捣固焦炉装煤烟尘治理方案

由于捣固炼焦和常规顶装煤炼焦工艺不同,导致两种工艺过程中的烟气流向不同。常规顶装煤炼焦装煤时,产生的烟气是由炉顶上升管及装煤口处冒岀;捣固装煤炼焦推送煤饼时,烟气则是通过煤饼与炭化室两侧之间缝隙处从炉顶排烟口及机侧炉门冒出。两种工艺过程中产生的烟气成分和烟气量也有较大区别。捣固炼焦装煤时产生的烟气中可燃气体成分,远大于常规顶装炼焦装煤时产生的烟气,且含有较多的焦油和氢气,其中氢气易与从炉门进入的空气中的氧气反应生成较多的水蒸汽。捣固炼焦装煤时产生的烟气露点温度较高,且烟尘多为不燃烧而产生的较轻的炭黑飞灰,故国内已运行的捣固焦炉的装煤除尘系统普遍存在焦油粘结除尘器滤袋的现象给捣固焦炉装煤的烟气净化增加了难度。

一、传统捣固炼焦装煤烟尘治理方式

1、采用炉顶消烟除尘车进行湿法除尘

消烟除尘车由燃烧室、洗涤塔、风机供排水槽、水泵及车体等部分构成。装煤时,消烟除尘车在炉顶上通过活动导套与焦炉碳化室顶孔连通,烟气经燃烧室燃烧后,经洗涤塔喷淋净化后由风机抽至烟囱排入大气。其烟气净化后含尘量在l50mg/m3~250mg/m3达不到现行要求的排放标准。此外由于受炉顶导烟孔面积限制,装煤时产生的烟气瞬间不能由炉顶导烟孔导出,仍有部分烟气从机侧炉门外溢造成污染。

2、用炉顶导烟车将烟尘导入除尘地面沾导烟的干法除尘

此种除尘系统由导烟车、带翻板阀的炉顶固定干管以及地面除尘站等组成。装煤过程中导烟车行至到待装煤的炭化室,导烟车上的水平导烟伸缩套筒与炉顶干管对接连通后向地面站发出讯号,风机提至高速运行。随后打开炉顶吸尘孔盖,烟气借助地面站风机的吸力经炉顶干管进入地面站净化后排入大气。地面站有出焦、装煤二和一地面站,有出焦、装煤分体式地面站均配有预喷涂系统和焦油过滤系统等。该方式的优点是烟气通过地面站净化能达到现行要求的排放标准。缺点是由于烟气中焦油及水蒸汽含量较高造成除尘器滤袋粘结的情况较为严重。有些焦化厂釆用带燃烧室的导烟车(又称消烟车)想通过燃烧将烟气中的焦油烧掉。但焦油不可能被烧掉,同时焦油的不燃烧会产生大量的絮状炭黑飞灰,并不能解决粘结滤袋的问题。此外由于受炉顶导烟孔面积限制,装煤时产生的烟气瞬间不能由炉顶导烟孔导出,仍有部分烟气从机侧炉门外溢造成污染。因此该方式对于捣固焦炉装煤时的烟尘治理来说即:投资大,后期运行成本较高,且效果不佳。

二、捣固炼焦装煤烟尘的综合治理方案

根据捣固焦炉装煤过程中产生烟气的特点,通过对现有国内捣固焦炉装煤除尘运行情况的考察、调研,认为采用“双U型管导烟车”、“侧式装煤密封门”和“机侧炉头除尘系统”相结合的方式可实现捣固炼焦装煤烟尘的治理。装煤除尘综合治理方案如图1所示。

装煤过程中的烟尘在“双U型管导烟车”的导通作用下大部分由本炭化室及相邻炭化室上升管导入集气管回收,少量未能及时导出的烟尘由“侧式装煤密封门”封堵在炭化室内避免外溢并由上升管导入集气管回收,量因“侧式装煤密封门”密封不严而从机侧炉门处外溢的烟尘由“机侧炉头除尘系统”收集后导入出焦除尘地面站净化处理,从而形成完整的、多层次的装煤烟尘综合治理方案,较大限度地控制烟尘的外逸,适应了焦炉环保发展的要求。

1、双U型管导烟车简介

双U型管导烟车由自动揭盖装置、U型管升降装置、高低压氨水切换装置,上升管开闭及清扫装置等组成。同时和双U型管导烟车相配套需在焦炉炉顶布置有炉顶水封装置。其工作原理是:装煤过程中需装煤炭化室(n孔)相邻的两个炭化室(n-1孔n+2孔)已处于结焦末期,大量的烟气已裂解完毕。“双U型管导烟车”将需装煤炭化室(n孔)及其相邻的两个碳化室(n-1孔,n+2孔)相导通,在桥管处高压氨水喷射产生的抽吸力的作用下使正在装煤的炭化室(n孔)所产生的烟气顺利的由本炭化室分别导入两个相邻炭化室(n-1孔,n+2孔),即由本炭化室及两个相邻炭化室一共三个通道的上升管导入集气管进行回收。

使用双U型管导烟车能较大限度地减少炭化室机侧的冒烟冒火现象,并能将导烟后残留的微量气体放散到其他炭化室中,可以达到炉顶烟气零泄漏、机侧基本无烟气外泄的良好效果。

2、侧式装煤害封门简介

由于受炉顶导烟孔面积限制,装煤过程中的烟尘仍有少部分未能在导烟车的作用下及时导入集气管,从而从机侧炉门处外溢,针对这种情况设计岀侧式装煤密封门。侧式装煤密封门安装于捣固装煤车前端,随捣固装煤车一起运行于机侧轨道,由密封门体、轨道架、液压系统及电气控制系统等组成。装煤时,密封门先将机侧炉门密封好,然后煤饼穿过密封门的密封装置进入炭化室内,此时所产生的烟气在双U型管导烟车的导通作用下大部分由本碳化室及相邻炭化室上升管导入集气管,瞬间导不走的烟气被暂时封堵在炭化室内,稍后也被导入到集气管进行回收,避免了烟气外溢造成污染的状况。

3、机侧炉头除尘系统简介

机侧炉头除尘系统主要由炉头除尘干管、阀门、烟尘捕集罩等组成。装煤过程中,量因“侧式装煤密封门”密封不严而从机侧炉门处外溢的烟尘,由烟尘捕集罩收集进入炉头除尘干管，导入出焦除尘系统净化处理。阀门的开闭可选择由导烟车自动控制或人工手动控制两种方式。

此方法的优点是不需要新增除尘地面站,投资及运行成本低,还可以对推焦机摘门后及推焦过程屮产生的烟气进行收集。缺点是由于受安装位置的限制仅上升管在焦侧的捣固焦炉可以安装。

三、除尘设备操作和维护注意事项

1、焦炉工艺。桥管处高压氨水压力稳定,装煤时三个导烟通道均有足够吸力;定期清理炉顶排烟口,导烟通道;定期清理上升管,各碳化室内烟气能及时通过上升管导入集气管。

2、炉頂导烟车。定期清理U型导烟管内焦油,导烟通道;定期清理炉顶水封槽、水封盖上附着物,密封严密,避免相互粘连

3、机侧炉头除尘系统。定期清理阀门附着物,阀门密封效果且开关灵活;装煤过程中如岀现塌煤、掉角等非正常状况,应及时关闭阀门同时将除尘风机调至低速,避免大量热空气长时间的进入炉顶除尘干管及除尘器。

4、捣固装煤车及密封门操作。准确对位,避免由于对位不正撞坏密封门,同时尽量避免煤饼进入时接触碳化室侧壁;在运转时间允许下,尽量减慢煤饼进入速度;及时清理余煤,避免过多余煤阻碍密封门退回;密封门上易损密封件定期geng换,其密封效果。