焦化炉地面站袋式脉冲除尘器的研究

穆彩霞

摘 要：随着国家环保力度的进一步加大，中小型的炼焦厂逐步被强制关停。大型低污染高产出的焦化生产厂具有了更大的发展空间。在焦化生产过程中，烟尘处理是焦化生产的一个重要组成部分。本文根据国内外焦炉除尘技术对比，结合本人在环保除尘行业多年的经验，根据国内的环保除尘特点，针对焦炉除尘的特点，烟尘的吸收和处理进行了介绍。

关键词：装煤烟尘；出焦烟尘；移动吸尘罩；地面除尘站；火花分离；预喷涂；焦油捕捉；防爆措施；风机节能

1 焦炉烟尘的特点

焦炉烟尘主要有两部分组成，即装煤烟尘和出焦烟尘。在装煤和

出焦过程中产生的烟尘量约为1.35kg/t煤，烟尘中含尘浓度为50mg/m3。烟尘中含有多种污染物，主要是固体悬浮物（TSP）、苯可溶物（BSO）及苯并芘（BaP）， 易被人吸入肺部致癌，给大气和工作环境造成严重的污染。

由于装煤和推焦的位置不断在改变，尘源点也随之改变，这给其烟尘的治理和吸收带来了困难。在焦炉装煤和出焦过程中产生大量高温烟气和带有火花的粉尘，烟气中还存在一定量的可燃气体，这种粉尘如果不进行降温和消除火花进入袋式除尘器，将产生燃烧和爆炸。并且这种带火花的粉尘不仅温度高而且坚硬、表面锋利。烟气中所含的焦油很容易粘结布袋，

当装煤和出焦结束时烟气量减少，气体被迅速冷却很容易结露。给袋式脉冲除尘器的设計增加了难度。针对焦炉烟气的特点，常规的脉冲袋式除尘器，已不能可靠的的工作。因此常规的脉冲袋式除尘器，不能直接对焦炉烟尘进行有效的处理。

2 焦炉袋式脉冲除尘器的系统设计

焦炉袋式脉冲除尘器主要由移动吸尘罩、集合折板式火花分离均热冷却器、预喷涂喷扬发生器、焦油捕捉器、除尘器本体、卸灰输灰振打系统、引风机及调速装置和自动控制系统等组成。

3 装煤烟气的吸收

焦炉全干式装煤除尘系统装煤车在装煤时，先将车上导通烟气用的活动接口与地面除尘站系统固定翻板阀接口对接，然后自动打开装煤孔盖.放下装煤密封套筒装煤。开始在开启装煤孔盖的同时通过控制系统信号，使设置在除尘站内的风机高速运转'预喷活性粉系统开始工作。煤料从，套筒装入炭化室内时产生的烟气，在除尘站风机的吸引下，从密封套筒的夹层经导管进入，车上的燃烧室进行燃烧（可烧掉部分焦油和CO. CH.，等一些可燃物）.燃烧后的烟气经适量掺风后（约2500C）引至地面除尘站预喷活性粉与烟气混合吸附焦油后经蓄热式冷却灭火器脱除火屑，冷却至1100 C以下，进入脉冲袋式除尘器净化，净化后的气体经风机，消声器， 烟自排入大气。

4 出焦时的烟气吸收 移动吸尘罩

（1）移动皮带提升小车联接移动吸尘罩烟罩，是移动烟罩一个支点固定在拦焦车上，另一个支点在第三条轨道上（架设在吸尘干管的支柱上），烟罩随拦焦车行走。烟尘通过烟罩顶部可移动皮带提升小车联接罩，进入吸尘干管，送至地面站袋式脉冲除尘器。是目前采用较多的一种连接形式。

（2）水封槽式移动吸尘罩，是移动烟罩一个支点固定在拦焦车上，另一个支点在第三条轨道上（架设在吸尘干管的支柱上），烟罩随拦焦车行走。烟尘通过烟罩顶部的连接管插入吸尘干管的上半部。 吸尘干管的下半部，靠近连接管一侧，设有密封水槽。烟尘经吸尘干管送至地面站袋式脉冲除尘器。这种方法由于结构简单，烟尘泄露少。缺点是必须严格控制水封槽的水位。需加防冻措施，如果处理不好可造成二次污染。

（3）烟气转换阀，通过固定在焦炉两侧的烟气转换阀。在装煤或出焦时，将装煤车和焦车上的烟气与其对接、将烟气导入主除尘管道。这种方法由于结构简单，性能可靠，目前已被广泛应用。

集合折板式火花分离均热冷却器

集合板式火花分离均热冷却器的作用是对冷热不均的烟气进行均热处理

集合板式火花分离均热冷却器，是在吸收国内外焦炉除尘的优点，经我校除尘专业科研人员的多年实践设计出的优质系统，它集冷却、均热和一次火花分离为一体，并且结构简单节省材料成本，完全可以用在焦炉除尘系统。它在结构上由上箱体、中箱体和灰斗构成。其工作原理为，中箱体是由集合板组成，中箱体的下端设有一次火花分离装置。烟气由上箱体进入，沿中箱体集合板下流，高温烟气在流经中箱体时热量被吸收，低温烟气在流经中箱体时被加热，带火花大颗粒粉尘由于重力作用在中箱体被加速，与火花分离装置相碰撞迅速落入灰斗。

5 烟气中焦油的处理

焦化烟气中的焦油主要是在装煤过程中产生的，如果焦油附着在布袋上，可使布袋的透气性变差，系统阻力增加，造成布袋报废，除尘系统失效。因此应在烟气进入布袋前进行有效的处理。我们在设计中采用2次焦油处理方式，第一次是将装煤车装煤时产生的烟气，在除尘站风机的吸引下，从密封套筒的夹层经导管进入装煤车上的燃烧室进行燃烧，可烧掉大部分焦油。剩下的少量焦油在烟气进入布袋前进行预喷涂，即混入CaO或除尘收集的焦粉进行第2次焦油处理。

6 焦化炉袋式脉冲除尘器的特殊性 防爆处理

由于烟气中存在一定量的可燃气体，虽然在烟气进入布袋进行了冷却和一次火花分离处理，但在布袋除尘室的爆炸可能性依然存在，因此我们在设计除尘器本体时采取了以下防爆措施：⑴在烟气进入布袋除尘器前设有导流板，它的作用是进行二次火花分离和均衡气流。⑵各除尘室进行完全分离，在各室的烟气的进口、出口分别加设离线阀。⑶灰斗加2级卸料器保证卸料时密封可靠。⑷各室分别设防爆门。⑸在烟气进入布袋除尘器本体的烟气入口，设冷风阀并加设温度检测和可燃烧气体检测点。当焦化炉及系统运行异常，检测到温度或可燃烧气体浓度升高时系统打开冷风阀，加入冷风降低温度和降低可燃烧气体浓度

7 自动控制系统

装煤系统、出焦系统、除尘系统的运行全部采用上位计算机自动控制系统，利用PLC收集系统信号和就地控制，利用上位计算机进行集中监控，即分散控制集中管理的自动化控制系统。系统自动化程度高，运行稳定安全可靠。

8 风机节能分析

由于装煤和出焦都是间断进行的，所以烟气也是不连续的。如果风机始终全速运行造成能量的浪费。⑴采用液力耦合器调速，根据装煤和出焦信号分时控制电机的负载达到节能的目的。优点是：一次性投资成本较低。缺点是：分时、开环控制，由于液力偶合器的多次升降产生机械磨损，使用寿命短。系统受多个信号控制可靠性差，开环控制节能效果差。⑵采用变频恒真空度控制：使用变频调速器通过采集系统压差信号，采用模糊控制技术调节电机的转速达到节能的目的（参见专利产品恒真空度脉冲除尘器，专利号）。优点是变频调速不存在机械磨损使用寿命长，维护简单。只需采样1个模拟信号系统控制可靠。闭环控制系统自动化程度高，节能效果更显著节能50%以上。缺点是一次性投资略高

参考文献

[1]《炼焦工艺学》苏宜春主编，冶金工业出版社，2004年6月

[2]《现代炼焦新技术与炼焦炉操作及智能优化控制实用手册》冶金工业出版社，2005年4月

[3]《炼焦企业管道设计安装与维修技术手册》韩建隆著 中国科技文化出版社，2007年6月

[4]《最新炼焦企业清洁生产技术要求清洁与生产标准实施手册》中国知识出版社，2005年9月