煤化工污染与防治研究

杨亚从

(山东鸿运工程设计有限公司陕西分公司，陕西 西安 710061)

0 引言

煤是污染型能源。工业化生产中三废的含量高于石油、天然气。如果不能解决污染问题，就会严重制约煤炭化工的发展。煤化工气化，若气化工艺不同，污染程度不同，应采取相应的控制措施，增加气化难度。

1 煤和化学工业的污染分析

煤制油污染中的水污染问题一直是困扰我国防治工作的重点和难点问题。煤制焦化废水中含有较多的污染物，如碳氢化合物、酚类、氨气、硫化氢，其中氨气和酚类的含量较高。水里含有丰富的有机物，如酒精，酸，醛，酯等。这些物料可溶解于水，一些物质因为生物化学分解而难以分解。有些污染物还没有得到有效处理。露天开采生产过程中产生的大量粉尘是空气污染的主要原因，主要表现为表层剥落、爆破和铲除。露天煤矿超负荷排放的主要原因是开采过程中没有及时采取预防措施。例如绿化、洒水等降尘措施，使大量的地面暴露于空气中，造成严重的空气污染。煤炭生产中的瓦斯突出事故给人们的生命健康带来了严重危害，危害程度十分严重。

举例来说，某些有毒气体和尘埃排放到空气中，会增加空气中的致癌物，降低人们生活的空气质量，增加肺癌的发生率。在一些寒冷的地方，人们甚至会出现晕眩、恶心、呼吸困难等症状。一旦被人体吸收，就会严重影响人的生命和健康；煤化工焦化废水中的有机物，会使水生物的抵抗力下降，消耗水中的氧气，导致大量水生生物死亡；所含酚类物质会因与人体皮肤接触而引起过敏、眩晕、贫血等症状，从而危害人类健康；一些煤化工企业为了降低成本，将焦化废水未经系统处理直接排入的农田，造成严重污染，大量作物死亡，破坏了土壤平衡，造成耕地面积急剧减少[1]。

工信部的数据指出，尽管从2006年开始，我国采取各种手段治理控制煤炭污染，至2014年已经呈现较好的效果。但是由于煤炭在我国一次能源消费中仍然比重过大，约占66%；煤炭消费总量达37亿吨，占全球煤炭消费量的50%左右。故2016年全国烟粉尘排放的70%、二氧化硫排放的85%、氮氧化物排放的67%都源于煤炭为主的化石能源燃烧，是影响大气环境质量的主要因素。尽管出台了一系列强有力的节能减排措施，中国的硫氧化物、氮氧化物排放量还是排在世界第一位。煤炭污染造成对我国的大气环境破坏仍然不容忽视[2]。

2 煤矿化学污染物

2.1 煤化工对大气环境的影响

煤矸石对大气的污染主要包括两个方面的内容：一是开采过程中对大气的污染，二是通常采用爆破法开采煤矸石。当煤矿爆炸时，大量的灰尘会飞到空中。其主要原因是开采过程中未采取相应的保护措施。例如采煤时，煤灰通过洒水等措施，会污染周围空气。煤炭燃烧产生的有毒气体，污染了空气。采煤的主要目的是为人类提供能源。煤炭燃烧过程中产生的CO2、SO2、CO、NOx等有害物质，是由煤炭的燃烧反应和组成成分引起的。这种物质扩散到空气中，危及人们的生命和健康。例如大气中过量的CO会使人恶心、晕倒，影响人们正常呼吸，破坏呼吸系统。

2.2 煤化工的水环境的影响

煤化工废水的影响十分突出。煤化工废水的有害的质，很多对人的皮肤等有腐蚀作用，进入人体后会引起恶心、中毒等症状；废水中含有多环芳烃，是造成近年来多种癌症高发的根源；煤化工废水直接排放到沟渠和农业用水中，会阻碍农作物生长，严重时会造成农作物死亡。仅炼焦废水未经处理直接排放到自然界，就会严重破坏自然生态系统的平衡，造成土壤碱化。同时对水环境的全流域造成永久性破坏，为害子孙后代。

3 煤和化学工业污染的控制

3.1 宣传活动

煤炭化工企业管理不善，不仅造成大气、水体污染，而且严重危害生态平衡。因此，煤化工领域的变革不仅影响环境，而且影响社会发展。政府部门和企业应提高认识，加强对企业生产经营活动的管理。政府部门应从财政、政策等方面支持煤炭化工企业发展，对其技术改造给予大力支持。煤化企业应在企业层面上，让技术人员了解企业自身的发展及其对国家社会安全的影响。能够独立开发相关的技术，并不断更新技术。

3.2 煤化工生产工艺的改进

要提高煤化工企业的生产技术水平，就必须注重生产工艺的改进。特别是在中国，致力于打造绿色，节能，环保企业。治理好煤炭化工污染，必须从根本上解决问题[3]。

3.3 积极推广清洁技术

目前化工行业和生活用煤污染问题比较突出。需要开发煤质低、综合转化率高、环保成本低、经济效益好的煤气化清洁技术和焦化回收废水内循环处理技术。为实现这一目标，发展清洁技术至关重要。例如，在煤化工生产中，部分企业成功应用了废水排放后的洁净回收技术、模块化串级再生洁净煤气化技术等。

3.4 加强国际交流与合作

国际性的交流合作十分活跃，各国都走在了煤化工污染防治的前沿。国外一些企业已经开发了先进的污水废气处理工艺及设备。

3.5 生物强化技术的应用

煤化工废水经预处理后，采用生化法进行处理。本方法主要依据生物好氧的基本原理。但由于煤化工废水中杂环化合物的含量较高，经生化处理后的废水COD和氨氮指标有时高有时低，稳定控制困难。煤化工废水中高浓度大分子有机物的生物炭处理，取得了良好的效果。由于生物产量高，应用量大，在反应池中采用这种处理方法，不仅可以提高有机物的浓度，而且可以大大提高降解效率。

4 焦化工业废渣来源及危害

炼焦工业废渣的来源和危害主要有：焦化厂、污水处理车间、焦化车间、脱硫车间、制炭厂、苯厂、收发厂等。数据显示，2015年煤炭行业粉尘排放量为60万吨，占全国工业粉尘排放总量的6%左右，其中以焦炭为主要粉尘来源。

4.1 焦化废气来源及危害

炼焦生产尾气的来源，以及炼焦干馏、炼焦等化工过程中产生的飞灰、烟尘等，是烧焦焦炭产生粗煤气的原因。粗煤气中杂质主要为苯比林，碳氧类，酚类，氰类，硫氧类。炼焦煤气燃烧产生大量的SO2、CO2、NOX等气体。还有空气在燃烧时会产生CO2、NO2、CO等气体。大气污染形式多样，污染程度不同，污染强度和毒性也不同。根据中国焦炭工业协会的统计，生产焦炭时，就会有大量有毒气体、一氧化碳、粉尘等排放到大气中，污染物中含有大量的致癌物质，严重影响人们的生活和健康[4]。焦化尾气中的粉尘受气候条件的影响，随微风向大气中扩散，造成严重的空气污染，并使周围环境质量恶化，危害人类健康。焦炉尾气中的苯可溶物和苯比林对焦炉作业人员有严重的致癌作用，增加了肺癌的发病率。在某些污染严重的地区，苯系物质在环境的含量比国家规定的多3倍，人们感到眩晕、恶心，严重时会导致呼吸困难[5]。

4.2 焦化废水来源及危害

焦炭排放源及焦炭排放源的危害是焦炭生产；焦炭排放源是焦炭生产、焦炭尾气净化过程中产生的凝结废水及粗苯形成过程中产生的排水组成，其主要污染源是氮气蒸发。焦炭生产过程中耗水量大，废水处理困难。焦化废水排放后，含有大量的有机物。这种有机物质会降低生物抵抗力，消耗水中的溶解氧，严重影响水体运动，对水质影响很大。废水中也含有大量的酚类物质，这种物质可以通过皮肤粘膜逐渐渗入体内，引起皮肤过敏、眩晕、贫血等症状，危害人体健康和生命。焦化废水未经处理直接排入农田，造成大量作物死亡，使土壤碱性和盐分增加[6]。

5 污染对策和建议

5.1 淘汰落后产能

对国家发展和改革委员会出台的《关于规范焦炭行业整顿和规范工作的若干意见》以及焦炭行业准入条件等政策，要严格执行，淘汰落后产能。各地要严格按照政策规定，严格控制和监督企业生产。

5.2 减少焦化废物

提高认识，加强管理，各部门领导十分重视焦化废物的处置工作，把环境保护摆在首要位置，把环境问题摆在重要位置，把经济社会发展摆在重要位置。对污染设备进行及时控制和管理，减少焦化废物。

5.3 回用污水

对生产全过程进行新工艺的研究，有效地控制排放和回用污水。先处理后集中处理，建除盐站，加侧滤器，防止循环水污染。建立生活污水处理系统，在循环水、卫生水和绿化水中使用污水，在生物反应系统中加入氨水，阻止焦化废水中的生物脱酚，减少设备腐蚀。

5.4 发展高效、低污染设备

要加强国际合作，发展低污染、高效益的新工艺、新设备。近年来，中国煤炭化工技术取得了长足的发展，但仍远远不够。要发展高效、低污染的生产设备。研制出新型低污染焦炉。

6 结语

由于人民生活水平的提高，人们对环境的要求越来越高。面对这样的形势，我国煤化工生产过程中的污染问题及其防治虽然面临严峻挑战，但环境保护已成为一种必然的发展趋势。但是，为了保证国民经济的可持续发展，无论企业遇到什么样的困难，都要高度重视，积极推广清洁技术，减少污染对人类的危害，努力改善生态环境，促进煤化工企业健康持续发展。