煤泥干燥除尘脱硫系统的研究与应用

田孟军，赵金矿，贾俊林

（平顶山天安煤业股份有限公司田庄选煤厂，河南 平 顶山467000）

1 引言

平顶山天安煤业股份有限公司田庄选煤厂是一座设计生产能力580Mt／年的中心型炼焦煤选煤厂，主要生产副产品是煤泥，近年来伴随着产量的增长，煤质的不断变差，煤泥量不断增加，煤泥干燥量也不断递增，随着干燥设备运行时间的增加，生产中产生的粉尘和二氧化硫有害物质也不断增加，给周边环境带来大量污染；另外经过干燥生产的试运行发现，干燥除尘系统的除尘脱硫系统的效果并不理想，为了解决这些问题，增加效益，减少污染，对煤泥干燥除尘脱硫系统进行了进行改造，使其更能发挥除尘脱硫的功效。

2 煤泥干燥除尘系统存在的问题

对煤泥干燥系统燃煤硫份、除尘脱硫设备、设备材质进行了分析和统计，发现存在以下几个问题。

（1）田庄选煤厂煤泥干燥系统炉窑设计燃煤为发热量在5 000～5 500大卡的原煤，而在生产时炉窑燃煤使用的是原煤，原煤发热量在4 500～5 000大卡，基本符合田庄选煤厂干燥系统炉窑设计要求，但在生产中发现炉窑使用原煤存在含硫量高的问题，平均硫分在0．8左右，燃烧后产生大量的二氧化硫等有害含硫化合物，二氧化硫等有害含硫化合物溶于水后对除尘系统腐蚀严重，系统间断运行不到3个月，湿式除尘器上的脱水、脱尘窝壳已腐蚀出孔洞无法使用。

（2）在除尘器运行过程中，发现除尘器脱尘效果不好，烟囱中时常会有黑烟和含尘雨滴的喷出，严重影响职工的工作环境并对环境造成一定污染。经过对设备的认真研究，发现该除尘器存在如下问题：一是过滤网目数小。在实际运行时，当含尘气流反冲上过滤网与喷头形成的水雾撞击后，形成大量的粘尘颗粒必须通过过滤网下沉到水中，但由于过滤网目数小，粘尘颗粒多，不但不能通过过滤网，反而大量粘积在过滤网上，造成过滤网堵塞，进而影响除尘效果。二是溢流管位置低造成除尘器内水位也低，当含尘气流经过风管进入水中时，含尘气流与除尘水只有很短的接触时间，起不到除尘的效果，进而不能有效发挥这一关键除尘工序的作用。

3 煤泥干燥除尘系统研究与改造

3．1 用块中煤代替原煤作为炉窑燃煤

炉窑设计燃煤为发热量21～23MJ／kg的原煤，存在采购运输困难、生产成本高的问题，既不符合节能的综合综合利用的方针政策，也对生产产生制约。

通过检测分析，本厂重介生产过程中产生的块中煤发热量在18．8～21MJ／kg，符合设计要求，设计制作了破碎机，并把破碎机筛网设计成φ12mm、φ14mm、φ16mm、φ18mm、φ20mm、φ22mm 等不同规格进行工业行试烧实验，通过多次不同孔径筛网破碎中煤试烧实验的数据分析，确定破碎机筛网孔径为φ20mm时效果最好，表1为筛网孔径为φ20mm的块中煤破碎后的粒度组成。

表1 破碎机筛网孔径为φ20mm时破碎中煤粒度组成

通过块中煤破碎后试烧与试烧原煤实验对比，干燥系统炉窑燃煤使用破碎后的块中煤不仅可以节能、提高经济效益，而且干燥机的运行工况得到了改善，提高了效率，各项指标对比见表2。

表2 破碎后块中煤与原煤对比

3．2 炉窑鼓风风量调节改进——鼓风机采用变频调速

田庄选煤厂的干燥系统中的鼓风机的主要作用是为燃烧炉提供足够的风量。但在生产操作中，为了保证干燥产品的水分、粒度和保证炉窑内粉尘尽可能降低，必须随时调整鼓风机的输出风量。改造前的做法是在进风口加装一组可调节风量的百叶片，但在实际使用中效果不好。经过认真研究，决定利用变频器调控风机电机进而掌握风机输出风量这一技术来替代老办法。方案确定后，结合风机的技术要求和配用电机的功率等参数，选取了森兰SB61P＋型变频器作为改造方案的配套设备。改造后使用至今效果很好，具体表现在以下几个方面。

（1）当电机直接在电网上启动时会产生7～8倍的电机额定电流，使得电机绕组产生热量从而降低电机的寿命；但改造后可以实现零速零电压启动，然后再根据需要进行变频调速，这样就有效降低了电机的维护成本，提高了电机的使用寿命。

（2）当电机直接启动时电流剧增会导致电网电压大幅度波动，进而可能会导致同一供电网络中的电压敏感设备跳闸或工作异常；但改造后可以实现零频零压情况下逐步启动，所以彻底消除了对电网的影响。

（3）当电机直接启动时会导致与电机相连的机械传动部分产生剧烈振动，从而加快机械部件磨损并降低机械部件的使用寿命；但改造后利用变频调速可在零速启动并按照需要进行光滑地加速而且加速曲线也可以选择，不但最大限度地降低机械部件的损耗，而且提高了相关传动部件的使用周期。

3．3 湿式除尘器的改造

3．3．1 增加水膜吸收尘粒

CSG型除尘器就是在同一塔体内将冲击水浴除尘器和湿式过滤钢网层串联在一起构成（结构如图1）。

除尘器运行时，含尘气流以一定的速度经设备中设置于塔体中央的风管冲入水中，并以一定的空塔气流速度反上，在水中形成鼓泡及泡沫，将气流中的尘粒捕集下来，经冲击水浴除尘初级净化后的含尘气体，以较低速度、逆流方向通过湿式钢网。湿式钢网除尘是利用不锈钢网作过滤层，并连续不断地向过滤层喷射水雾，使钢网过滤和水膜除尘两种作用综合在一起，以达到提高除尘效率，清洗捕集的粉尘和防止粉尘二次飞扬的目的。该设备实为冲击水浴－湿式过滤两级除尘，除尘率可达99%以上。能够迅速通过滤网，真正发挥过滤网的作用。

3．3．2 针对存在的问题对湿式除尘器进行改造

（1）在风管进入除尘器的前端加装二组圆周喷头（图1），使得含尘气流在进入除尘器前先经过一道除尘工序，减小除尘器除尘压力，同时也减缓了气流的速度，为气流能够经过除尘水时有更多的接触时间提供了保障。

图1 CSG型湿式除尘器

（2）用80目数替代40目数的过滤网，提高滤网的过滤能力，确保粘尘颗粒能够迅速通过滤网，真正发挥过滤网的作用。

（3）调整溢流水管的高度。一是要延长含尘气流与除尘水的接触时间，二是要保证含尘气流能够迅速有效地通过除尘水，经过反复比较，最后确定溢流管上口比风管下口高20mm为最佳。

4 结语

煤泥干燥除尘脱硫系统改造完成后，市环保局采样检测，烟尘排放浓度21．6mg／m3（标准200mg／m3），二氧化硫排放浓度 6mg／m3（标准 850mg／m3），烟尘排放总量3．4t／年（标准9．5t／年），二氧化硫排放总量0．95t／年（标准35t／年），远远低于国家排放标准，完全杜绝了下黑雨现象。