淮钢焦化厂导烟除尘系统技术改造

1、淮钢焦化厂导烟除尘系统技术改造肖乃飞 张 锦 徐 鸣 冯正拓（江苏沙钢集团淮钢特钢有限公司焦化厂，223002）【摘 要】对淮钢焦化厂4350d捣固焦炉配套二合一地面站除尘系统自投产运行以来出现的除尘灰堵仓、布袋压差阻力过大、除尘器本体着火烧仓、炉顶烟气干管、导烟车过烧等问题进行分析，从理论和实践两方面分析提出处理焦炉烟尘时应采用先充分燃烧后冷却的二合一除尘系统设计理念，并按此理念对焦炉导烟除尘系统进行技术改造。【关键词】焦炉 除尘 改造1.前言淮钢年产80万吨捣固焦炉配套的导烟除尘系统，采用二合一地面站捕集装煤和推焦烟尘，因设计问题，系统运行不稳定、制约焦炉生产。通过多次技术改造，取得明显效

2、果。淮钢除尘系统改造历程表明:炉顶导烟车捕集装煤烟尘时，必须采用充分燃烧及混风冷却的设计理念。2.淮钢二合一除尘地面站改造前系统简介及存在问题原淮钢焦化厂除尘系统采用装煤、出焦“二合一”地面站干式除尘，系统配置有220000 m3/h除尘风机一台，xldm3400脉冲布袋除尘器一台，除尘器前负压总管上配有重力除尘器、防爆阀、压力平衡、控温电动蝶阀和机焦侧切换阀；出焦时通过设置在推焦车和拦焦车上的烟尘捕集罩分别捕集出焦时扬起的机、焦侧烟尘，经过机侧和焦侧皮带式除尘干管输送经重力除尘器至除尘器本体；装煤时产生的荒煤气通过炉顶导烟车和装煤车集尘罩分别捕集后通过炉顶干管和机侧干管输送至除尘器本体。改造

3、前系统运行不稳定、除尘效果差，先后出现如下问题：2.1 炉顶导烟车烟气连接器、炉顶干管及翻板阀被明火和高温烟气过烧变形严重。2.2 除尘器本体出现过滤袋着火烧仓现象。 2.3 布袋压差阻力易超标（达到3000pa）、有效风量减少，导烟除尘效果差，布袋使用寿命短，灰仓下料口频繁堵塞。3.除尘导烟系统存在问题分析3.1 装煤烟尘形成原因煤饼从机侧装入炭化室过程中，开始装煤时空气和入炉的细煤粒不完全燃烧生成炭黑形成黑烟。继而装炉煤与高温炉墙接触升温产生大量水蒸汽和荒煤气，同时扬起的有细煤粉以及硫化氢(h2s)等有害物质。这些烟尘通过机侧敞开的炉门口、上升管孔和炉顶除尘孔向外逸散，每炉装煤作业通常为3

4、4分钟，烟气量约为每1炭化室墙面0.6m3/min。3.2 导烟车连接器、炉顶干管及翻板阀变形原因改造前的导烟车卧式燃烧室内烟气燃烧不充分火焰较长，因原有除尘系统在导烟车连接器处总风量达50000 m3/h左右，连接器通风管截面不足0.8 m2，造成烟气风速过快，常有明火进入烟气管道；另因无兑风冷却装置烟气降温效果差，连接器处烟气温度常达到400以上，造成导烟车连接器、炉顶干管及翻板阀钢板部件因温度高导致变形。3.3 除尘器本体经常出现烧仓现象原因布袋除尘器的机理是“障碍物”捕集方式，即“以尘阻尘”的理论，过滤介质的材质是人造纤维、棉、玻璃纤维织物等组成，滤袋上的粘覆焦粉尘粒径较细（5m12m

5、），含有少量的焦油，经反吹后粉尘落在灰斗中，脱落的焦粉温度约在60100左右，大量堆积易产生自燃现象。另外炉顶烟气温度高、烟气燃烧不充分烟气中夹杂火星，大颗粒火星没有得到有效阻隔，易被吸进布袋除尘器内，而除尘器焦粉除尘灰等又易燃烧，这是烧损滤袋的主要原因。3.4 布袋压差阻力超标、使用寿命短，灰仓下料口频繁堵塞原因布袋阻力大，烟气中焦油堵塞布袋气孔。主要原因是炉顶导烟车燃烧室、烟道管设计不合理，烟气的焦油得不到充分燃烧，尤其是检修结束恢复生产初期导烟车燃烧室处于冷态烟气基本不烧，烟尘中焦油全部粘在布袋外表面及粉尘中；当除尘器进口温度65，除尘烟气中的水分在除尘器中提前析出，出现严重的结露现象。

6、当焦油挂片和水分较大时除尘灰粘性增大、流动性能降低所引起灰仓下料口堵塞。4.地面站相关技术改造淮钢焦化厂针对地面站除尘系统存在的系列问题，先后对导烟车、炉顶干管、重力除尘器进行了技术改造。4.1 导烟车技术改造内容：4.1.1 增加三个单体燃烧室（见图1），燃烧室下部开有混风口，混风量可自由调节，单体燃烧室留有一定锥度，便于气体燃烧膨胀。此处主要采用煤气点火燃烧法，消除导烟车爆炸隐患。图1 单体燃烧室针对捣固焦炉侧装煤时炉顶除尘孔的烟气量大、流速快等特点，在燃烧器内设置半球形火焰分布器，有效降低了可燃物的流速，外壁装有可调节的配风孔，使装煤时冒出的荒煤气与定量的空气混合均匀充分燃烧，改变了烟气

7、燃烧时跑直流、风包火、流速快等不能完全燃烧的现象，使烟气中的焦油气等粘性物质最大限度的燃烧掉，然后再配以适量空气和冷却水(必要时可根据实际情况调整用水量)。使烟气的温度符合进入布袋除尘器要求。 在实际操作中，从除尘孔散逸出来时烟气燃烧也存在着不稳定性，故烟气到燃烧室内燃烧时就需要靠调试、靠观察火焰的颜色来判断是否充分燃烧。一般充分燃烧火焰是颜色应该是明亮耀眼的，辐射比较强，火焰的长度大约在1215米以内；不完全燃烧时，火焰的颜色是暗红色无明亮的光泽，火焰的长度在1.5米以上，火焰的尾部常带有黑色的烟气。4.1.2 将原卧室燃烧改为立式燃烧室，加大燃烧室容积，便于从三个单体燃烧室未充分燃烧的气体

8、进一步混合并完全燃烧。4.1.3 增加不锈钢混风室一套，混风室上装有混风调节阀2只，可根据工艺需要调节混风量，保证烟气温度符合布袋要求。4.1.4 连接器对位时同时开启2只翻板阀，降低系统阻力和风速。4.1.5 导烟车燃烧室及高温管道内衬改用莫莱克钢丝纤维中包浇注料，有效延长了导烟车部件的使用寿命。4.1.6 取消原自动揭盖机构，降低单体燃烧室下口标高，减少了除尘孔烟尘外溢量。改造后导烟车布置见图2。图2 导烟流程图 说明：改造后，装煤时荒煤气通过炉顶除尘孔进入导烟车单体燃烧室，通过单体燃烧室留有的6个混风孔调节荒煤气与空气混合比例，使装煤烟气充分燃烧，进入导烟车立式燃烧室，进一部完全燃烧，燃

9、烧后烟气通过不锈钢混风室兑风冷却后降温，烟气既得到充分燃烧，又通过混风室混风保证到达炉顶干管的烟气温度不高于300，从而有效阻止了燃烧室、干管及翻板阀的过烧变形现象。4.2 炉顶干管改造内容拆除原炉顶除尘干管和配套翻板阀，新上干管截面积为2.5m（约为原有干管截面积3倍），有效降低了受热膨胀变形及混风后的气流阻力，新炉顶烟气干管有效通风量可达200000m3/h。4.3 系统原重力除尘器改进为冷却灭火器新增加立式冷却灭火器，在改变除尘烟气走向的同时，大颗粒火星进入冷却灭火器后，大幅增加烟气通道截面积对大颗粒火星进行沉降，同时利用火星阻隔板对大颗粒火星进行阻挡，极大降低了火星进入除尘器本体的机率

10、。4.4 拆除机侧装煤和推焦集尘罩及配套烟道管改造后，依靠炉顶吸力可消除机侧装煤烟尘，满足环保需要，对机侧烟气管道设施进行了拆除，仅留有混风阀调节烟尘总管冷风的混风量。5.除尘系统改造后工艺流程和运行参数5.1 改造后工艺流程：5.1.1 装煤烟尘捕集流程：装煤烟尘炉顶导烟车炉顶翻板阀炉顶干管负压总管机侧切换阀冷却式灭火器除尘器本体风机烟囱5.1.2 推焦烟尘捕集流程：推焦烟尘焦侧拦焦车集尘罩焦侧干管负压总管焦侧切换阀冷却式灭火器除尘器本体风机烟囱5.1.3 除尘器卸、输灰系统收集粉尘刮板机斗轮提升机储灰仓车辆送煤场5.2 改造后运行参数见下表：项 目指 标项 目指 标风机风量，m3/h220

11、000配套电机，kw560（带变频）装煤风量m3/h120000出焦风量m3/h185000控制系统plc计算机自动控制脉冲袋式除尘器xldm3400阻火器过滤面积，m23400烟气入口浓度，g/m310干管吸力kpa1.6-2.5除尘器进口温度80-120系统阻力pa560烟气出口浓度，mg/m3505.3 改造后效果改造后炉顶翻板阀开、关灵活、严密漏风量：在负压为1700pa状态下，每个阀门的漏风量90m3/h烟气温度：200oc（阀门密封件耐温300oc）经过实测，焦炉装煤、出焦工序产生的有组织废气污染物经过该系统处理后，达到大气污染物综合排放标准（gb162971996）二级标准，其中装煤过程排放颗粒物质量浓度35.971.3mg/m3，出焦过程排放颗粒物质量浓度24.061.2 mg/m3，均低于最高允许排放质量浓度120 mg/m3的标准限值。经过核算，该处理系统颗粒物捕集率达94%，袋式除尘器效率99.5%，满足各项环保要求。6.结束语焦炉烟尘中散发量最大，危害最严重的是装煤过程中外逸的大量荒煤气和煤尘，约占总污染物排放量的60%，其中bso排放量为0.499kg/t煤，bap排放量为0.90810-3kg/t煤分别是出焦bap、bso吨煤排放总量的13.7倍和50倍。烟尘中的bap等有害物质，是以tsp为载体而存在