焦炉装煤车烟气净化节能技术改造
陈盈盈1 王海涛2
(1．上海宝钢工程技术有限公司，上海201900；2．中冶集团建筑研究总院，北京l00088)
摘要 焦炉装煤车烟气净化是焦化厂烟气净化的重点之一。介绍了把装煤车烟气的湿法净化改造为干法净化方法和节能、节水和降噪效果。
关键词 装煤车 烟气净化 节能技术
年用精煤为228.2万t的某焦炉年产焦碳171.1万t，日产煤气210.5万m3。焦炉有l00孔炭化室，每孔有装煤口5个，内径Φ410 mm，装煤量28.7 t/孔(配入30%成型煤时)。装煤车向5个装煤口同时装煤时，每个装煤口会散发出大量高温烟尘、焦油物质和煤气，产生烟气量为735 m3/min。技术改造前为湿法除尘净化，改造后为干法除尘净化，技术改造成效显著，达到节能、减排、降噪三个目的。
1原烟气净化系统
1．1烟气净化工艺流程
装煤车湿法烟气净化工艺流程见图1。
图1装煤车除尘工艺流程
其工艺流程特点如下：
(1)装煤车除尘系统分为车上移动部分及地面固定部分。移动部分包括吸气罩、火花塞点火装置、喷淋式预除尘器、脱水器和供排水设施等。固定部分是焦炉侧炉顶的固定干管和连动阀，及第一、二级文氏管、水滴捕集器、消音器、风机、烟囱、供排水装置等。
(2)装煤过程中，产生大量的煤气及烟尘，除尘部分由上升管抽吸走外，大部分是由装煤车除尘系统捕集的。装煤时的荒煤气，先进装煤口，从内罩筒的外围夹层进入燃烧室，由火花塞点火将可燃成分烧掉，然后进入车上的预除尘器，经水喷淋降温除尘后，其含尘质量浓度可降至2~3g/m3，再经脱水器进入固
定干管，烟气通过地面集尘系统后排人大气。
(3)装煤车上预除尘器的用水，由车上的水槽和泵供给，需定期补充及更换。地面集尘系统的二文排水直接供一文进水用，一文的排水进入地面循环污水
处理系统，净化后供二文用。
1．2除尘系统设备
除尘系统废气处理设备性能见表1。
表1废气处理设备性能
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名称
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参数、规格
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一文
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反射式，阻损1960Pa，耗水50t/h
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一文
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反射式，阻损23520Pa，耗水50t/h
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弯头脱水器
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Φ3430mm×9810mm
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旋风脱水器
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1537mm×880mm×6070mm
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风机
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单吸离心风机2台串联，总风量1400m3/min，总静压29792Pa
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电机（2台）
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总容量1410kW，前级660kW，后级750kW
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车上预除尘器
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喷淋式除尘器，旋风脱水器，除尘后出口烟气含尘质量浓度2～3g/m3
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1．3治理效果
通过车上的预除尘器和地面的二级洗涤，经测定，烟气排放含尘浓度能达到国家标准要求，最高30 mg/m3。二文洗涤水处理系统收集的煤泥，全部回收供炼焦设备煤车间制成型煤球用。
虽然能满足环保要求，但存在3个问题。
(1) 焦煤车在5个装煤口装煤时，烟尘是阵发性，仅需l08 min，而装煤车集尘系统的风机每日连续运转18 h，风机的电机总容量为1410kW，虽可变速，但耗电量仍相当大，运行费用比较高。
(2) 由于采用双文除尘系统，其净化效率虽较高，但文氏管候口流速高、阻力大(约4000 Pa)，运转时噪声高达90 dB以上。
(3) 由于湿式除尘器，排放烟气仍然有一定水分、粉尘黏性大，烟气在调整通过风机时，其叶轮容易磨损，影响使用寿命。
2节能改造
针对以上问题，对上述湿法净化系统进行了技术改造。技改的关键是把阻力很高、耗能很大的二级文氏管湿法除尘系统改造为干法除尘系统。在装煤车上设有抽烟气套罩和烟气导通管，在立柱上设水平集尘干管和对接阀组，装煤时烟尘经套罩导管，对接阀组进入集尘干管，再进入地面站脉冲袋式除尘器净化，净化后经风机、消声器、排气筒排人大气中，回收的粉尘由抽吸压送罐车运出。净化系统如图2所示。
图2装煤干法除尘系统
2．1净化原理
如图2所示，装煤车处散发的含有焦油物质和粉尘的烟气靠风机负压进入烟气管道。在烟气进入袋式除尘器之前的管道内喷入焦粉，用焦粉吸附烟气中的焦油物质。吸附焦油后的焦粉和粉尘一同进入袋式除尘器过滤，在过滤过程中一部分未被吸附的焦油物质会在滤袋表面的粉尘层进一步得到吸附净化。完全净化后的气体经风机、排气筒排人大气。焦粉的供给由预喷涂料仓、预喷涂风机和相应的管道和阀门来完成。
袋式除尘器滤袋上的粉尘、焦粉层定期清灰落人灰斗，经卸灰阀和吸引装置用吸尘罐车运走。
2．2集尘干管和除尘管道
管道是将装煤车上烟气通过对接阀组导入除尘设备中，集尘干管位于焦侧炉柱上部，对应每一焦炉炭化室有一个固定对接翻板阀，装煤车上的液压装置可将此阀打开与烟气通管相对接，装煤时产生烟气可通过对接固定阀进入集尘干管再进入除尘管道。在集尘干管的端部设有消声器和平衡挡板阀，当装煤间歇时从集尘干管端部进入空气产生的噪声可基本消除，平衡挡板可在装煤间歇时防止系统抽空而产生的喘振。此外为防止管道的热膨胀，在集尘干管一端设有管道补偿器。集尘干管进行连通并在中间设手动蝶阀。除尘管道设有温度传感器和稀释挡板阀，当烟气温度超过布袋除尘器允许值时，稀释挡板阀自动打开混入空气，使烟气温度保持在一定安全区域内。
2．3净化设备
净化设备包括除尘器、离心风机机组。除尘器为脉冲袋式除尘器。进风为侧进风式并有挡板，当烟气中大颗粒进入后流速变低，在挡板处即可被分离，烟气进入除尘器后与滤袋外层粉尘接触，烟气中焦油被粉尘吸附，粉尘被过滤，净化后经风机、消声器、排气筒排人大气中，滤袋上粉尘层积存到一定厚度除尘器阻力较大时，在装煤间歇风机低速运行状态下，自动开启清灰装置，空气对布袋进行逆向喷吹清灰，被清除灰尘落入除尘器下部灰斗中，为防止设备粘接或结露，除尘器灰斗部分有蒸汽加热保温措施。离心风机为引进设备，配有调速型液力耦合器，装煤车装煤时风机高速运行，而在装煤间歇时风机低速运行可以节省运行电费。
与二级文丘里湿式净化相比较，采用的不燃烧法干式净化不仅简化了工艺流程，更大幅度地降低了系统的耗能。改造前一套装煤除尘系统风机总容量为1 400 kW，总循环用水量为l00 t／h，其中耗水量约为20 t／h，改造后干法净化不需用水，节省了大量污水处理装置和费用。因此，装煤车采用干法不燃烧方式除尘成功为其他焦化厂装煤除尘积累了宝贵的经验。
2．4预喷涂装置
包括贮灰仓、罗茨风机、预喷涂装置及管道。为防止烟气中的焦油粘接除尘器滤袋，在除尘器人口管设置的预喷涂装置采用拦焦除尘收集的焦粉为预涂料，用压送罐车送入贮灰仓后，用高压罗茨风机将焦粉尘通过预喷涂装置送入除尘管道并均匀涂在滤袋外层，装煤时烟气进入除尘器后与滤袋接触过程中焦油被粉尘吸附，同时烟气中的粉尘也被阻止在滤袋外层，当粉尘层达到一定厚度时对滤袋进行清灰，清灰后再进行预喷涂以便进行下一炉装煤除尘。
排灰装置不同于其他系统，设有刮板机及贮灰罐，由于回收的粉尘量较少且粉尘具有粘结性，采用在除尘器灰斗下设回转卸灰阀，靠抽吸压送罐车的抽吸作用，将粉尘通过管道吸人运灰罐车外运。
3节能改造后净化流程特点和参数
3．1流程特点
(1) 烟尘湿度较高，采用混风降温，不燃烧直接进人地面站进行净化，设备采用低压脉冲除尘器，过滤风速高。
(2) 除尘器采用预喷涂装置，防止烟气中焦油物质粘结滤袋。
(3) 为节省电能和运行费用，风机采用液力耦合器调整，装煤时风机高速运行，间歇时低速运行。
(4) 除尘器灰斗部分采用蒸气加热保温，防止吸附焦油物质的粉尘与灰斗壁粘结。
3．2主要技术参数
(1) 除尘器型式 双室脉冲袋式除尘器
除尘风量 1 230 m3/min
入口含尘质量浓度 10g/m3
出口含尘质量浓度 <30 g/m3
过滤面积 862 m2
设备阻力 <1 900 Pa
过滤风速 l．43 m/min
滤袋数 352条
滤袋材质 防静电聚脂毡
(2)离心风机 l台
风量 l 230 m3/min
压力 4 900 Pa
温度 <130 ℃
配电机功率 200 kW
(3)液力偶合器
最高转速 l 480 r/min
最低转速 450 r／rain
(4)预喷涂风机 1台
风量 15 m3/min
压力 l4 700 Pa
配电机功率 7.5 kW
(5)贮料仓 15 m3
湿法净化系统改造为干法净化系统后达到节能、节水、降噪三个目的。每小时节水100 t/h和相应的水处理费用，每小时节电1 100 kW·h，降噪至50 dB，收到良好的经济和环境效益。
4结语
装煤车烟气净化是焦炉烟气污染控制的重要环节。过去主要采取湿法净化。湿法净化系统运行阻力高、耗能多、噪声大，而且用水需要补充和处理。经过技术改造，采用干法净化系统，可以节能80％，每小时节电l l00 kW·h，节水100 t/h，噪声由90 dB降为50 dB，节能效果和环境效益十分显著。
节能技术改造的关键技术是向含有焦油物质和粉尘的烟气内预喷焦粉，用它将烟气中的焦油物质吸附掉，最后用脉冲袋式除尘器除尘净化，粉尘排放质量浓度<20 mg/m3。
参考文献
[1] 张殿印，王纯，俞非漉．袋式除尘技术．北京：冶金工业出版社，2008
[3] 李家瑞．工业企业环境保护．北京：冶金工业出版社．l992
作者通信处 陈盈盈 201900上海宝山区铁力路2510号 上海宝钢工程技术有限公司
