活性炭外热式炭化炉烟气管道的技术改造

戴俊华

(山西同煤集团煤气厂技术科， 山西 大同 037001)

活性炭外热式炭化炉烟气管道的技术改造

戴俊华

(山西同煤集团煤气厂技术科， 山西 大同 037001)

将炭化炉炉头两侧与焚烧炉进气口连接￠500mm的碳钢管全部换成￠750mm，管子内部用耐火特异型砖砌筑，在管道的两端开两个进风口，焦油等可燃物进入管道后可以高温燃烧，对管道没有任何损坏。管道的合适位置，专门留了三个快开门，每天操作工带好头盔，打开快开门，用准备好的压缩空气对其中的管道进行吹扫即可，简单易行。

外热式炭化炉;挥发分管道;技术改造

我国的活性炭产业相对发达，尤其是大同地区，活性炭行业发展早，具有丰富的活性炭生产经验。大同煤业金鼎活性炭有限公司建成后，年生产能力将达到10万吨，势必成为活性炭行业的龙头老大。科技产生效益，通过科技创新降低生产成本、提高产品质量和研发新品种，可以提升公司的整体竞争力，促进公司的长远发展。

我公司的活性炭有破碎炭、脱硫脱硝炭和压块炭三个品种，破碎炭用于水处理是我公司主要的市场之一，水处理活性炭一般微孔和中孔发达，应符合三项要求：吸附容量大、吸附速度快、机械强度好。脱硫脱硝活性炭对燃煤烟气中的多种有害物质(如SO2、NOx、烟尘粒子、汞、二 英、挥发分有机物及其他微量元素等)可同时进行脱除净化。随着国家对环境保护的要求越来越高，脱硫脱硝活性炭的发展前景巨大，经济效益十分可观。压块活性炭在水处理、溶剂回收、油气回收、空气净化等各方面都有着广泛的应用。我公司压块活性炭的年产能力达到5万吨，是公司的主打产品。三种活性炭的生产工艺都包括制粉成型、炭化、活化、成品包装等过程，炭化是其中一项主要工艺过程，炭化料的质量、产率对产品的质量等级成本有着至关重要的影响。

1 立项原因

外热式炭化炉(TH15000)是一种新型的生产炭化料炉型(炭化料为活性炭原料)，目前只有神华新疆、内蒙蒙泰西两家活性炭厂使用此炉型。此炉型相对于内热式炭化炉，有以下几个显著特点： ①物料在炉内均匀分布在每个仓内(360º)，物料不与氧和明火接触，外筒热量穿透物料，物料受热均匀。②产品质量指标均匀一致，得率高，表面强度高，表面光度好，生产能力大。

鉴于外热式炭化炉以上优点，大同煤业金鼎活性炭有限公司经过前期充分调研，选取此炉型用于炭化料的生产。目前三条生产线共有19台，分别为破碎炭生产线(3台外热式炉)、脱硫脱硝炭生产线(4台外热式炭化炉)和压块炭生产线(12台外热式炭化炉)。其中1万吨破碎炭生产线3台、4万吨脱硫脱硝炭生产线4台中的2台已投入运行。

炭化炉过去产生的挥发分气体都是从炭化炉炉头两侧通过￠500mm，5mm厚的碳钢管与焚烧炉进气口连接，因挥发分气体里含有粉尘、焦油等杂质，从炭化炉炉头到焚烧炉的挥发分管道经常堵塞，可燃气体到不了焚烧系统，管道清掏十分困难，严重影响生产，因此决定对炭化挥发分管道进行改造。

2 改造内容

以1万吨破碎炭生产线为例：共3台炭化炉及配套系统，其中2台炭化炉配套3台焚烧炉(8000*3650*4553，焚烧炉内衬摆放整齐的格子砖)余热锅炉(3.6吨)回收系统，另一台炭化炉配套2台焚烧炉，(8000×3650×4553，焚烧炉内衬摆放整齐的格子砖))余热锅炉(1.8吨)回收系统。工艺方面：物料在炭化炉中被加热炭化的同时析出大量的挥发分气体，析出的气体从炭化炉上部两侧的管道引出进入到焚烧炉中进行燃烧。焚烧炉采用耐火砖砌成，是炭化尾气燃烧的场所，负责为炭化炉及余热锅炉提供热源(热源主要为炭化焚烧炉提供，多余到锅炉焚烧炉)。焚烧炉的焚烧室经过配风使挥发分气体充分燃烧后放出大量的热，产生的高温气体(900℃左右)一部分由高温废气管道进入到炭化炉炉体中、物料通道外，通过热辐射加热物料通道，为物料炭化提供热量，然后由炉体进料端废气管口处排出到冷却系统(废气冷却器)中；多余挥发分气体进入中间焚烧炉燃烧后给余热锅炉提供热量(阀体控制开度)。产生1.0MPa 蒸汽进入蒸汽管网为活化车间及其它各用气点提供所需蒸汽。从余热锅炉出来的烟气与炭化炉出来的废气经引风机进入脱硫除尘塔进行脱硫除尘，最后，符合国家排放标准之后的废气经烟囱排入大气。

过去因挥发分气体里含有粉尘、焦油等杂质，堵塞管道，炭化产生的气体到达不了焚烧炉，从炭化炉炉头外溢，致使车间环境恶劣，造成停产。工人清掏管道时拧开炭化炉炉头与挥发分管道之间的法兰螺丝，用提前准备好的铁管进行疏通，疏通完毕再拧紧螺栓，由于地方空间狭小，清掏工具施展不开，费时费力。工人们现场操作不熟练，再加上炭化炉炉头两侧通过碳钢管与焚烧炉进气口连接，粉尘、焦油等可燃物质在管道里高温下容易着火，致使炭化炉挥发分管道曾经烧坏，严重制约生产。

现在从炭化炉炉头两侧与焚烧炉进气口连接￠500mm的碳钢管全部换成￠750mm，管子内部用耐火特异型砖砌筑，在管道的两端开两个进风口，焦油等可燃物进入管道后可以高温燃烧，对管道没有任何损坏。管道的合适位置，专门留了三个快开门，每天操作工带好头盔，打开快开门，用准备好的压缩空气对其中的管道进行吹扫即可，简单易行，以前追扫管道最低用时4个小时，现在吹扫一台炭化炉挥发分管道最多用时2小时左右，大大节省了吹扫时间。

3 应用情况及经济社会效益

以前吹扫一台炭化炉挥发分管道最低用时4个小时，现在最多用时2小时左右。按目前生产状况，一台炭化炉每小时产炭化料0.7吨计算，一天可以多产1.4吨炭化料，从2015年9月到年底，大约120天时间，可多产炭化料170吨/台。每吨炭化料售价按市场价1200元/吨，除去原料成本、人工成本、电费等800元/吨，共产生利润(1200-800)×1.4×120=67000元/台。

4 总体性能指标与集团公司其它单位技术比较

目前公司此炭化炉、焚烧炉、锅炉系统运行良好，此项改造在大同市所有活性炭厂中是第一家，技术领先。既增加了产量，又减轻了工人劳动强度。

[1]同煤集团金鼎活性炭操作规程[S].