發(fā)布日期：2017-12-06 21:54
摘 要：焦爐裝煤時(shí)排放的污染物占煉焦過(guò)程中全部排放物的一半以上，對裝煤時(shí)煙塵的治理可以大量降低焦化企業(yè)污染物的排放。通過(guò)對焦耐60型焦爐裝煤除塵系統的分析評價(jià)，探討了其存在的問(wèn)題，并提出了改進(jìn)措施。
關(guān)鍵詞：焦爐；除塵；管網(wǎng)；除塵器
焦化生產(chǎn)是鋼鐵聯(lián)合企業(yè)中O廢氣發(fā)生源之一，焦爐煙塵污染源主要分布于爐頂、機焦兩側和熄焦。煉焦生產(chǎn)中隨各個(gè)工藝裝備和操作管理水平的不同，每噸焦爐煤氣可產(chǎn)生煙塵幾公斤乃至幾十公斤不等。焦爐裝煤時(shí)排放的污染物占煉焦過(guò)程中全部排放物的50％～60％，而且污染物以氣態(tài)夾帶固態(tài)粉塵的形式出現，其數量因炭化室容積裝煤方式和測試方法有很大差異，主要有CO、CO2、H2S、多環(huán)芳烴及細小煤塵，煤塵發(fā)生量為0.5～1.6 kg/t焦和40～50m3煙氣/t焦。所以，對裝煤時(shí)煙塵的治理可以大量降低焦化企業(yè)污染物的排放，對環(huán)境保護意義重大。該文針對我國自行設計建造的焦耐60型焦爐裝煤除塵系統進(jìn)行分析評價(jià)，對存在的問(wèn)題進(jìn)行了深入探討，并提出改進(jìn)措施，收到了良好效果。
1、裝煤除塵系統工作原理及主要影響因素
裝煤車(chē)把煤通過(guò)裝煤孔裝入赤熱的炭化室時(shí)，煤中水分轉為水蒸氣，其和煤產(chǎn)生的揮發(fā)分造成炭化室內壓力突然上升，形成大量煙塵從炭化室逸出。裝煤除塵系統就是針對焦爐裝煤過(guò)程中產(chǎn)生粉塵進(jìn)行凈化。O外裝煤消煙除塵技術(shù)主要有以下兩種方式：一種是裝煤除塵無(wú)地面站式；另一種是裝煤車(chē)預除塵與地面站凈化處理組合方式。兩種處理方法各有其特點(diǎn)。該研究的焦耐60型焦爐采用的是裝煤除塵無(wú)地面站式，該系統管道下方設有抽風(fēng)口與生產(chǎn)工藝聯(lián)鎖，每次裝煤時(shí)對應抽風(fēng)口開(kāi)啟，其余關(guān)閉。系統工作由液力耦合器進(jìn)行調速，裝煤時(shí)風(fēng)機轉速達到O高1450r/min左右。
除塵系統由管網(wǎng)、除塵器和風(fēng)機3部分組成。風(fēng)機提供系統的動(dòng)力，將生產(chǎn)崗位產(chǎn)生的粉塵通過(guò)管網(wǎng)運輸到除塵器，除塵器對粉塵進(jìn)行凈化處理，廢氣中的粉塵顆粒被捕集下來(lái)，干凈氣體經(jīng)風(fēng)機由煙囪排放，裝煤除塵系統流程如圖1所示。
可見(jiàn)除塵系統的正常運行，是管網(wǎng)、除塵器和風(fēng)機3部分良好配合，分工協(xié)作的結果，任何一個(gè)環(huán)節出現問(wèn)題，都會(huì )給除塵系統的運行效果帶來(lái)嚴重影響，因此對一個(gè)除塵系統進(jìn)行綜合技術(shù)評估，應該從上述3個(gè)方面入手。
管網(wǎng)的捕集是除塵系統工作的前提和基礎，因為只有管網(wǎng)捕集到粉塵，除塵器才能凈化，因此管網(wǎng)是除塵系統捕集效果好壞、崗位環(huán)境質(zhì)量能否達標的關(guān)鍵。影響除塵系統管網(wǎng)捕集效果的首要因素是系統要有足夠的風(fēng)量，即為除塵系統成功運行的保證；其次，對除塵點(diǎn)應盡量密閉，否則，風(fēng)量再大，抽入的都是野風(fēng)，不能有效捕集粉塵；再就是管網(wǎng)的阻力平衡問(wèn)題。
大型的除塵系統管網(wǎng)，通常由干管和若干支管及各吸塵點(diǎn)組成，雖然系統設計時(shí)進(jìn)行了現場(chǎng)調試，但是經(jīng)過(guò)幾年的運行，由于實(shí)際生產(chǎn)情況的變化以及調節閥門(mén)失效等諸多原因，造成除塵系統管網(wǎng)阻力失衡，某些管路風(fēng)量過(guò)大，風(fēng)速過(guò)高，阻力增加，管道磨損；某些管路風(fēng)量過(guò)小，風(fēng)速過(guò)低，粉塵沉降堵塞管道。一個(gè)管路順暢的系統，如果原始設計風(fēng)量滿(mǎn)足粉塵捕集需要，就能O限度地捕集粉塵。如果除塵系統風(fēng)路紊亂，不能很有效地捕集粉塵，即使除塵器滿(mǎn)負荷運轉，崗位環(huán)境仍然不斷惡化，崗位粉塵濃度超標。
除塵系統中采用布袋除塵器，布袋除塵器的凈化機理是：含塵氣流通過(guò)吸附粉塵的濾料，通過(guò)篩濾作用、慣性作用、攔截作用、擴散作用、重力沉降作用、靜電作用等來(lái)使粉塵顆粒與氣體分離，從而達到凈化粉塵的目的。影響布袋除塵器除塵效果的因素主要有以下2個(gè)方面：
(1)濾料結構及粉塵層厚度。布袋除塵器的過(guò)濾主要靠濾料上層的作用，濾料只起形成粉塵初層和支撐除塵骨架的作用，因此不能過(guò)分清灰，否則會(huì )引起除塵效率的下降，而控制清灰，保持粉塵初層，才能得到較高的除塵效率。
(2)過(guò)濾速度。過(guò)濾速度對布袋除塵器效率的影響因濾料、過(guò)濾方式及粉塵粒度的不同而不同。對于細粉塵，過(guò)濾速度應小些，對于粗粉塵，過(guò)濾速度應大些。對于內濾除塵布袋，高速過(guò)濾不易穿孔，過(guò)濾是在氈內部進(jìn)行的，氈內容塵量大，清灰后仍能保證較高的除塵效率。因此內濾式布袋，可以采用較高的過(guò)濾風(fēng)速。
風(fēng)機是整個(gè)除塵系統的動(dòng)力來(lái)源，是除塵系統正常運行的前提保證。根據除塵系統凈化吸塵點(diǎn)的所需風(fēng)量及管網(wǎng)狀況與除塵器類(lèi)型，確定除塵系統的處理風(fēng)量和阻力，選擇風(fēng)量和全壓適宜的風(fēng)機，使除塵系統管網(wǎng)的阻力曲線(xiàn)與風(fēng)機的性能曲線(xiàn)交點(diǎn)處在風(fēng)機性能曲線(xiàn)的O佳工況點(diǎn)上，保證風(fēng)機O率平穩地運行，以提供給系統足夠的風(fēng)量。
2、裝煤除塵系統測試
除塵系統管網(wǎng)阻力平衡測試評估： 由于除塵系統初始設計進(jìn)行了阻力平衡計算，所以只要盡量保持與系統原始設計風(fēng)量相同或相近，就可以認為除塵系統阻力達到平衡。工程上通常認為實(shí)測風(fēng)量與原始設計風(fēng)量相差±25％以?xún)燃礊橄喾^對不允許超過(guò)設計風(fēng)量±40％。
除塵器技術(shù)性能測試評估：標準規定長(cháng)袋脈沖噴吹類(lèi)除塵器，出口含塵濃度不大于100mg/Nm3，除塵器阻力小于1500Pa，漏風(fēng)率不大于4％，過(guò)濾風(fēng)速1～2m/min。
風(fēng)機運行狀況測試評估：通過(guò)測試風(fēng)機的風(fēng)量、全壓、轉數，對照風(fēng)機的性能曲線(xiàn)，判斷風(fēng)機的工作狀況是否在性能曲線(xiàn)的O佳工況點(diǎn)即處于風(fēng)機運行效率較高段83％～93％。
崗位環(huán)境質(zhì)量測試評估：除塵系統捕集、凈化粉塵O終達到改善環(huán)境質(zhì)量的目的，通過(guò)崗位粉塵濃度大小進(jìn)行崗位環(huán)境質(zhì)量評估，O標準規定崗位粉塵濃度限值為10mg/m3。
該系統原設計風(fēng)量為80000m3/h；現風(fēng)機運行的實(shí)際風(fēng)量為79626m3/h，與系統原設計風(fēng)量基本相當，滿(mǎn)足除塵系統運行風(fēng)量。
除塵器性能測試結果顯示，該除塵器的除塵效率為97.09％，在入口濃度為902.3mg/m3時(shí)，出口濃度為26.3mg/m3，粉塵排放濃度符合《大氣污染物綜合排放標準》(GB16297-1996)凈化后出口含塵濃度不大于120mg/m3和脈沖噴類(lèi)袋式除塵器JB/T 8532-1997凈化后出口含塵濃度不大于100mg/m3的標準要求。
除塵器的漏風(fēng)率9.0％，高于脈沖噴類(lèi)袋式除塵器JB/T8532-1997規定漏風(fēng)率不大于4％的限值。除塵器阻力為3978Pa，大大高于脈沖噴類(lèi)袋式除塵器JB/T 8532-1997規定的阻力小于1500Pa的限值。
除塵器過(guò)濾風(fēng)速為1.2 m/min，在脈沖噴類(lèi)袋式除塵器JB/T 8532-1997規定的過(guò)濾風(fēng)速為1-2 m/min的范圍內。
風(fēng)機測試結果顯示，風(fēng)機轉速在1445r/min時(shí)，風(fēng)機實(shí)際風(fēng)量為79626m3/h，全壓為4611Pa(換算值80℃)，對照風(fēng)機標牌所給數值(轉數在1450r/min，風(fēng)量為80000m3/h，全壓為6500Pa)，當風(fēng)機全壓為4611Pa時(shí)，運行風(fēng)量應大于80000 m3/h，表明風(fēng)機運行性能不佳。盡管風(fēng)機運行風(fēng)量基本滿(mǎn)足除塵系統風(fēng)量要求，但就風(fēng)機本身來(lái)說(shuō)，其運行性能不佳。
除塵系統存在的問(wèn)題主要有：
(1)除塵器的漏風(fēng)率較高，管道及除塵器密封性較差。
(2)除塵器阻力高于脈沖噴吹類(lèi)袋式除塵器(JB/T8532-1997)規定的阻力小于1500Pa的限值，除塵器脈沖清灰效果不佳。
(3)風(fēng)機運行性能不佳。
3 改進(jìn)措施
(1)加強對管道法蘭連接處、混風(fēng)閥及除塵器的密封，減小漏風(fēng)。
(2)對除塵器脈沖清灰效果進(jìn)行確認，屬于清灰制度問(wèn)題，進(jìn)行清灰制度調整；屬于清灰強度問(wèn)題，加大清灰力度，使之滿(mǎn)足系統清灰要求。同時(shí)定期強行進(jìn)行徹底的反吹清灰，降低除塵器阻力。
(3)建議與風(fēng)機生產(chǎn)廠(chǎng)家進(jìn)行風(fēng)機性能確認，查找導致系統風(fēng)量較小的原因。如屬于風(fēng)機本身問(wèn)題，應及時(shí)進(jìn)行維修或更換，以使風(fēng)機處于O佳工作狀態(tài)，滿(mǎn)足系統風(fēng)量需求。
