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酒钢公司酚氰污泥回配炼焦资源化利用实践论文

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2026-02-06 17:34:48    来源:    作者:xuling

摘要:焦化酚氰污泥主要是焦化污水生化及深度处理后的污泥,根据《国家危险废物名录(2025年)》,该酚氰污泥属于精(蒸)馏残渣类危险废物,由于其含有酚类、氰类且具有性质不稳定的特征,污泥的高效安全处置已成为环境领域的难题。

  摘要:焦化酚氰污泥主要是焦化污水生化及深度处理后的污泥,根据《国家危险废物名录(2025年)》,该酚氰污泥属于精(蒸)馏残渣类危险废物,由于其含有酚类、氰类且具有性质不稳定的特征,污泥的高效安全处置已成为环境领域的难题。基于此,分析总结了目前行业上处理焦化酚氰污泥的几种常规的处理方式,寻找处理焦化污泥的经济、高效、安全处置方式,为企业实现低能高效、绿色环保的可持续发展提供支撑。

  关键词:酚氰污泥;危险废物;资源化;回配;炼焦

  0引言

  酒钢公司酚氰污泥由该公司焦化工序酚氰废水处理站所产生,主要是焦化污水生化及深度处理后的污泥,查阅最新版《国家危险废物名录(2025年版)》,酚氰污泥属于精(蒸)馏残渣类危险废物(危废代码252-010-11)[1]。由于其含有酚类、氰类且性质不稳定的特征,污泥的高效安全处置已然成为环境领域的难题。按照《焦化废水治理工程技术规范(HJ2022—2012)》,废水生化处理过程中产生的剩余污泥和废水后处理产生的化学污泥处置方式有2种:一是直接送到水熄焦系统粉焦沉淀池的入口端,污泥截留在粉焦沉淀池的粉焦中,粉焦送煤场掺入炼焦煤当中;二是经机械压滤脱水或粉焦渗滤脱水后送煤场掺入炼焦煤当中[2]。但是根据《炼焦化学工业污染防治可行技术指南》中相关要求,危险废物处置管理应遵循三个基本原则,即“减量化、资源化、无害化”,因此,选择将酚氰污泥掺入配煤炼焦,将危险废物资源化利用,变废为宝,从而达到集约化、绿色化进步与高质量绿色发展[3-5]。

  1目前行业内常见的酚氰污泥处置利用途径

  1.1酚氰污泥室外露天简单搅拌混合处理

  露天式简单混合搅拌,即将污泥叠螺机压滤后的含水率85%以上的污泥用汽车输送至露天煤场,利用挖机、油铲等大型机械搅拌,搅拌后装入料斗,利用皮带输送至相应焦煤筒仓皮带上。由于日趋严格的环保要求,露天煤场(尤其是在西北地区)存在扬尘大、煤量风损高等问题,既不环保又不经济,目前国内只有少部分焦化酚氰污泥用此方法处理。露天煤场正在逐步被智能封闭配煤存贮筒仓所代替。

  1.2酚氰污泥干化处置工艺

  主要分机械压榨干化和加热烘干干化两大类,前者以机械压滤干化工艺为主;后者主要有烟气干化、蒸汽干化及除湿热泵低温干化[6]。由于污泥普通机械压滤干化处理后含水率只能达到75%~80%,直接燃烧会降低锅炉效率;烟气干化由于需对大量烟气进行二次处理,难度大,系统设备庞大,安全性、经济性较差,故这两种干化方式目前使用较少。现对蒸汽浆叶间接干化和除湿热泵低温干化两种工艺进行对比分析。

  1.2.1蒸汽桨叶式间接干化

  采用蒸汽桨叶式间接干化,采用叠螺机处理后,污泥含水率在80%~90%之间,主要设备为一台空心桨叶干燥机,它是一种以热传导为主的卧式搅拌型干燥机。因内部空心的搅拌叶片形似于船桨,称之为空心桨叶干燥机。原理利用蒸汽对生化污泥间接加热,使污泥中的水分蒸发,从而达到干燥的目的。

  1)基本工艺路线:叠螺机后污泥→中转搅拌仓→湿泥螺旋输送→蒸汽桨叶式间接干化→干料输送→干料仓→汽车拉运配煤。

  2)过程简介:污泥通过螺杆泵送至叠螺式污泥脱水机进行脱水,脱水后的污泥含水率在85%左右,落入搅拌缓冲料仓。污泥在料仓内经搅拌均质后由螺旋输送机送至空心桨叶干燥机进行烘干,采用饱和蒸汽作为热源对污泥间接干燥,经烘干后产出含水率<60%的干泥,通过螺旋输送机至干料仓,再由运输车外运至配煤炼焦。空心桨叶干燥机排出的含尘热汽经干式除尘筒和水沫除尘筒除尘处理后进入现有除臭装置后排放,产生的滤液和水沫除尘的排水,回到废水处理系统前端统一处理。

  1.2.2除湿热泵低温干化

  采用除湿热泵低温干化,采用叠螺机处理后,污泥含水率在80%~90%之间,以热泵除湿干化污泥为关键设备的污泥干化设备,利用电为驱动力对污泥直接加热,使污泥中的水分蒸发,从而达到干燥的目的。

  1)基本工艺路线:叠螺机后污泥→中转搅拌仓→湿泥螺旋输送→污泥低温除湿热泵干化机→干料输送→干料仓→汽车拉运配煤。

  2)过程简介:污泥通过螺杆泵送至叠螺式污泥脱水机进行脱水,脱水后的污泥含水率在85%左右,落入搅拌缓冲料仓。污泥低温干化机利用除湿热泵对污泥采用热风循环冷凝除湿烘干。经烘干后产出含水率<60%的干泥,通过螺旋输送机至干料仓,再由运输车外运至配煤。低温干化机产生的滤液和干化机产生的冷凝液,回到废水处理系统统一处理。污泥热泵低温干化过程属于全密闭低温干化,无臭气排放。

  1.3蒸汽桨叶式间接干化、除湿热泵低温干化优缺点对比

  结合本公司生产实际,若采取上述目前行业内常见的酚氰污泥干化工艺,就适宜的建设场地作为关键分析点,比较其优缺点,现可供选择新建场地有:

  1)公司内部酚氰废水处理站,优点是场地宽阔,便于施工及污泥处理,不再使用汽车拉运;干化后尾气可以接引至现有除臭系统;缺点是现有的蒸汽管处于末端,蒸汽压力不足0.2 MPa,并且电负荷不能满足低温热泵干化工艺。

  2)公司内部老废水区域,优点是各类动力介质接引方便,饱和低压蒸汽富余,可供蒸汽干化使用;缺点是场地受限,涉及固定资产拆除,需要汽车拉运至处理场地以及干化后废尾气、蒸汽冷凝水去向问题。

  3)公司内部老焦油改制区域,优点是各类动力介质接引方便,饱和低压蒸汽富余,可供蒸汽干化使用;缺点是涉及固定资产拆除,需要汽车拉运至处理场地以及干化后废尾气、蒸汽冷凝水去向问题。

  综上所述,目前行业内常采用的污泥干化工艺,并不适应酒钢公司生产实际现状。

  2适用性更高的酚氰污泥回配煤炼焦处置工艺

  2.1酚氰污泥直接回配煤炼焦处置工艺

  经综合考虑后,最终选择将湿的酚氰污泥直接与配合煤搅拌后回配炼焦,既达到了危废资源化利用处置目的,又符合现场生产条件,节约投资成本。

  2.1.1煤泥物料性质

  煤泥物料性质分析见表1。

  2.1.2主要处理设备装置

  包括1个50 m3污泥储料仓(Q235碳钢材质)、2台处理能力300~400 t/h煤泥双轴混合机、2台输送量15 m3/h卸料螺旋输送机、2台12.5 t/h螺杆输送泵以及液压仓盖(含驱动系统)等,每天能够处理酚氰污泥约60 t左右。

  2.1.3工艺流程简介

  焦化酚氰污泥用自卸汽车运至污泥间,翻卸入地下污泥仓。通过仓内的液压滑架将污泥送入螺旋输送机。螺旋输送机再将污泥输入污泥输送泵,通过污泥输送泵将污泥打入混配间内的双轴混合机,与炼焦煤充分混合。即:炼焦煤确定从新建的焦煤C列筒仓南侧,在C7-4皮带秤切取炼焦煤,与酚氰污泥混合后回配至C列供煤M207或M208皮带上,供至焦炉煤塔炼焦。

  2.1.4酚氰污泥回配基本工艺路线

  首先,酚氰污泥输送系统:酚氰污泥用自卸汽车运至污泥间翻卸入地下污泥仓→螺旋输送机→污泥输送泵→酚氰污泥管道→混配间内的双轴混合机(酚氰污泥与炼焦煤混合)。

  其次,炼焦煤输送系统:炼焦煤经原有筒仓C7下部计量皮带秤→HP-1B胶带机→HP-2胶带机→混配间内的双轴混合机(酚氰污泥与炼焦煤混合)→HP-3胶带机→通过C10与C11筒仓间→将混合好的煤泥添加到M207或M208胶带机上完成酚氰污泥的回配。

  2.2酚氰污泥回配装置实物图

  实物图如图1、图2所示。

  2.3实际应用效果及效益核算

  该回配装置于2023年10月13日正式开工建设,2024年4月1日正式开始生产,日处理酚氰污泥60~65 t,掺混至配合煤炼焦,通过皮带输送至本公司1#~6#焦炉炼焦用,实现了危险废物资源化、无害化处置,截止目前,该回配装置运行稳定,彻底解决了本公司废水处理所产酚氰污泥体积量大且回配炼焦使用不及时,现场难以储存的困境,消除了潜在环保风险隐患。另外,按照吨酚氰污泥处置费用1 200元核算经济效益,即全年节约酚氰污泥处置费用约2 700万元。

  3结语

  通过酚氰污泥回配炼焦资源化、无害化利用的过程,取到较好的解决危险废物内部处置效果[7]。此外,通过实践摸索出适合自身炼焦工艺不同煤种的回配比例,在保证焦炭质量不出现大幅度波动的前提下,酚氰污泥回配炼焦处置方式能够实现企业经济效益和环保效益双赢,值得在焦化行业推广使用[8-11]。

参考文献

  [1]生态环境部.国家危险废物名录(2025年版)[Z].2025-01-01.

  [2]环境保护部.焦化废水治理工程技术规范:HJ2022—2012[S].2012-01-01.

  [3]肖建生.备煤炼焦中的固体废弃物资源化利用技术概述[J].燃料与化工,2019,50(2):50-52.

  [4]贾海丰.焦化除尘灰配煤炼焦的研究与应用[J].燃料与化工,2024,55(2):15-18.

  [5]生态环境部.炼焦化学工业污染防治可行技术指南:HJ 2306—2018[S].2018-01-01.

  [6]胡美权.焦化除尘灰与焦化污泥添加配煤的研究[J].燃料与化工,2015,46(3):22-23.

  [7]梁向飞.焦化固体废弃物在配煤炼焦中的试验与应用[J].煤化工,2015,43(4):19-21.

  [8]王磊.焦化污泥处理技术研究进展[J].工业安全与环保,2023,49(S1):30-33.

  [9]裴嘉忱.焦炉协同处置生化污泥的实验研究[J].现代化工,2022,42(S2):292-296.

  [10]张千.邯钢公司焦化固体废弃物配煤炼焦试验研究[J].山西化工,2023,43(10):85-87.

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