炼焦生产的3个基本环节包括：储备煤、炼焦和焦处理。从原料煤的准备到成品焦炭的运出，整个流程各环节都有不同程度的烟尘产生，会污染周边环境，对生产人员造成严重危害。近年来，国家及地方不断加大环保力度，对焦化行业要求实行特别排放限值、超低排放限值和秋冬季错峰生产。

2019年4月，国务院发布《关于推进实施钢铁行业超低排放的意见》，河北省、山西省、陕西省、山东省、内蒙古自治区、河南省等陆续出台了地方超低排放标准或实施方案，对炼焦生产全流程大气污染物排放标准做出了明确要求。环保问题成为制约焦化企业能否正常、连续、稳定生产的关键因素。国家及部分地方炼焦生产大气污染物排放标准见表1。

炼焦生产全流程烟尘排放具有排污环节多、污染源分散、污染物种类多、强度大、连续性与阵发性共存、与生产关系密切等特点。在加强对污染物散发设施密闭、源头减量控制的基础上，必须采取成熟可靠的末端烟尘治理措施对污染物进行有效治理，满足超低排放要求。

炼焦煤在卸车、粉碎、转运过程中会产生大量的煤粉扬尘，对操作环境造成极大污染。目前煤场要求采用封闭、半封闭料场，并设置喷淋（雾）等抑尘措施。汽车、火车卸料点设除尘设施或喷淋（雾）抑尘措施。当煤的全年平均水分大于8%时，除破碎机、粉碎机应设置除尘系统外，其他转运环节一般不设除尘系统；当煤的全年平均水分小于8%时，备煤工段全线转运点的皮带机头部和落料点都应设置除尘系统。

针对煤粉扬尘，一般在上述产尘点设置吸尘罩，将扬尘通过除尘管道抽吸至脉冲袋式除尘器，过滤净化后经风机排放至大气。备煤车间的除尘器风量较小，除尘器一般设置在粉碎机室、转运站的屋面。除尘滤袋采用覆膜滤料，设计过滤风速控制在0.8 m/min，定期脉冲清灰，可实现煤粉颗粒物外排浓度小于10 mg/m³，满足粉尘颗粒物超低排放要求。

炼焦是焦炭生产的核心，也是最主要的大气污染物排放环节。炼焦煤在装入炭化室时，煤粉与炽热的炭化室内壁接触，瞬间产生大量烟尘，夹杂煤尘从装煤孔或装煤炉门外逸。成熟后的炽热焦炭被推焦机推出，落入熄焦车时，焦炭破裂并在空气中燃烧形成强烈的对流浓烟，同时携带大量焦粉散发到大气中。焦炉机侧车辆在摘炉门、推焦以及平煤过程中烟尘也会从炉门、平煤孔等处外逸。

焦炉加热时煤气燃烧产生的废气中含有大量的氮氧化物、二氧化硫和颗粒物，当焦炉燃烧室与炭化室窜漏严重时污染物浓度会明显上升。

采用干法熄焦时，干熄焦的装入、排出装置也会散发大量的烟尘和二氧化硫，对环境造成污染。

针对上述装煤、出焦、干熄焦等生产环节，分别设置装煤除尘地面站、出焦除尘地面站、机侧除尘地面站、焦炉烟气脱硫脱硝装置、干熄焦除尘及脱二氧化硫地面站，通过相应的技术与措施，实现颗粒物、氮氧化物、二氧化硫等大气污染物的超低排放。

2.2.1装煤除尘技术

目前，除少部分大型焦炉采用单炭化室压力调节技术外，大部分焦炉装煤烟尘治理采用干式除尘地面站。顶装焦炉装煤除尘工艺流程如下：装煤车排烟管道→烟气转换阀→阵发性高温烟尘冷却分离阻火器→预喷涂装置→脉冲袋式除尘器→风机→消声器→烟囱→大气。装煤烟气含有一定的水分和焦油，为防止装煤烟尘冷凝结露、粘结滤袋，对除尘器采取保温伴热措施。为防止焦油粘结，在除尘器前设置预喷涂装置，通过周期性喷入干焦粉对滤袋进行喷涂保护。

顶装焦炉装煤除尘风量根据焦炉规模确定，6~7 m顶装焦炉通常取80 000~11 500 m³/h。随着环保要求的提高，为满足颗粒物小于10 mg/m³超低排放要求，除尘滤袋一般采用防静电覆膜滤料，设计过滤风速控制在0.8 m/min，采用周期性脉冲阀喷吹清灰。过滤收集的粉尘可通过刮板输送机输送至贮灰仓，定期加湿外运或用真空吸排罐车外运。

捣固焦炉装煤除尘炉顶常采用高压氨水喷射配合双U型导烟管式导烟车，装煤过程中从机侧炉门逸出的烟尘采用捣固焦炉机侧炉头烟除尘地面站处理，详见2.2.3节介绍。

国标特别排放标准要求装煤烟尘中二氧化硫排放浓度小于70 mg/m³，生态环境部超低排放标准未做进一步要求。焦炉实际生产过程中，装煤烟尘二氧化硫的排放浓度与焦炉炉型、生产操作制度、操作水平、炼焦煤含硫量、焦炭成熟度等多种因素密切相关。焦炉生产控制良好的条件下，二氧化硫可满足排放要求，不需再进行脱硫治理。如确实达不到更严格的排放要求，可将除尘后的烟气二次升温后喷入脱硫剂脱除二氧化硫。工艺流程为：除尘后的装煤烟气→GGH换热→热风炉加热→喷入脱硫剂→脱硫灰除尘→GGH换热→风机→烟囱→大气。该装煤烟尘脱硫工艺在河北某焦化企业投产运行，脱硫效果良好，可满足当地二氧化硫小于50 mg/m³的排放要求。但同时存在一次投资高、运行费用较高，占地面积较大等不利因素。

2.2.2出焦除尘技术

出焦除尘地面站由3部分组成：拦焦机上的大型吸气罩及对接装置、烟气转换阀和集尘干管、地面站净化设备。焦炉出焦除尘工艺流程如下：拦焦机吸气罩和对接装置→烟气转换阀和集尘干管→阵发性高温烟尘冷却分离阻火器→脉冲袋式除尘器→风机→消声器→烟囱→大气。

焦炉出焦除尘风量根据焦炉规模确定，6~7.65 m焦炉通常取324 000~400 000 m³/h。过滤风速、滤袋材质同样要满足超低排放要求。过滤收集的粉尘一部分可作为装煤除尘系统的预喷涂料，一部分收集至贮灰仓定期外运。

由于焦炉出焦是按一定周期间断进行，除尘风机设计为变频调速方式，出焦时高速运行，其他时间低速运行，以降低能耗。

2.2.3机侧除尘技术

随着环保要求的日益严格，机侧烟尘治理也成为炼焦生产全流程中的一个重要方面。机侧除尘有车载式除尘系统和干式除尘地面站2种方式，目前逐渐以干式除尘地面站为主。

顶装焦炉机侧除尘地面站针对推焦机在摘炉门、推焦以及平煤过程中造成的炉门、平煤孔外逸烟尘进行收集净化。与出焦除尘类似，机侧除尘系统也包括推焦机吸气罩、集尘干管和地面站净化设备3部分，工艺流程如下：推焦机吸气罩→U型水密封式集尘干管（皮带密封式集尘干管）→火花捕集器→预喷涂装置→脉冲袋式除尘器→风机→消声器→烟囱→大气。顶装焦炉机侧除尘风量根据焦炉规模确定，6~7.65 m焦炉除尘风量通常取170 000~220 000 m³/h。过滤风速、滤袋材质同样要满足超低排放要求。

捣固焦炉机侧除尘负责推焦时炉头外逸烟尘和装煤时炉头外逸烟尘的净化处理。根据机侧车辆类型不同，除尘系统略有不同。采用捣固装煤推焦一体车（SCP机）时，一体车上设置大型吸气罩，能够同时覆盖推焦和装煤炉孔。推焦、装煤作业时，炉门清扫及推焦、装煤时炉门外逸烟尘通过吸气罩进入集尘干管并通过地面站净化外排。采用推焦机和装煤车分体车时，除了2个车辆上分别设置吸气罩外，在机侧炉顶设置了1套烟尘捕集装置。推焦时推焦机吸气罩和炉顶捕集装置打开，装煤时装煤车吸气罩和炉顶捕集装置打开。当装煤结束，推焦机与装煤车换位期间炉门外逸烟尘由炉顶烟尘捕集装置独立完成。

装煤烟气中含有大量黏性焦油类混合物，经过滤袋时会造成糊袋板结。为防止滤袋糊袋，在捣固焦炉机侧除尘器前设置烟气净化吸附装置，通过吸附装置内填充的10~25 mm块状焦炭吸附以去除焦油，保证除尘器长期稳定运行。块状焦炭定期自动更换。

捣固焦炉机侧炉头烟除尘系统风量与焦炉规模和机侧车辆形式有关，配备分体车的5.5~6.78 m捣固焦炉除尘风量通常取220 000~260 000 m³/h，配备SCP机时风量可减少30 000~40 000 m³/h。除尘器过滤风速、滤袋材质要求与装煤、出焦除尘系统相同，过滤风速不大于0.8 m/min。

2.2.4焦炉烟气脱硫脱硝技术

自2015年国内首套焦炉烟气脱硫脱硝装置投产以来，焦化行业内经历了很长一段时间焦炉烟气脱硫脱硝工艺选择期。经过4~5年的工业化应用检验和淘汰，目前被业界接受的技术主要是干法/半干法脱硫+布袋除尘+中低温SCR脱硝技术和活性焦脱硫脱硝技术。

干法/半干法脱硫+布袋除尘+中低温SCR脱硝技术采用钠基脱硫剂，先进行高效脱硫，为中低温SCR脱硝创造良好的烟气条件，保证SCR高效脱硝稳定运行。其中采用碳酸氢钠为原料的干法脱硫技术相比采用碳酸钠溶液为原料的半干法技术，一次投资省、占地面积小、操作更简单，综合比较更具优势，逐渐成为首选脱硫技术。针对焦炉烟气特性开发的中低温SCR催化剂能够在180~260 ℃温度窗口稳定保持高效脱硝效率，在国内各焦化企业得到广泛应用。该项技术提标潜力大，通过增加脱硫剂喷入量、填充预留催化剂，即可满足从一般地区排放指标提升至超低排放指标，满足二氧化硫小于30 mg/m³，氮氧化物小于100 mg/m³，颗粒物小于10 mg/m³的排放要求。

活性焦脱硫脱硝技术是从烧结烟气净化领域引入到焦化领域，该技术最大的优势是不产生脱硫灰固废。活性焦脱硫效率特别高，但脱硝效率偏低，适用于氮氧化物入口浓度不高（小于500 mg/m³）的钢铁联合企业焦化厂，目前在国内钢铁企业应用较多。活性焦脱硫脱硝技术一次投资相对较高，运行成本主要来自活性焦消耗后补充，受活性焦市场价格波动影响很大。为满足颗粒物10 mg/m³的排放要求，对吸附塔内气流分布和过滤风速要求严格。在活性炭吸附、再生过程中必须充分考虑活性焦的易燃特性，设置必要的充氮保护和温度检测等安全措施，防止活性炭着火。

2.2.5干熄焦除尘及脱除二氧化硫技术

干熄焦装置烟尘逸散主要来自焦炭装入口、循环风机放散口、预存段放散口、排焦溜槽口以及排焦皮带落料点。其中，循环风机放散口、排焦溜槽口的烟尘含有较高浓度二氧化硫。针对干熄焦各部位烟尘情况，分设2个除尘地面站：1套干熄焦环境除尘地面站，用于净化低硫烟尘；1套高硫烟尘除尘地面站，用于净化高硫烟尘。

（1）干熄焦环境除尘地面站。焦炭装入口、预存段放散口产生的高温烟气被吸气罩捕集后，经过阵发性高温烟尘冷却分离阻火器，降低烟气温度并初步分离大颗粒焦尘，排焦皮带落料点处的低温烟尘经阵发性高温烟尘冷却分离阻火器预处理后，再与冷却后的高温烟气混合，混合后的烟气进入脉冲袋式除尘器净化。高硫烟尘除尘系统故障时，循环风机放散口、排焦溜槽口的烟尘将切换到干熄焦环境除尘地面站进行除尘。

（2）高硫烟尘除尘地面站。循环风机放散口、排焦溜槽的烟尘中含有较高浓度的二氧化硫，浓度为350~1 600 mg/m³。这两部分烟尘经高硫烟尘除尘地面站进行除尘净化处理后脱硫。脱硫可送至焦炉烟气脱硫脱硝系统或单独设立的干法脱硫系统及活性焦吸附系统。

通过对干熄焦不同部位烟尘的相应治理，可实现干熄焦除尘颗粒物小于10 mg/m³，二氧化硫小于50 mg/m³的超低排放要求。