焦化厂环境防护距离探讨

尹 鸣

（中冶南方工程技术有限公司 湖北武汉 430223）

引言

中国是世界主要的焦炭生产国，2016年焦炭产量为44911.5万吨。焦炭生产中会排放多种大气污染物，主要包括颗粒物、无机化合物、多环芳烃（其中BaP是典型代表）、挥发性有机物等[1]。焦化的环境防护距离的确定，是焦化厂大气环境影响评价中的难点。

1 焦化厂废气无组织排放源

焦炉炼焦过程包括配煤、装煤、炭化室结焦、出焦、熄焦、筛焦，其中装煤、出焦、炉体泄漏、炉门泄漏等会存在废气无组织排放，无组织排放的废气中有大量萘、蒽、芘等多环芳烃物质（PAHs），其中BaP具有致癌性和较强毒性。

焦炉废气无组织排放BaP缺乏实测数据，且没有权威的参数用于源强估算，使得相同的焦炉不同环境影响评价单位计算的源强都相差甚远。

根据《Compilation of Air Pollution Emission Factors》（U.S.EPA）（第12.2章焦炉），美国在2008年之前焦炉炼焦和装煤时排放的一般控制水平是BaP：63mg/t焦，颗粒物8.8g/t焦，二者90%以上都来自炉门泄漏和装煤。美国环境保护署发布的排放因子手册AP-42中，无组织BaP排放因子仅考虑推焦过程（0.25～1.36mg/t焦）[2]，缺少装煤、泄漏等其他生产过程的排放因子。

《炼焦化学工业污染物排放标准》（GB16171-2012）中规定焦炉炉顶BaP的排放浓度限值为2.5μg/m3。根据7家焦化企业共16座焦炉87次炉顶BaP的监测结果，炉顶BaP浓度范围为0.012～1.52μg/m（3平均值约0.188μg/m3）。以55孔5.5米焦炉为例，焦炭产量为55万t/a，焦炉炉顶面积约459.8m2，炉顶废气逸散速度取4m/s，则BaP排放量为19.83mg/t焦。

根据国内相关专家的意见，焦炉BaP无组织排放源强一般取15mg/m3-30mg/m3。

2 焦化厂卫生防护距离

《炼焦业卫生防护距离》（GB/T11661-2012）依据焦炉生产规模和焦炉所在区域的近五年平均风速确定卫生防护距离，焦炉生产规模越大卫生防护距离越大，所在区域近五年平均风速越大卫生防护距离越小，卫生防护距离范围为700m～1200m。该标准颁布施行至今BaP的环境空气质量标准变化大，日均值浓度限值由0.01μg/m3变小到0.0025μg/m3，故根据该标准划定的卫生防护距离值得商榷。

3 焦化厂大气环境防护距离

3.1 采用大气环境防护距离模式计算

根据《环境影响评价技术导则大气环境》（HJ2.2-2008）焦化厂无组织排放源的大气环境防护距离应按大气环境防护距离计算模式进行计算。计算所需参数为：面源的尺寸、污染物排放速率和评价标准。

选取不同规格的焦炉（2座55孔5.5m捣固焦炉，年产焦炭110万t；2座60孔6m捣固焦炉，年产焦炭120万t），排放源强取15mg/t焦～30mg/t焦，分单座焦炉和2座焦炉合并两种计算单元进行计算。计算结果为：将2座焦炉合并作同一生产单元计算时，大气环境防护距离更大；2座年产55万吨焦炭的焦炉合并计算，大气环境防护距离范围为2.7km～4.6km；2座年产60万吨焦炭的焦炉合并计算，大气环境防护距离范围为2.85km～4.95km。单座焦炉作为一个生产单元计算时，焦炉生产规模越大、吨焦BaP排放量越大、大气环境防护距离越大；年产55万吨焦炭的焦炉大气环境防护距离范围为1.65km～2.7km；年产60万吨焦炭的焦炉大气环境防护距离范围为1.75km～2.85km。

焦化厂焦炉无组织排放BaP的源强取值由15mg/t焦到30mg/t焦，计算的大气环境防护距离差距大于1km，故BaP的排放源强对大气环境防护距离计算影响较大。

3.2 采用ADMS预测软件计算判断

为验证大气环境防护距离计算模式计算的合理性，采用HJ2.2-2008中进一步预测软件ADMS进行预测分析焦炉无组织排放BaP的污染影响，计算结果为：2座年产55万吨焦炭的焦炉区域网格点日均最大贡献浓度为0.00112μg/m3，占标率为44.92%；2座年产60万吨焦炭的焦炉区域网格点日均最大贡献浓度为0.00165μg/m3，占标率为66.11%。通过ADMS计算，年产110万吨的焦化厂和年产120万吨的焦化厂无组织排放的BaP日均最大贡献浓度均不超标。

故通过ADMS计算的结果与大气环境防护距离模式计算的结果差异较大，还需进一步的研究和实验来判断结果的准确性。

结语

《炼焦业卫生防护距离》颁布后BaP的环境质量标准发生了较大变化，由其界定的卫生防护距离有待商榷。由于焦炉无组织排放的BaP源强无权威性的计算参数和可靠的实验数据支撑，导致其排放源强计算结果迥异。源强取值差异大导致相同焦炉计算的大气环境防护距离差异较大。为了更准确的确定焦化厂的环境防护距离，还需规范焦炉无组织排放源强计算的参数选择。

参考文献

[1]栾元重，范玉红，薛利兵，等.地表移动趋势项预测模型的研究[J].地下空间，2004,24(1):14-18.

[2]U.S.EPA.Emission Factor Documentation for AP-42[Z].Section 12.2:2008.