U型管导烟技术在捣固焦炉的应用.pdf

燃 料 与 化 工 Fuel & Chemical Processes Sep.2016 Vol.47 No.5 U 型管导烟技术在捣固焦炉的应用 赖云杰 (昆明焦化制气有限公司, 昆明 650211) 摘 要： 针对 JNDK43 -99D 型捣固焦炉装煤过程中烟尘外逸造成环境污染的问题,对现有除尘设备进行改造,采 用 U 型管导烟技术进行装煤烟尘治理。 关键词： 捣固焦炉； 环境污染； 装煤烟尘； U 型管导烟技术 中图分类号： TQ522文献标识码： A文章编号： 1001-3709 (2016) 05-0028-03 Applicaiton of smoke guiding technology with U tube on stamp-charging coke oven Lai Yunjie (Kunming Coking Gas Co.,Ltd.,Kunming 650211,China) Abstract：Regarding to the problem of environmental pollution caused by smoke escaping during coal charging of JNDK 43 -99D stamp-charging coke oven,modification was made for the existing de- dusting device. The technology of smoke guiding with U tube was adopted to control the charging emissions. Key words：Stamp-charging coke oven； Environmental pollution； Charging emissions； Smoke guiding technology with U tube 收稿日期： 2016-05-20 作者简介： 赖云杰 (1978- ), 男, 工程师 基金项目： 我厂现有 JNDK43-99D 型捣固焦炉 2 座,设计 生产能力为 70 万 t/ a。 焦炉建成投产以来,煤饼稳 定性、机械作业率以及环境保护问题是三大难题。 随着生产操作、设备维护工作的提高,煤饼稳定性、 机械作业率这两大难题已得到根本解决,煤饼基本 没有垮塌现象,昼夜出炉数达到 90100 炉,但环境 保护问题一直没有得到彻底解决。 捣固炼焦生产过 程会产生大量的烟尘,其中装煤、推焦和熄焦过程中 产生的烟尘约占排放总量的 80。 在焦炭成熟的 情况下,推焦、熄焦产生的烟尘可以得到有效控制, 但是装煤过程产生的烟尘一直无法处理。 1 现状分析 JNDK43-99D 型捣固焦炉炭化室宽度机侧为 495mm,焦侧为 505mm,锥度为 10mm,煤饼宽度为 450mm。 装煤时,煤饼在装煤底板的带动下缓慢推 入炭化室,煤饼中的水分受热形成的高温水汽以及 夹带煤尘的荒煤气从炉门冒出,造成环境污染,严重 影响职工的身体健康。 为了解决捣固焦炉装煤过程 烟尘外逸造成的环境污染问题,我厂采用炉顶导烟 车 + 地面除尘站的工艺来治理装煤烟尘。 装煤除尘时,导烟车走行到待装煤的炭化室定 位后,先打开导烟孔盖,落下除尘导套,此时导烟车 上的电液推杆打开烟气转换阀,使排烟管道与除尘 管道连通。 同时向地面除尘站发出信号,风机由低 速转入高速运行,烟气自除尘导套吸入,再经燃烧 室、烟气转换阀、连接管道进入烟气预处理器进行烟 尘粗分离,然后进入带有预喷涂装置的脉冲袋式除 尘器进行烟气净化后由风机经消声器、烟囱排至大 气。 预处理器、除尘器收集的粉尘经刮板输送机运 至粉料仓临时贮存,定期外运。 装煤结束后,地面除 尘系统接受导烟车发出的信号,风机进入低速运行。 2 存在问题 捣固焦炉地面除尘站自 2007 年运行以来主要 存在以下问题。 1) 除尘效果差,环保难以达标,装煤时机侧炉 门烟尘逸散量大,烟气捕集率低。 82 万方数据 2016年9月 第47卷第5期 燃 料 与 化 工 Fuel & Chemical Processes 2) 运行成本高。 由于装煤烟尘温度高,地面除 尘站布袋经常被高温烟气烧坏,需要频繁更换布袋。 按照运行要求,地面除尘站风机处于连续运行状态, 电能消耗大。 3) 3#和 4#焦炉装煤、出焦除尘共用 1 台风机, 风机高速运行时间较长,导致轴承温度和油温高。 另外也存在 3#和 4#炉装煤、出焦除尘冲突,难以满 足生产要求。 4) 配合煤水分难以稳定在(10 1),以致导 烟车燃烧室点火困难,大量未经燃烧的烟尘进入地 面除尘站,给地面除尘站安全运行带来隐患。 5) 机侧炉门口进大量冷风的现象,对炉体不 利。 6) 除尘系统设置了 200 个烟气转换阀,管线 长,系统漏风量大,导致除尘效果不理想。 7) 预喷涂系统运行不正常,布袋容易被黏结性 杂质如焦油等黏附,系统压差增大,除尘效果下降。 3 改进措施 为了解决捣固焦炉装煤烟尘外逸的问题,我厂 结合地面除尘站运行情况,借鉴相关厂家生产经验, 对除尘设备进行了改造,在 JNDK43-99D 型捣固焦 炉中采用 U 型管导烟技术进行装煤烟尘治理。 3.1 U 型管导烟技术 U 型管导烟技术即炉顶导烟车(带布袋除尘 器) + 上升管高压氨水喷射 + 机侧热浮力罩 + 机侧 大炉门密封烟尘治理技术。 其主要原理是根据捣固 焦炉的生产特点,利用炭化室顶部消烟除尘孔,采用 U 型管技术,通过高压氨水产生的吸力,将装煤过程 产生的荒煤气导入结焦末期的相邻炭化室内,进入 煤气系统回收利用。 3.2 改造方案 1) 原地面除尘站保留出焦除尘功能,不作改 造。 2) 导烟车改造。 导烟车是 U 型管导烟技术的 核心,也是此次改造的重点,主要包括两个部分：侧 导系统和侧吸系统。 侧导系统是把装煤过程的烟尘 导入相临炭化室的装置,由 U 型管、提升装置组成。 侧吸系统是收集、处理机侧炉门逸散烟尘的装置,由 风机、4 50 孔脉冲袋式除尘器、预喷涂系统、移动 式空压机、侧吸管等组成。 为了确保侧吸系统尽可 能多的收集机侧烟尘,在机侧炉门上部安装了热浮 力罩,把逸散的烟尘汇集后通过侧吸系统进行处理, 改造后的导烟车如图 1 所示。 图 1 改造后的导烟车 改造完成后的导烟车在使用过程中基本达到要 求。 设计时 U 型管除尘导套用不锈钢板制作,直径 大,壁厚薄。 在活动导套和导烟管之间留有 20mm 的间隙,在导套内壁上安装有隔热材料。 除尘导套 工作时,活动导套落下,使除尘孔冒出的烟尘同外界 隔绝,防止空气进入 U 型管引起荒煤气燃烧,减少 吸力损失。 由于活动导套起落不顺畅,有卡阻现象, 不能与炉顶砖紧密结合,且活动导套与导烟管有明 显间隙,活动导套的密封效果较差,空气会通过缝隙 进入 U 型管内,引起烟尘燃烧。 在长时间高温燃烧 的影响下,活动导套产生变形,内壁的隔热层逐渐脱 落。 而隔热层脱落后,失去隔热保护作用,又加速活 动导套受热变形,致使导烟车的除尘效果逐渐下降。 针对这个情况,对除尘导套进行重新设计。 材 质改为铸钢,缩小导套直径,增加壁厚,密封面采用 球面密封,在球面密封外部加装 1 个固定式密封套, 形成双层密封,见图 2。 改进后球面密封与除尘孔 紧密结合,密封效果明显,且抗热变形的能力大大提 高,在风机吸力相同的情况下,U 型管导烟效果有了 很大提升,见图 3。 图 2 U 型管球面密封结构示意图 3) 装煤推焦机改造。 机侧炉门逸散的烟尘大 部分经集气管下部的热浮力罩收集后由导烟车进行 净化处理,小部分烟尘则由装煤推焦机的除尘系统 92 万方数据 燃 料 与 化 工 Fuel & Chemical Processes Sep.2016 Vol.47 No.5 进行净化处理。 装煤推焦机的除尘系统包括大炉门 密封装置、脉冲袋式除尘系统、蒸汽汽幕等。 大炉门 密封装置安装在煤箱前端,在煤饼进入炭化室的过 程中,确保炭化室密封,减少荒煤气逸散。 装煤时大 炉门密封装置与炉柱紧密相贴,有效防止空气进入 炭化室,实现装煤时机侧烟气趋于零排放,大炉门密 封上部与煤饼之间的空隙采用金属活动链板加以密 封。 蒸汽汽幕的作用是防止烟尘燃烧产生的高温颗 粒吸入除尘器内,烧坏滤袋。 4) 高压氨水系统。 高压氨水系统是在焦炉装 煤时,通过喷射高压氨水产生负压,将荒煤气吸入煤 气系统,确保炭化室压力稳定,防止荒煤气泄漏。 图 3 U 型管球面密封工作示意图 图 4 改造后的装煤推焦机 4 改进效果 改进后装煤烟尘得到有效控制和治理,创造了 良好的工作环境。 U 型管导烟技术工艺简单,投资 小,除尘效果比地面除尘站明显,见表 1。 吨焦耗电 量是地面除尘站的 1/4,无水量损耗,日均回收荒煤 气量达到 26 600m3,除尘器烟气出口浓度是地面除 尘站的 1/3,烟气颗粒物、BSO、BaP 的排放达到炼焦 行业清洁生产标准(HJ/ T126 -2003)中污染物产 生指标二级标准,效果明显。 表 1 除尘工艺比较 名称吨焦耗电量/ (kWht-1)用水量/ (m3h-1)出口浓度/ (mgm-3)日均回收煤气量/ (m3d-1)烟尘净化效果 地面除尘站工艺9.470.51100-差 U 型管导烟工艺2.33-3026 600好 5 总结 在生产操作、设备维护中应该注意以下几点。 1) 每班必须对空压机运行情况、预喷涂装置下 料情况、侧吸吸力等设备及技术指标进行检查,以保 证除尘效果,防止糊袋、烧袋等事故。 2) 由于 JNDK43-99D 型捣固焦炉配置单集气 管,且炉顶空间温度较高,荒煤气中含大量煤粉,结 渣结石墨的速度很快。 为了保证持续、稳定的除尘 效果,必须加强除尘孔、桥管、上升管、集气管的清扫 工作,保持荒煤气导出系统畅通。 3) 必须确保高压氨水压力稳定(2.53.0MPa)。 4) 为了防止糊袋、烧袋事故,可在除尘器前安装 阻火器,或是安装金属滤网,避免火星吸入除尘器。 5) 大炉门密封装置的作用是密封煤饼与炭化 室的间隙,防止空气抽入荒煤气导出系统,减少风机 吸力损失,提高除尘效果,避免因氧含量超标而使电 捕焦油器跳车。 因此必须确保大炉门密封装置起到 良好的密封效果,运行顺畅,与炉柱紧密贴合。 U 型管导烟技术解决了 JNDK43 -99D 型捣固 焦炉装煤烟尘外逸造成环境污染的难题。 实现社 会、环境、经济三方面效益,具有较高的推广价值。 甘李军 编辑 03 万方数据