摘要：4.3 m煉焦?fàn)t采用裝煤、推焦消煙除塵系統(tǒng)設(shè)計(jì)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(yùn)行結(jié)果表明，該系統(tǒng)具有運(yùn)行安全經(jīng)濟(jì)、自動(dòng)化程度高等特點(diǎn)，顆粒物捕集率達(dá)94%，污染物排放達(dá)到《大氣污染物綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》二級(jí)要求。

關(guān)鍵詞：煉焦?fàn)t  裝煤出焦  消煙除塵

1 項(xiàng)目概況

河南省某焦化廠建設(shè)的煉焦?fàn)t為2×50孔TJL4350型煤搗固式焦?fàn)t，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?fàn)t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?fàn)t煉焦廢氣污染物主要產(chǎn)生于裝煤和推焦兩個(gè)工序，占焦?fàn)t廢氣污染物的60%以上。焦?fàn)t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(shí)推焦車將焦碳從炭化室推出，通過導(dǎo)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?fàn)t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?fàn)t廢氣污染物的關(guān)鍵。

該焦化廠采用MXC型機(jī)焦?fàn)t裝煤、出焦聯(lián)合消煙除塵系統(tǒng)進(jìn)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(shí)產(chǎn)生的煙氣及粉塵，通過風(fēng)機(jī)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(shí)，爐頂消煙除塵車行走到出焦后待裝煤的炭化室相應(yīng)位置后，放下吸煙車的燃燒收集套筒，伸縮套筒與機(jī)側(cè)側(cè)吸口接通，接通凈煤氣并點(diǎn)火，此時(shí)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(shí)傳感器向地面除塵站中央控制室發(fā)出電信號(hào)，此時(shí)風(fēng)機(jī)由自控系統(tǒng)所發(fā)出的指令開始由低速轉(zhuǎn)為高速運(yùn)轉(zhuǎn)。裝煤開始后，焦?fàn)t裝煤孔散發(fā)的煙塵，通過密封套筒進(jìn)入煙塵收集車，先在燃燒器內(nèi)燃燒，再經(jīng)過風(fēng)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(jìn)入脈沖袋式除塵器凈化，最終由風(fēng)機(jī)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(shí)傳感系統(tǒng)向地面站發(fā)出電信號(hào)，風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)入低速運(yùn)轉(zhuǎn)待機(jī)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?zé)捴瞥山购�，攔焦車移動(dòng)至需要出焦的炭化室相應(yīng)位置，導(dǎo)焦柵對準(zhǔn)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(shí)，傳感器向地面除塵站系統(tǒng)發(fā)送電信號(hào)，風(fēng)機(jī)由自控系統(tǒng)發(fā)出的指令開始由低速逐漸升高達(dá)到額定轉(zhuǎn)速。同時(shí)吸塵罩上部的導(dǎo)向風(fēng)機(jī)啟動(dòng)。推焦車將紅焦從炭化室推出，焦碳通過導(dǎo)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(fēng)機(jī)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(jìn)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(jìn)入脈沖袋式除塵器凈化，最終由風(fēng)機(jī)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(shí)傳感系統(tǒng)向地面站發(fā)出電信號(hào)，風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)入低速運(yùn)轉(zhuǎn)待機(jī)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(jì)

3.1  裝煤收集系統(tǒng)設(shè)計(jì)

裝煤煙塵收集系統(tǒng)由移動(dòng)和固定裝置兩部分組成。移動(dòng)裝置即自驅(qū)動(dòng)焦?fàn)t煙塵收集處理車；固定裝置包括焦?fàn)t帶吸風(fēng)口的自動(dòng)推蓋翻板閥除塵干管和自動(dòng)連續(xù)供應(yīng)煤氣槽以及煙氣輸送管道等。

煙塵收集處理車配套行走機(jī)構(gòu)，可沿焦?fàn)t軌道縱向行走。車上裝有燃燒器、煤氣自動(dòng)點(diǎn)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(jī)構(gòu)。它負(fù)責(zé)將裝煤過程中產(chǎn)生的煙塵進(jìn)行收集、燃燒。

3.2  出煤收集系統(tǒng)設(shè)計(jì)

出焦煙塵收集系統(tǒng)由移動(dòng)和固定裝置兩部分組成：移動(dòng)裝置即固定在攔焦車上的集塵罩，由不銹鋼制成一個(gè)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(dòng)；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(diǎn)，克服了分室反吹清灰強(qiáng)度不夠，噴吹脈沖清灰和過濾同時(shí)進(jìn)行的缺點(diǎn)，增強(qiáng)了袋式收塵器的運(yùn)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(fēng)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(jì)安裝了自動(dòng)混風(fēng)閥，在主管道設(shè)計(jì)安裝電動(dòng)碟閥，在發(fā)生緊急情況下，閥門通過自控系統(tǒng)自動(dòng)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(jī)構(gòu)，可沿焦?fàn)t爐頂軌道縱向行走。車上裝有燃燒器、煤氣自動(dòng)點(diǎn)火器、液壓系統(tǒng)、風(fēng)冷器、操作室以及液壓伸縮套筒輸出裝置等。它負(fù)責(zé)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(fēng)機(jī)

除塵風(fēng)機(jī)設(shè)置在地面除塵站中，為減少震動(dòng)，所有風(fēng)機(jī)均安裝減振剛機(jī)座。

除塵管道中異型件采用耐磨材料。主管道上設(shè)電動(dòng)碟閥，除塵器前設(shè)電動(dòng)混風(fēng)閥。單管雙開門風(fēng)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。

5  處理效果

經(jīng)過實(shí)測，焦?fàn)t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(dá)到《大氣污染物綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB　16297－1996）二級(jí)標(biāo)準(zhǔn)，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(biāo)準(zhǔn)限值。經(jīng)過核算，該處理系統(tǒng)顆粒物捕集率達(dá)94%，袋式除塵器效率99.9%，滿足各項(xiàng)環(huán)保要求。

6  經(jīng)濟(jì)分析

該環(huán)保工程建設(shè)總投資674.72萬元。運(yùn)行成本：電費(fèi)61.68萬元/年，維護(hù)費(fèi)3.00萬元/年，人工費(fèi)5.76萬元/年，焦粉回收外售54.00萬元/年。合計(jì)運(yùn)行費(fèi)16.44萬元/年，折合噸焦運(yùn)行成本0.27元/噸焦。

7  技術(shù)創(chuàng)新點(diǎn)

（1）設(shè)計(jì)了工作與待機(jī)狀態(tài)自動(dòng)控制系統(tǒng)，使待機(jī)時(shí)風(fēng)機(jī)處于空負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)，相關(guān)設(shè)備自動(dòng)切換。

（2）安裝了儀表監(jiān)控裝置，對運(yùn)行過程中各控制點(diǎn)的情況進(jìn)行自動(dòng)記錄。

（3）布袋除塵器采用PLC控制系統(tǒng)，風(fēng)機(jī)采用變頻調(diào)速系統(tǒng)，行走機(jī)構(gòu)采用主令控制器，自動(dòng)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(dòng)強(qiáng)度，操作靈活、穩(wěn)定、準(zhǔn)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(fèi)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(fēng)冷技術(shù)，可降低焦?fàn)t高溫?zé)煔狻?/p>

8　結(jié)  語

該焦化廠4.3 m焦?fàn)t采用裝煤、推焦聯(lián)合消煙除塵系統(tǒng)，其設(shè)計(jì)先進(jìn)合理，在實(shí)踐中得到成功應(yīng)用，滿足環(huán)保要求，實(shí)現(xiàn)達(dá)標(biāo)排放，具有較好的環(huán)境效益和社會(huì)效益，對于同類型焦?fàn)t消煙除塵具有借鑒意義。

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