4.3 m煉焦爐裝煤、推焦消煙除塵系統(tǒng)淺析
摘要：4.3 m煉焦爐采用裝煤、推焦消煙除塵系統(tǒng)設(shè)計的主要內(nèi)容包括裝煤消煙除塵、出焦消煙除塵和地面站消煙除塵等部分。運行結(jié)果表明，該系統(tǒng)具有運行安全經(jīng)濟、自動化程度高等特點，顆粒物捕集率達94%，污染物排放達到《大氣污染物綜合排放標準》二級要求。
關(guān)鍵詞：煉焦爐 裝煤出焦 消煙除塵
1 項目概況
河南省某焦化廠建設(shè)的煉焦爐為2×50孔TJL4350型煤搗固式焦爐，規(guī)模為60萬t/a，炭化室高度為4.3 m，采用側(cè)裝煤方式。
焦爐煉焦過程中產(chǎn)生大量廢氣污染物，主要含：固體顆粒物（TSP）、苯并芘（BaP）、苯可溶物（BSO）、二氧化硫（SO2）等。這些污染物既污染大氣環(huán)境，又危害人體健康。焦爐煉焦廢氣污染物主要產(chǎn)生于裝煤和推焦兩個工序，占焦爐廢氣污染物的60%以上。焦爐裝煤過程中，原料煤受炭化室高溫爐膛的輻射及與爐壁部分接觸，分解產(chǎn)生大量煙塵；出焦時推焦車將焦碳從炭化室推出，通過導焦柵落入熄焦車內(nèi)，熾熱焦碳在此過程中跌落、破裂，并在空氣中部分燃燒，產(chǎn)生大量煙氣、粉塵。焦爐煉焦過程中產(chǎn)生的BaP等有毒污染物主要以粉塵為載體而存在，每煉一噸焦產(chǎn)生粉塵約0.5～5.0 kg，所以對煙氣及粉塵的收集處理是治理焦爐廢氣污染物的關(guān)鍵。
該焦化廠采用MXC型機焦爐裝煤、出焦聯(lián)合消煙除塵系統(tǒng)進行治理，簡述如下。
2 工藝流程
該除塵系統(tǒng)利用爐頂消煙除塵車、攔焦車上的捕集裝置，將裝煤、出焦時產(chǎn)生的煙氣及粉塵，通過風機抽吸捕集，經(jīng)過充分燃燒、冷卻后分別經(jīng)過各自的管道輸送到地面除塵站，再經(jīng)冷卻器、袋式除塵器，收塵后通過高煙囪排放。裝煤、推焦過程分述如下。
2.1 裝煤除塵工藝流程
裝煤時，爐頂消煙除塵車行走到出焦后待裝煤的炭化室相應位置后，放下吸煙車的燃燒收集套筒，伸縮套筒與機側(cè)側(cè)吸口接通，接通凈煤氣并點火，此時爐頂吸塵車出口可伸縮套筒與焦側(cè)集塵干管上裝煤煙氣轉(zhuǎn)換翻板閥接通，同時傳感器向地面除塵站中央控制室發(fā)出電信號，此時風機由自控系統(tǒng)所發(fā)出的指令開始由低速轉(zhuǎn)為高速運轉(zhuǎn)。裝煤開始后，焦爐裝煤孔散發(fā)的煙塵，通過密封套筒進入煙塵收集車，先在燃燒器內(nèi)燃燒，再經(jīng)過風冷后送入地面除塵站，經(jīng)過焦油過濾器脫除火屑，并冷卻至120 ℃以下，再進入脈沖袋式除塵器凈化，最終由風機通過高煙囪排放。除塵器收集的粉塵打包外售。裝煤完畢后收回套筒，同時傳感系統(tǒng)向地面站發(fā)出電信號，風機轉(zhuǎn)入低速運轉(zhuǎn)待機狀態(tài)。
裝煤煙塵→消煙除塵車→焦油過濾器→袋式除塵器→高空排放
2.2 出焦除塵工藝流程
入爐煤經(jīng)過高溫煉制成焦后，攔焦車移動至需要出焦的炭化室相應位置，導焦柵對準即將出焦的炭化室，攔焦吸塵罩上方的雙出口伸縮套筒與集塵干管上的煙氣轉(zhuǎn)換閥接通的同時，傳感器向地面除塵站系統(tǒng)發(fā)送電信號，風機由自控系統(tǒng)發(fā)出的指令開始由低速逐漸升高達到額定轉(zhuǎn)速。同時吸塵罩上部的導向風機啟動。推焦車將紅焦從炭化室推出，焦碳通過導焦柵落入熄焦車車廂內(nèi)，所產(chǎn)生的煙塵及爐門框上方產(chǎn)生的煙塵在熱浮力及風機的抽吸作用下，在吸塵罩內(nèi)集結(jié)緩沖，由無組織狀態(tài)變?yōu)橛薪M織收集后，通過出焦煙氣轉(zhuǎn)換閥，進入集塵管，送入地面除塵站，經(jīng)過焦油過濾器脫除火屑，并冷卻至120 ℃以下，再進入脈沖袋式除塵器凈化，最終由風機通過高煙囪排放。除塵器收集的粉塵打包外售。推焦完畢后收回套筒，同時傳感系統(tǒng)向地面站發(fā)出電信號，風機轉(zhuǎn)入低速運轉(zhuǎn)待機狀態(tài)。
出焦煙塵→吸塵罩→焦油過濾器→袋式除塵器→高空排放
3 系統(tǒng)設(shè)計
3.1 裝煤收集系統(tǒng)設(shè)計
裝煤煙塵收集系統(tǒng)由移動和固定裝置兩部分組成。移動裝置即自驅(qū)動焦爐煙塵收集處理車；固定裝置包括焦爐帶吸風口的自動推蓋翻板閥除塵干管和自動連續(xù)供應煤氣槽以及煙氣輸送管道等。
煙塵收集處理車配套行走機構(gòu)，可沿焦爐軌道縱向行走。車上裝有燃燒器、煤氣自動點火裝置、液壓系統(tǒng)、冷卻器、操作室以及液壓伸縮套筒輸出裝置等機構(gòu)。它負責將裝煤過程中產(chǎn)生的煙塵進行收集、燃燒。
3.2 出煤收集系統(tǒng)設(shè)計
出焦煙塵收集系統(tǒng)由移動和固定裝置兩部分組成：移動裝置即固定在攔焦車上的集塵罩，由不銹鋼制成一個封閉的攔焦煙罩，上部留有煙氣排出口，可隨攔焦車一起移動；固定裝置包括設(shè)在熄焦車外側(cè)的攔焦車第三軌道立柱、珩架、集塵干管及煙氣轉(zhuǎn)換閥接口等裝置。
3.3 除塵器
地面除塵站中除塵器采用低阻抗結(jié)露脈沖袋式除塵器，它綜合了分室反吹和脈沖噴吹清灰等除塵器的優(yōu)點，克服了分室反吹清灰強度不夠，噴吹脈沖清灰和過濾同時進行的缺點，增強了袋式收塵器的運行可靠性，提高了收塵效率，延長了濾袋的使用壽命。系統(tǒng)除塵風量為180 000 m3/h，煙氣溫度120 ℃，濾袋采用針刺氈濾料。為了保證濾袋的正常使用，在除塵器入口設(shè)計安裝了自動混風閥，在主管道設(shè)計安裝電動碟閥，在發(fā)生緊急情況下，閥門通過自控系統(tǒng)自動打開，放散煙氣排除故障。
3.4 爐頂消煙除塵車
消煙除塵車配套行走機構(gòu)，可沿焦爐爐頂軌道縱向行走。車上裝有燃燒器、煤氣自動點火器、液壓系統(tǒng)、風冷器、操作室以及液壓伸縮套筒輸出裝置等。它負責將裝煤工序產(chǎn)生的煙塵最大限度的收集，燃燒、消解。
3.5 管道、風機
除塵風機設(shè)置在地面除塵站中，為減少震動，所有風機均安裝減振剛機座。
除塵管道中異型件采用耐磨材料。主管道上設(shè)電動碟閥，除塵器前設(shè)電動混風閥。單管雙開門風管置于爐頂焦側(cè)。
4 主要設(shè)備
該系統(tǒng)主要設(shè)備見表1。
|
表1 系統(tǒng)主要設(shè)備
|
5 處理效果
經(jīng)過實測，焦爐裝煤、出焦工序產(chǎn)生的有組織廢氣污染物經(jīng)過該系統(tǒng)處理后，達到《大氣污染物綜合排放標準》（GB 16297－1996）二級標準，其中裝煤過程排放顆粒物質(zhì)量濃度35.9～71.3 mg/m3，出焦過程排放顆粒物質(zhì)量濃度24.0～61.2 mg/m3，均低于最高允許排放質(zhì)量濃度120 mg/m3的標準限值。經(jīng)過核算，該處理系統(tǒng)顆粒物捕集率達94%，袋式除塵器效率99.9%，滿足各項環(huán)保要求。
6 經(jīng)濟分析
該環(huán)保工程建設(shè)總投資674.72萬元。運行成本：電費61.68萬元/年，維護費3.00萬元/年，人工費5.76萬元/年，焦粉回收外售54.00萬元/年。合計運行費16.44萬元/年，折合噸焦運行成本0.27元/噸焦。
7 技術(shù)創(chuàng)新點
（1）設(shè)計了工作與待機狀態(tài)自動控制系統(tǒng)，使待機時風機處于空負荷運轉(zhuǎn)，相關(guān)設(shè)備自動切換。
（2）安裝了儀表監(jiān)控裝置，對運行過程中各控制點的情況進行自動記錄。
（3）布袋除塵器采用PLC控制系統(tǒng)，風機采用變頻調(diào)速系統(tǒng)，行走機構(gòu)采用主令控制器，自動化水平高，也降低耗電量節(jié)約成本。
（4）采用液壓技術(shù)，降低勞動強度，操作靈活、穩(wěn)定、準確。
（5）采用裝煤、出焦煙塵單管二合一系統(tǒng)地面除塵站，降低了投資費用。
（6）采用焦油過濾器不僅可以去除火花、焦油，而且具有降溫功能，可將煙氣的溫度降到布袋除塵器的安全使用溫度，提高了濾袋的使用壽命。
（7）爐頂消煙除塵車采用熱管技術(shù)和風冷技術(shù)，可降低焦爐高溫煙氣。
8 結(jié) 語
該焦化廠4.3 m焦爐采用裝煤、推焦聯(lián)合消煙除塵系統(tǒng)，其設(shè)計先進合理，在實踐中得到成功應用，滿足環(huán)保要求，實現(xiàn)達標排放，具有較好的環(huán)境效益和社會效益，對于同類型焦爐消煙除塵具有借鑒意義。
使用微信“掃一掃”功能添加“谷騰環(huán)保網(wǎng)”
