年以下焦化項目;熱回收焦爐搗固煤
餅體積<35立方米,企業生產能力<100萬噸/年(鑄造焦<60萬噸/年)焦化項目;半焦爐
單爐生產能力<10萬噸/年,企業生產能力<100萬噸/年焦化項目。淘汰類:土法煉焦(含
改良焦爐);單爐產能7.5萬噸/年以下或無煤氣、焦油回收利用和污水處理達不到焦化行
業規范條件的半焦(蘭炭)生產裝置;炭化室高度小于4.3米焦爐(3.8米及以上搗固焦爐
除外);未配套干熄焦裝置的鋼鐵企業焦爐;企業生產能力<40萬噸/年熱回收焦爐;未同
步配套建設熱能回收裝置的焦爐。
3.2.2焦化行業規范條件(2020年)
2020年6月,工業和信息化部發布的《焦化行業規范條件》(2020年)規定:焦化生
產企業應同步配套煤(焦)儲存、煤粉碎(篩分)、裝煤、推焦、(干)熄焦、篩焦、焦轉
運、硫銨干燥等抑塵、除塵設施。干熄焦、焦爐煙囪等產生二氧化硫、氮氧化物的污染源,
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要按照環保要求配套脫硫或脫硫脫硝裝置。焦化生產企業逸散揮發性有機物和惡臭的裝置
應同步建設尾氣凈化處理設施。焦化生產企業主要污染源須按照生態環境主管部門相關規
定設置污染物排放在線監測、監控裝置,并與生態環境主管部門聯網。
3.3行業發展帶來的主要環境問題
煉焦化學工業生產過程中產生的廢氣主要包括焦爐煙囪廢氣、干熄焦廢氣、裝煤廢氣、
推焦廢氣、以及物料儲存、輸送過程中產生的無組織廢氣、管道閥門跑冒滴漏揮發氣體、
廢水處理設施惡臭氣體等,帶來了一些生態環境問題。
一是揮發性有機物產污量較大,如處理不當會對區域大氣環境造成顯著影響。據研究
統計,除熱回收焦爐外,行業不同爐型揮發性有機物產污系數大約為2.6千克/噸焦~2.9千
克/噸焦。
二是部分污染物為有毒有害物質,對人體具有較大危害。煉焦化學工業排放的特征污
染物包括苯、苯并[а]芘、多環芳烴等特征污染物均為有毒有害物質。
三是部分污染物具有惡臭氣味,影響企業周圍人們的生活。煉焦化學工業煤氣凈化、
廢水處理設施等工藝單元排放的大氣污染物中,含有硫化氫、氨等惡臭氣體。
3.4行業清潔生產工藝和污染防治技術的最新進展
近年來行業清潔生產工藝及污染治理工藝有了長足的發展,《煉焦化學工業污染防治
可行技術指南》(HJ2306-2018)對行業污染防治可行技術進行了推薦,顆粒物排放水平最
低可控制在小于10mg/m3,二氧化硫排放水平最低可控制在小于30mg/m3,氮氧化物排放
水平最低可控制在小于150mg/m3。
3.5現行標準存在的主要問題
生態環境部對GB16171-2012的實施情況評估認為,GB16171-2012有力地推動了行
業污染防治技術進步,促進了行業綠色高質量發展;其規定的適用范圍基本可滿足我國對
煉焦化學工業的環境管理要求;全國80%以上的產能執行大氣污染物特別排放限值或更嚴
格的地方標準;有組織和無組織排放達標情況良好,現有限值設定基本合理。同時,隨著
行業的發展,GB16171-2012在大氣污染控制方面存在以下不足:
有組織排放控制要求方面,一是未規定焦爐煙囪廢氣基準含氧量,無法控制煙氣稀釋
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排放。二是未規定焦爐煙囪廢氣非甲烷總烴和氨的控制要求。焦爐爐墻串漏會導致焦爐煙
囪排放有機廢氣,主要組分為乙烯等烯烴、烷烴類,需新增非甲烷總烴增限值進行管控;
焦爐煙囪廢氣脫硫脫硝設施氨逃逸問題凸顯,目前尚未管控。三是無組織廢氣收集處理后
新增有組織排放口缺乏管控,例如廢水處理站廢氣等。
無組織排放控制要求方面,GB16171-2012未針對廢氣無組織排放源頭和過程提出控
制措施要求,無法完全滿足當前環境管理要求,應對廢氣源頭、收集與輸送等提出控制要
求,實現廢氣的全過程控制。
污染物監測要求方面,GB16171-2012發布實施后,部分污染物測定方法已不適合目
前排放標準,如《固定污染源排氣中二氧化硫的測定碘量法》的檢出限為
100mg/m3~6000mg/m3,不適合目前排放標準;《固定污染源廢氣苯可溶物的測定索氏提
取-重量法》(HJ690-2014)已發布,需補充;《固定污染源排氣中二氧化硫的測定定電
位電解法》(HJ/T57-2000)已更新為《固定污染源廢氣二氧化硫的測定定電位電解法》
(HJ57-2017)。GB16171-2012規定的爐頂采樣點位操作性不強,需調整。
4行業產排污情況及污染控制技術分析
4.1生產工藝及產排污節點
煉焦化學工業主要生產工藝分為常規焦爐、熱回收焦爐、半焦(蘭炭)炭化爐三類,
常規焦爐根據裝煤方式分為頂裝和搗固側裝兩種類型;熱回收焦爐包括臥式和立式,主要
是焦爐結構不同;半焦(蘭炭)炭化爐包括內熱式和外熱式,目前國內主要是內熱式。
常規焦爐炭化室、燃燒室分設,煉焦煤隔絕空氣間接加熱干餾成焦炭和荒煤氣,并設
有煤氣凈化、化學產品回收利用的生產裝置,包括備煤、煉焦、熄焦、焦處理、煤氣凈化
等生產單元。煉焦煤從火(汽)車受煤設施送至煤場(或筒倉),經破(粉)碎、配煤后,
通過頂裝或側裝方式裝入焦爐炭化室,經高溫干餾得到焦炭和焦爐煤氣;焦炭經熄焦、整
粒、篩分后送至焦場(或焦槽);荒煤氣經凈化后回收焦爐煤氣、焦油、粗苯等化學產品。
熱回收焦爐與常規焦爐相比,具有如下特點:一是不具備煤氣凈化單元,產生的煤氣
全部燃燒,燃燒廢氣余熱用于發電;二是在焦爐后設置引風機,通過控制風門,使炭化室
處于微負壓狀態。
半焦(蘭炭)炭化爐與常規焦爐相比,半焦(蘭炭)炭化爐對原料煤進行中低溫干餾;
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內熱式炭化爐煤氣與煤料直接接觸,并與燃燒后煙氣混合供后續用戶使用,煤氣產量較高、
熱值較低;炭化爐煤氣凈化單元僅回收焦油,不回收粗苯等化學產品。
常規焦爐、熱回收焦爐、半焦(蘭炭)炭化爐三種工藝產污節點見表4-1。
表4-1焦化企業主要排放源
工藝單元裝置排放源主要污染因子排放方式生產工藝
煤場煤場顆粒物無組織
常規焦爐、熱回
破碎機、通廊、破碎、篩分、轉
備煤單元顆粒物有組織/無組織收焦爐、半焦(蘭
轉運站運
炭)炭化爐
車輛運輸顆粒物無組織
顆粒物、二氧化
硫、氮氧化物、
焦爐焦爐煙囪非甲烷總烴、氨有組織
(氨法脫硫脫硝
設施)
常規焦爐、熱回
顆粒物、揮發性
焦爐爐體無組織收焦爐
有機物等
煉焦單元裝煤/機側爐門顆粒物、二氧化
焦爐有組織/無組織
廢氣(爐頭煙)硫、苯并[a]芘
顆粒物、二氧化
焦爐推焦有組織/無組織
硫
顆粒物、二氧化
炭化爐裝煤無組織
硫、苯并[a]芘等半焦(蘭炭)炭
顆粒物、二氧化化爐
炭化爐出焦無組織
硫
裝入裝置、預存
室放散口、循環顆粒物、二氧化
干熄爐有組織/無組織常規焦爐、熱回
熄焦單元風機放散口、排硫
收焦爐
出裝置
濕法熄焦塔濕法熄焦塔顆粒物等無組織
焦場焦場顆粒物無組織常規焦爐、熱回
焦處理單
通廊、轉運站篩分、轉運顆粒物有組織/無組織收焦爐、半焦(蘭
元
車輛運輸顆粒物無組織炭)炭化爐
煤氣凈化冷鼓、庫區焦油苯并[a]芘、氰化常規焦爐、半焦
冷鼓、庫區有組織/無組織
單元各類貯槽氫、酚類、非甲(蘭炭)炭化爐
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工藝單元裝置排放源主要污染因子排放方式生產工藝
烷總烴、氨、硫
化氫
常規焦爐、半焦
脫硫及配套裝置脫硫再生裝置氨、硫化氫有組織
(炭化)爐
硫銨裝置硫銨結晶干燥顆粒物、氨有組織常規焦爐
顆粒物、二氧化
管式爐有組織
粗苯蒸餾裝置硫、氮氧化物常規焦爐
苯貯槽苯、非甲烷總烴有組織/無組織
常規焦爐、半焦
裝卸車設施裝卸車設施揮發性有機物無組織
(蘭炭)炭化爐
常規焦爐、半焦
設備和管線組件動靜密封點揮發性有機物無組織
(蘭炭)炭化爐
生產廢水處理設調節池、氣浮池、氨、硫化氫、非常規焦爐、半焦
廢水處理有組織/無組織
施隔油池等甲烷總烴(蘭炭)炭化爐
4.2污染防治技術分析
4.2.1污染防治可行技術
污染防治可行技術主要包括:裝煤車封閉技術、推焦車封閉技術、高壓氨水噴射技術、
導煙技術、單孔炭化室壓力調節技術、壓力平衡技術、雙室雙閘給料技術、上升管余熱利
用技術、微負壓煉焦技術、煙氣再循環技術、焦爐分段加熱技術、袋式除塵技術、旋風除
塵與水洗聯合技術、半干法脫硫技術、干法脫硫技術、濕法脫硫技術、SCR、活性炭(焦)
脫硫脫硝一體化技術等。
4.2.2行業污染控制技術應用現狀
根據排污許可信息平臺、企業資料調研,梳理了截至2020年底全國煉焦化學工業企
業有組織排放源和無組織排放源主要污染控制技術應用現狀。
(1)物料儲存與運輸
煤、焦料場:措施主要包括密閉料倉、封閉、半封閉料場(倉、庫、棚)、防風抑塵
網等。重點地區基本上全部采用密閉料倉或封閉料場;非重點地區有22%的企業使用防風
抑塵網。
破碎、篩分、轉運:95%以上的企業采用袋式除塵器(覆膜)或濾筒除塵器,普通袋
式除塵器效率通常在99%以上,顆粒物排放濃度可以達到10mg/m3~30mg/m3,采用覆膜
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袋式除塵器或濾筒除塵器,顆粒物排放濃度可以達到10mg/m3以下。
物料輸送:措施主要包括密閉或封閉輸送,或汽車等其他方式。重點地區企業基本可
以做到塊狀或粘濕物料采用管狀帶式輸送機、皮帶通廊、封閉皮帶等方式密閉或封閉輸送,
粉狀物料采用管狀帶式輸送機、氣力輸送設備、罐車等方式密閉輸送;非重點地區采用非
密閉、非封閉方式的情況較多。
(2)煉焦單元
焦爐煙囪:以焦爐煤氣為燃料的焦爐煙氣溫度較高(200℃~320℃),二氧化硫初始濃
度一般約50mg/m3~300mg/m3,氮氧化物初始濃度約400mg/m3~1500mg/m3;以高爐煤氣
或混合煤氣為燃料的焦爐煙氣溫度較低(180℃~240℃),二氧化硫初始濃度約
50mg/m3~100mg/m3,氮氧化物初始濃度約300mg/m3~600mg/m3。目前廢氣脫硫采用的技
術包括濕法、干法、半干法、活性炭(焦)一體化等,其中干法最多,采用的企業比例為
39%,濕法、半干法以及活性炭(焦)一體化均比較常見。廢氣脫硝采用的技術包括SCR、
活性炭(焦)一體化、催化氧化等,其中SCR最多,采用的企業比例為84%。半干法脫硫
技術、干法脫硫技術、濕法脫硫技術、SCR、活性炭(焦)脫硫脫硝一體化技術均屬于
HJ2306-2018規定的可行技術,可以保證二氧化硫排放濃度不大于30mg/m3,氮氧化物排
放濃度不大于150mg/m3。
裝煤:常規焦爐和熱回收焦爐的措施包括單孔炭化室壓力調節、密閉導煙或配備除塵
系統等;半焦(蘭炭)炭化爐的措施包括爐頂裝煤場所封閉、配套廢氣處理措施,或采用
雙室雙閘給料器等。
出焦:常規焦爐和熱回收焦爐的措施主要是地面除塵站;半焦(蘭炭)炭化爐的措施
主要是對半焦烘干廢氣或出焦廢氣進行收集和處理。
熄焦:干法熄焦的措施主要是對干熄爐裝入裝置、預存室放散口、循環風機放散口、
排出裝置等產污點廢氣收集處理;濕法熄焦的措施主要是熄焦塔設置捕塵板、折流板、木
格柵等。
(3)煤氣凈化單元
管式爐、半焦烘干等燃用煤氣的設施:管式爐措施主要包括采用低氮燃燒技術、采用
凈化后的煤氣;半焦烘干廢氣一般封閉收集后處理。
硫銨結晶干燥:主要措施為旋風除塵與水洗聯合技術。硫銨干燥尾氣設有兩級除塵,
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先經干式旋風除塵器除去尾氣中夾帶的大部分顆粒物,再由尾氣引風機抽送至洗凈塔,經
循環水對尾氣進行連續循環噴灑,以進一步除去尾氣中夾帶的殘留顆粒物,最后經捕霧器
除去尾氣中夾帶的液滴后達標排入大氣。
脫硫再生裝置:脫硫再生尾氣的處理通常采用酸洗+水洗、堿洗+酸洗+水洗等工藝去
除氨及硫化氫。脫硫再生尾氣設有三級洗滌,先經堿洗,除去尾氣中的酸性物質;再經酸
洗,除去尾氣中的堿性物質;最后經水洗,以進一步除去尾氣中夾帶的殘留物質后排入大
氣。
各類有機貯槽:末端措施主要是綜合洗滌,或再通過活性炭吸附等,可部分除去放散
氣中夾帶的污染物。近年來許多企業都在進行技術改造,采用壓力平衡技術回煤氣負壓管
道或引入燃燒系統,較洗凈塔末端治理效果明顯。目前全國70%的企業采用洗凈塔,20%
的企業采用壓力平衡技術,10%的企業引入燃燒系統。
(4)生產廢水處理設施
根據排污許可信息平臺,目前全國已完成生產廢水處理設施加蓋改造的企業,80%以
上位于重點區域。廢氣處理后排放或引入燃燒系統。收集后的處理工藝主要包括:①酸洗
+堿洗+水洗+低溫等離子,約27%的企業采用,凈化效率一般50%左右;②酸洗+堿洗+水
洗+光催化氧化,約22%的企業采用,凈化效率一般50%左右;③酸洗+堿洗+水洗+活性炭
吸附,約19%的企業采用,凈化效率一般80%以上;④酸洗+堿洗+水洗+生物濾池,約15%
的企業采用,凈化效率一般50%左右;⑤其他工藝,約18%的企業采用。
5標準主要技術內容及確定依據
5.1標準適用范圍
根據《國民經濟行業分類》(GB/T4754-2017),本標準適用行業類別為C2521,煉
焦爐型包括常規焦爐、熱回收焦爐、半焦(蘭炭)炭化爐。適用范圍包括現有和新建煉焦
化學工業企業或生產設施,同時適用于鋼鐵、電石等工業企業煉焦化學生產設施,不包括
焦化企業配套的焦爐煤氣制甲醇、煤焦油加工、苯精制等產業鏈延伸環節,與
GB16171-2012、《焦化行業規范條件》(2020年)、《固定污染源排污許可分類管理名錄(2019
版)》、《排污許可證申請與核發技術規范煉焦化學工業》(HJ854-2017)等相關規定一致。
5.2標準結構框架
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本標準的主要章節設置包括:前言,適用范圍,規范性引用文件,術語和定義,有組
織排放控制要求,無組織排放控制要求,企業邊界污染物監控要求,污染物監測要求,實
施與監督。
標準發布后,現有企業需要對污染物防治設施進行改造升級,以滿足新的污染物排放
控制要求,改造過程需要一定的時間和資金保障,因此,按照現有企業和新建企業分階段
實施本標準。
5.3術語和定義
本標準對煉焦化學工業、常規焦爐、熱回收焦爐、半焦(蘭炭)炭化爐、標準狀態、
現有企業、新建企業、排氣筒高度、企業邊界、封閉、密閉、揮發性有機物、非甲烷總烴、
無組織排放、VOCs物料、氣相平衡系統進行了定義,來源于GB16171-2012、《焦化行業
規范條件》(2020年)、《揮發性有機物無組織排放控制標準》(GB37822-2019)等相關文
件標準。
5.4污染物項目的選擇
根據對行業生產工藝及產排污分析,生產過程中產生的主要污染物包括顆粒物、二氧
化硫、苯并[a]芘、氰化氫、苯、酚類、非甲烷總烴、氮氧化物、氨、硫化氫、苯可溶物等,
本標準對上述11項污染物進行控制,與GB16171-2012一致。其中,在焦爐煙囪環節新增
了非甲烷總烴和氨污染物項目;在廠界新增了非甲烷總烴污染物項目,減少了顆粒物、二
氧化硫、氮氧化物污染物項目;新增了“生產廢水處理設施”排放源并將氨、硫化氫和非
甲烷總烴作為污染物項目。
5.5有組織排放控制要求
5.5.1調整現有有組織排放環節名稱
(1)調整“粗苯管式爐、半焦烘干和氨分解爐等燃用焦爐煤氣的設施”為“管式爐、
半焦烘干等燃用煤氣的設施”
氨分解是將氨氣在催化劑作用下,于還原氣氛中把氨分解為氮氣和氫氣。近年來,為
杜絕能源浪費,氨分解爐產生的高溫尾氣經廢熱鍋爐回收余熱并降溫后進入氣液分離器前
的負壓煤氣管道,工藝過程無廢氣有組織排放,因此刪除該排放環節。
管式爐除用于粗苯工序外還用于蒸氨等其他工序,污染物產生方式及過程相似。目前
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全國約有14家焦化企業在其他工序使用管式爐,均燃用凈化后的煤氣,按照標準中粗苯
管式爐的要求進行管理。因此將排放環節“粗苯管式爐”擴大為“管式爐”,“燃用焦爐煤
氣”擴大為“燃用煤氣”。
(2)調整“脫硫再生塔”為“脫硫再生裝置”
目前濕式氧化法脫硫工藝脫硫液再生方法有高塔式再生、槽式再生等形式,因此將“脫
硫再生塔”修改為“脫硫再生裝置”。
(3)調整“精煤破碎、焦炭破碎、篩分及轉運”為“精煤破碎、焦炭破碎、篩分、
轉運及其他需要通風的生產設施”
焦化企業存在大量顆粒物無組織排放轉換為有組織的排放口,例如原料煤、焦炭、焦
粉和其他物料的加工處理(包括稱量、破碎、篩分、混合、輸送、轉運等)過程廢氣收集,
焦爐整體或局部加罩后設置排氣筒,固廢回用設施或車間廢氣收集等,產生的顆粒物一般
通過收集和通風到除塵器進行治理。產生的顆粒物可采用(覆膜)袋式除塵技術或濾筒除
塵技術治理,顆粒物排放濃度可以控制在10mg/m3~15mg/m3以下。
5.5.2調整有組織排放限值
(1)顆粒物、二氧化硫、氮氧化物等調整為GB16171-2012特別排放限值
2018~2019年在線監測數據顯示,全國焦爐煙囪廢氣顆粒物、二氧化硫、氮氧化物排
放濃度數據達標率在95%以上,其余各排放環節監督性監測數據顯示,2019年達標率均在
93%以上,有組織排放達標情況良好。
GB16171-2012中表6規定了大氣污染物特別排放限值。對于顆粒物、二氧化硫、氮
氧化物、非甲烷總烴四項因子,目前全國約80%的產能已執行特別排放限值,HJ2306-2018
中已有明確(先進)可行技術支撐;對于苯并[a]芘、氰化氫、苯三項因子,特別排放限值
與新建企業限值一致;對于酚類、氨、硫化氫三項因子,全國近20%的產能已執行特別排
放限值,通過多級洗滌可以達標排放,根據2020年監督性監測數據,酚類濃度分布0~31.3
mg/m3,氨濃度分布0.06mg/m3~9.68mg/m3,硫化氫濃度分布0~0.16mg/m3。
本次修訂不再設置“現有(新建)企業大氣污染物排放濃度限值表”和“大氣污染物
特別排放限值表”,統一為“大氣污染物排放限值表”,顆粒物、二氧化硫、氮氧化物、苯
并[a]芘、氰化氫、苯、酚類排放限值調整為GB16171-2012表6大氣污染物特別排放限值。
(2)調整氨、硫化氫排放限值
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由于污染物種類繁多,行業排放情況復雜,排放標準不可能涵蓋所有的污染物及排放
行業,因此歐洲一些國家(如德國、英國、荷蘭等)建立了污染物排放分級控制標準,即
按污染物的健康毒性(如致癌性、感官刺激性)或其他環境危害(臭氧生成潛勢、溫室效
應)大小,實施分類分級控制,這樣既提高了污染物排放標準的制訂和實施效率,保證了
監控體系的嚴密,又極大地適應了環境管理需求的不斷變化。
本次修訂參考國外無機大氣污染物依據毒性分級控制思路,同時兼顧了行業之間協調
性,氨和硫化氫限值設定與農藥制造工業大氣污染物排放標準(GB39727-2020)、制藥工
業大氣污染物排放標準(GB37823-2019)等一致,確定兩項因子排放限值分別為20mg/m3
和5.0mg/m3。
5.5.3增加焦爐煙囪廢氣基準含氧量濃度折算要求
通過2019年全國典型企業在線監測數據對焦爐煙囪廢氣含氧量分布情況進行了統計
分析,624647個樣本中,含氧量為0~6%的占比為9.4%,6%~8%的占比為25.4%,8%~10%
的占比為22.1%,10%~12%的占比為18.8%,其他為12%以上。焦爐煙囪煙氣含氧量與焦
爐加熱空氣過剩系數及焦爐、煙道嚴密性有關,《現代焦化生產技術手冊》(冶金工業出版
社)焦爐設計參數,焦爐煙囪的空氣過剩系數一般為1.2~1.4,對應的含氧量約為
3.5%~6.0%。結合我國焦爐廢氣含氧量情況,《關于推進實施鋼鐵行業超低排放的意見》及
河北、河南、山東、陜西等地方相關標準中的含氧量要求,本次修訂將焦爐煙囪廢氣基準
含氧量定為8%。
從首鋼京唐、山西太鋼、安陽鋼鐵等含焦化工序鋼鐵企業超低排放改造情況來看,采
用“SCR脫硝+氨法脫硫”、“干法(SDS)脫硫+SCR脫硝”、“活性炭(焦)一體化脫硫脫
硝”等現有可行技術,可以保證在設定基準含氧量8%時焦爐煙囪廢氣穩定達標排放。
5.5.4增加焦爐煙囪非甲烷總烴、氨限值要求
焦爐爐墻串漏會導致焦爐煙囪排放有機廢氣,本標準設定了非甲烷總烴限值。編制組
實測、調研了23座焦爐的非甲烷總烴排放濃度,炭化室高度涵蓋4.3m~7.63m,其中頂裝
焦爐8座,搗固焦爐11座,熱回收焦爐4座。獲得了有效樣本數(小時均值)68個,排
放濃度為0.21mg/m3~165mg/m3,平均值19.6mg/m3,按8%基準含氧量折算后濃度為
0.19mg/m3~261.59mg/m3,平均值28.2mg/m3,90%的樣本≤79.5mg/m3,80%的樣本≤
53.6mg/m3,考慮到目前其他類型蓄熱室工業爐窯尚未設定煙囪非甲烷總烴排放限值,且
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目前行業尚無針對性末端治理設施,僅通過源頭控制,因此設定焦爐煙囪非甲烷總烴排放
濃度限值為80mg/m3。某獨立焦化企業,4.3m搗固焦爐,以焦爐煤氣為燃料,2007年投
產,通過干粉正壓密封、磚縫灌漿、陶瓷焊補、焦爐揭頂維修等源頭控制措施對爐墻串漏
進行修繕,經現場檢測,在生產負荷90%以上時,焦爐煙囪非甲烷總烴排放濃度可以穩定
在80mg/m3(按8%基準含氧量折算后)以下。
為加強焦爐煙囪廢氣脫硫脫硝設施氨逃逸管控,本標準設定了氨限值。編制組實測、
調研了10座代表性焦爐的煙囪脫硫脫硝設施氨逃逸濃度,從脫硫脫硝工藝來看,“SCR脫
硝+氨法脫硫”6座,“活性炭(焦)一體化脫硫脫硝”2座,“半干法脫硫+SCR脫硝”1
座,“干法脫硫+SCR脫硝”1座;從爐型來看,涵蓋了炭化室高度4.3m~7.63m國內主流
類型,其中4.3m焦爐2座,7.63m焦爐3座,其余為5.5m~7m焦爐,頂裝焦爐6座,
搗固焦爐4座;從地理位置來看,6座位于“2+26”和汾渭平原,1座位于上海市,3座位
于其他地區。實測過程中記錄了生產負荷、噴氨量等工況參數,經氨平衡分析,獲得有效
樣本數(小時均值)50個,按8%基準含氧量折算后,最小值為未檢出,最大值為96.9mg/m3。
其中,濃度在8mg/m3及以下的樣本數占比81.3%,濃度在10mg/m3及以下的樣本數占比
87.5%,為強化企業對脫硫脫硝設施管理,本標準設定焦爐煙囪氨排放濃度限值為8mg/m3。
某企業為6m搗固焦爐,以高爐煤氣和焦爐煤氣為燃料,采用“SCR脫硝+氨法脫硫”工
藝,經現場監測,通過加強對脫硫脫硝設施噴氨量的管控,在生產負荷80%以上、確保二
氧化硫、氮氧化物達標排放的前提下,氨排放濃度可穩定在8mg/m3以下(按8%基準含氧
量折算后)。
5.5.5增加“生產廢水處理設施”控制要求
本標準明確了生產廢水處理設施廢氣收集處理后污染物排放濃度限值。
編制組實測、調研了35家企業,采用的技術主要包括酸洗+堿洗+水洗+低溫等離子、
酸洗+堿洗+水洗+光催化氧化、酸洗+堿洗+水洗+活性炭吸附、酸洗+堿洗+水洗+生物濾池
等,對排放濃度樣本進行分析,非甲烷總烴0.4mg/m3~66.8mg/m3,氨
0.37mg/m3~29.7mg/m3,硫化氫0.0088mg/m3~2.68mg/m3。本標準設定排放限值為非甲烷
總烴50mg/m3、氨20mg/m3、硫化氫5.0mg/m3。
企業A對生產廢水處理站預處理設施池體加蓋,廢氣收集后采用“酸洗+堿洗+水洗+
生物濾池”工藝處理,經檢測,排放廢氣量8442m3/h,非甲烷總烴排放濃度2.52mg/m3,
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氨排放濃度2.15mg/m3,硫化氫未檢出。企業B對生產廢水處理站預處理設施和生化設施
各池體加蓋,廢氣收集后采用“酸洗+堿洗+水洗+活性炭吸附”工藝處理,經檢測,排放
廢氣量35073m3/h~38373m3/h,非甲烷總烴排放濃度4.33mg/m3~4.82mg/m3,氨排放濃度
1.30mg/m3~1.67mg/m3,硫化氫排放濃度0.12mg/m3~0.16mg/m3。
5.5.6其他修改
(1)揮發性有機物燃燒(焚燒、氧化)裝置廢氣排放控制要求
對揮發性有機物燃燒(焚燒、氧化)裝置廢氣排放提出了排放限值、基準含氧量等控
制要求,與《揮發性有機物無組織排放控制標準》(GB37822-2019)等相關標準保持一致。
(2)排氣筒高度以及與周圍建筑物的相對高度關系
GB16171-2012規定,排氣筒周圍半徑200m范圍內有建筑物時,排氣筒高度還應高
出最高建筑物3m以上。據調研了解,受附近建筑物高度的影響,部分焦化企業或煉焦生
產設施在執行該項要求時存在困難,鋼焦聯合企業或位于集中工業園區的企業尤為明顯。
因此,將該規定調整為“排放氰化氫的排氣筒高度不低于25m,其他排氣筒高度不低于
15m,具體高度以及與周圍建筑物的相對高度關系應根據環境影響評價文件確定。”
(3)合并排氣筒排放廢氣的有關要求
當執行不同排放控制要求的廢氣合并排氣筒排放時,應在廢氣混合前進行監測,并執
行相應的排放控制要求;若可選擇的監控位置只能對混合后的廢氣進行監測,則應按各排
放控制要求中最嚴格的規定執行。
5.6無組織排放控制要求
5.6.1無組織排放控制措施
根據全國焦化企業無組織措施應用現狀,結合相關標準規范、行業政策要求,針對“物
料儲存與運輸”、“裝煤、推(出)焦與熄焦”、“焦爐爐體”、“煤氣凈化”、“敞開液面”等
排放環節提出無組織排放控制措施。對于煤、焦料場,重點地區基本上采用密閉料倉或封
閉料場,非重點地區22%的企業使用防風抑塵網;對于機側爐門廢氣,全國約45家企業
設置獨立排氣筒,80%位于重點區域。據此對重點地區提出“無組織排放特別控制要求”,
一是規定煤場、焦場應采用密閉或封閉料場(倉、庫、棚),二是增加了機側爐門廢氣收
集凈化處理的要求。分析了現有企業排污許可管理信息、新建項目環境影響評價,本標準
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提出的無組織措施具有良好適應性,可以滿足當前環境管理需求。
5.6.2無組織排放監控要求
本標準規定了焦爐爐頂顆粒物、苯并[a]芘、硫化氫、氨、苯可溶物大氣污染物濃度限
值,與GB16171-2012一致。
5.6.3無組織轉換為有組織排口限值的確定
無組織排放特別控制要求提出了“焦爐機側爐門應設置集氣罩,對廢氣進行收集處理,
處理后的廢氣污染物排放濃度執行表1中裝煤的控制要求。”限值設定依據如下:
2018年起,我國開始出現對機側爐門廢氣收集處理的設計,其產生源與裝煤廢氣相似,
不同爐型收集處理方式不同。對于搗固焦爐,機側爐門廢氣和裝煤廢氣一般共用一套除塵
系統和排氣筒,執行裝煤廢氣排放限值;對于頂裝焦爐,需要單獨設置一套除塵系統和排
氣筒,收集處理平煤、摘爐門、清掃爐門等過程煙氣,目前全國約45家企業設置獨立排
氣筒,地方管理部門要求執行裝煤廢氣排放限值。編制組實測并調研了23個機側爐門廢
氣排放濃度樣本,顆粒物0.242mg/m3~10mg/m3、二氧化硫0.015mg/m3~23.63mg/m3、苯
并[a]芘0.017ug/m3~0.23ug/m3。上述排放濃度能夠達到裝煤環節的限值要求。
5.7企業邊界污染物監控要求
5.7.1刪除廠界顆粒物、二氧化硫、氮氧化物濃度限值
根據《中華人民共和國大氣污染防治法》第七十八條,補充了條款“企業應對排放的
有毒有害大氣污染物進行管控,采取有效措施防范環境風險。”刪除了廠界三項常規污染
物顆粒物、二氧化硫、氮氧化物濃度限值。
5.7.2增加廠界非甲烷總烴濃度限值要求
煉焦化學企業廠界有機廢氣組分受廠區生產裝置分布影響較大,非甲烷總烴也是特征
污染物,本次修訂增加非甲烷總烴限值。為此,編制組對代表性企業的廠界非甲烷總烴開
展了走航監測,并調研了廠界非甲烷總烴有效樣本數(小時均值)59個,來源于14家企
業,其中常規焦爐7家,半焦爐
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