捣固焦炉装煤烟尘治理技术的新进展

捣固焦炉装煤烟尘治理技术的新进展

随着捣固焦炉的推广，捣固焦炉的装煤除尘系统也出现了运行不稳定的现象。归纳起来主要有两方面的共性问题，一是机侧炉口烟尘的控制方式，二是强制吸附设备的改进与完善。

1 捣固焦炉的机侧炉口烟尘的控制

1.1 捣固焦炉装煤烟尘的散发特点

捣固焦炉装煤是由机侧装煤推焦机将已捣固好的煤饼从机侧炉口送入炭化室内的。煤饼距炭化室两侧炉墙的间隙约10～20mm，距炭化室顶的空隙约200～300mm，装煤时产生的烟气是通过煤饼与炭化室两侧的缝隙逸出，并从炉顶排烟口及机侧炉口冒出。

1.2 装煤烟尘控制方式及存在问题

以往的捣固炼焦装煤烟尘控制方式仅在炉顶导烟车（又称消烟车）上各排烟导套设吸尘点，机侧炉口冒出的烟尘由炉内负压控制，返回至炉内与焦炉内部烟尘汇集后再经排烟导套排出。在实际生产过程中，这种烟尘控制方式不能达到良好的烟尘控制效果。

1.3 烟尘控制方式的改进和完善

为了从根本上解决操作、管理、维护等人为因素的影响，中冶焦耐公司新开发设计了炉口烟尘控制的专利技术与设备，该技术主要原理是设独立的吸气罩来控制炉口烟尘，对应不同类型的捣固焦炉，其炉口烟尘控制方式分为以下两种。

1) 当上升管在焦侧时，装煤除尘的烟气转换阀组及管道设置在炉顶机侧，在炉门上方设吸气罩，并通过管道接入烟气转换阀。当导烟车上的排烟活动对接套筒与设在机侧炉顶的烟气转换阀接通时，同时实现炉口上方吸气罩与烟气转换阀接通，炉内烟气和炉口烟气在烟气转换阀内部汇合后进入地面除尘站进行净化。

2) 当上升管在机侧时，装煤除尘的烟气转换阀组及管道设置在炉顶焦侧，在机侧炉口上方设吸气罩并通过管道接入设在机侧上升管之间的较小烟气转换接口。导烟车上分别设焦侧、机侧两个活动对接套筒，与两侧炉顶的烟气转换接口接通，炉内烟气和机侧炉口烟气在导烟车内部汇合后进入焦侧烟气转换阀，最终进入地面除尘站进行净化，见图1。

图1 炉口烟尘控制方式原理图

2 颗粒层烟气吸附净化装置的应用

2.1 捣固焦炉装煤烟气组分的特点

捣固焦炉装煤时产生烟气中的可燃气体成分远大于常规焦炉装煤的烟气，而且还含有较多的焦油（约30g/m3）和水蒸汽。其露点温度较高，且烟尘多为不完全燃烧而产生的较轻碳黑飞灰，给捣固焦炉装煤的烟气净化增加了难度。

2.2 装煤烟尘混合吸附方式及存在的问题

现有捣固焦炉装煤烟尘混合吸附装置的工作方式，首先是在导烟车上对装煤烟气进行燃烧，以减少烟气中焦油及可燃成分，然后在进入除尘器前将烟气先导入混合吸附装置（专利），以强制吸附烟气中的焦油雾和除去未燃烧的焦油。吸附介质是由预喷涂装置及单向溢流回喷吸附装置提供的焦粉（主要来自出焦除尘所收集的焦粉）。混合吸附装置能达到良好吸附效果的前提是以出焦除尘的正常运转来保证预喷涂装置及单向溢流回喷装置的焦粉量，一旦出焦除尘系统长时间停止，就必须外购吸附焦粉。

2.3 吸附方式及设备的改进和完善

吸附介质供应的稳定是吸附效果好坏的决定性因素。为此，中冶焦耐公司开发设计了颗粒层烟气吸附净化专利技术及设备，利用焦炭作为主要吸附介质，对烟气中的焦油及碳黑飞灰进行吸附净化。而将焦粉作为辅助吸附介质，并保留预喷涂装置及单向溢流回喷吸附装置。

2.4 颗粒层烟气吸附净化装置的作用

利用焦炭的活性对烟气中的焦油及碳黑飞灰进行吸附净化。同时捕集烟气中的明火颗粒，降低烟气温度，保护后续的除尘器。烟气吸附净化装置的用料及规格一般为焦化厂筛贮焦系统的10～25mm焦块。

2.5 工作原理及流程

（1）工作原理。烟气吸附净化装置是利用颗粒过滤层使烟气中的粉尘和焦油等与气体分离的一种烟气吸附净化装置，具有结构简单、颗粒来源广、耐高温、耐腐蚀、吸附力强、摩擦轻微、除尘吸附效率高等优点，是理想的烟气吸附净化设备。颗粒层吸附过滤烟气中焦油和粉尘，主要是接触凝聚作用、筛滤净化作用和惯性碰击作用，也有一定的重力沉降作用。

吸附净化设备结构为立式圆型筒体（图2），内部采用截锥体型式短变径管正、倒放置，形成一定宽度的环状立体空间作为滤料层，使用焦块作为吸附滤料，焦块由上部加入，颗粒层结构内焦块自下而上堆积上升，直至颗粒层内全部充满焦块。

图2 吸附净化装置内部结构原理图

如图2 所示，烟气自筒体下部进口进入筒体内部（图中有错，下面的烟气出口应改为进口——编注），由于烟气流速降低，烟气中较大颗粒粉尘失速落入下部料斗中，烟气由各截锥体间的颗粒层进风面通过滤料层进行吸附净化，焦油和粉尘经碰撞、过滤和吸附被阻留在焦炭表面蜂窝孔里和颗粒间的微孔中，净化后的烟气由环形颗粒层里表面进入中间柱状空间，自下而上运动，经上部出风管排出。随着颗粒层净化烟气时间的延长，阻力不断上升，净化效率也不断提高，当阻力达到最高设计限量时，就需排出筒体颗粒层内的焦块。

（2）工作流程。吸附净化烟气的焦炭由汽车卸至地下小料仓，然后经振动给料机、斗式提升机、埋刮板输送机送入吸附净化装置本体上部预存料斗中。当上部贮焦料槽上料位计发出料位充满信号后，可以认为颗粒层内已全部充满块焦，焦炭供料各设备停止运转（振动给料机、斗式提升机、埋刮板输送机）。装煤烟气由吸附净化装置的下部进入，通过焦炭层而得到净化，再由吸附净化装置的上部排出进入除尘器。吸附净化装置中的焦炭工作一定时间后，需进行连续更新（更新周期依除尘器滤袋压差变化而定）。更换焦炭时，由装置筒体下部电动格式阀将装置内的旧焦炭间歇排至外运焦块仓内贮存，然后由汽车外运。为节约新焦炭，一部分旧焦炭可循环使用，与新焦炭混合加入地下小料仓，循环使用次数可根据旧焦炭表面焦油粘附情况而定。当上部贮焦料槽下料位计发出料空信号后，焦炭供料各设备重新运转（振动给料机、斗式提升机、埋刮板输送机），直至上部贮焦料槽加满，见图3。

图3 吸附净化装置工作流程图

2.6 注意事项

1) 烟气吸附净化装置的用料及规格应符合要求，焦块尺寸过大将导致吸附净化效果达

不到要求，而焦块尺甲遗小将导致吸附净化装置内颗粒层阻力过大，影响炉顶烟尘控制效果。

2) 烟气吸附净化装置内各设备的运转应严格按电气PLC程序执行，以保持吸附料层的稳定。环状立体滤料层应任何时候都充满滤料，否则将使部分烟气短路，并易因气流速度分布不均匀而夹带出较大颗粒的焦炭，增加后续除尘器的负担。

3) 新焦炭要及时补充，以保持焦炭的活性。吸附净化装置中的焦炭更换周期应根据实际情况适时调整。