1焦炉装煤烟尘净化技术

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【焦化设计\焦化除尘\地面除尘站】

捣固焦炉采用侧装煤方式，将整体煤饼从焦炉的侧面送入炭化室。它与顶装焦炉将散状的煤炭颗粒注入炭化室所产生的烟尘性质差别很大。顶装焦炉装煤时从装煤孔处外逸的粉尘，绝大部分是煤粉颗粒，比重大、颗粒明显、易沉降，虽有粘性，但附着的焦油含量并不太高，而捣固焦炉在侧装煤时从顶部消烟孔外逸的烟尘中，其粉尘部分的比重极低，约0.07，是顶装煤粉尘比重的1/5~1/10，无明显颗粒，粘度大，微细颗粒之间由焦油连接在一起，形成似雪花非雪花似棉花非棉花状的所谓“大尾巴黑灰”，不易脱落，不易清灰且非常易燃，遇有明火马上燃烧。烟气中水蒸汽含量明显高于顶装焦炉，除尘器及管路易结露，烟气量明显高于顶装方式。烟气组分中的可燃气体成分远大于常规炼焦装煤，而且还含有较多的焦油（20~30g/m3），H2的成分也较高，易与炉门处进入的空气中的O2进行化学反应而生成较多的水蒸汽。其露点温度较高且烟尘多为不xx燃烧而产生的较轻的碳黑飞灰，给捣固炼焦装煤的烟气净化增加了难度。

捣固焦炉的烟尘污染控制有几种方式，其中以炉顶消烟车为主体控制方式和导烟车与地面站相结合的控制方式两种形式最为多见。

1.1 炉顶消烟车湿法除尘工艺。

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炉顶消烟车由燃烧室、洗涤塔、风机、供水槽、排水槽、水泵及车体等部分组成。装煤饼时，烟尘净化车在炉顶上通过活动套筒与焦炉炭化室顶孔接通，启动水泵及风机，吸走装炉时产生的烟气，烟气先进入具有自动点火的燃烧室与2次空气进行燃烧，燃烧后的高温烟气被吸入旋流板洗涤塔内，经水洗涤净化后含尘量降至150~250mg/m3,然后由风机抽至烟囱排入大气。大连化工厂、镇江焦化厂及德国菲尔斯特豪森炼焦厂等采用这种方式，这种方式已达不到现行国家要求的排放标准。

炉顶消烟车的另一种形式就是“跨越管”式消烟技术。目前国内外都有使用，由于导烟量还不能满足对烟尘捕集的要求，所以现阶段还不能推广普及。

1.2炉顶导烟车配合干式除尘地面站除尘工艺。

系统由移动和固定装置两部分组成，移动装置设在导烟车上，固定装置包括装于焦侧炉顶的带吸风翻板的烟气转换阀、连接管道与地面除尘站。采用干法除尘地面站除尘技术对焦炉装煤烟尘进行治理是目前能满足排放达标要求的主推途径，而要使干法除尘地面站能长期稳定地运行，就必须对除尘器的滤袋加以保护，防止焦油及碳黑灰粘结滤袋以延长其使用寿命，这也是捣固焦炉装煤除尘设计成败的关键环节。

干式除尘地面站主要的工艺流程有两种，一种是干式除尘地面站预喷涂吸附工艺流程。另一种是干式除尘地面站焦炭颗粒层吸附工艺流程

当采用预喷涂工艺时则应对烟尘进行以下综合预处理。

（1）采用燃烧法对装煤烟气进行预处理

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国内多座4.3m捣固焦炉装煤除尘系统出现的最难解决的问题就是焦油烟粘结滤袋。为从源头上减少捣固炼焦装煤时烟气中的可燃气体及焦油烟含量，减小除尘地面站的负担，采用燃烧法对装煤烟气进行预处理。具体方法是在导烟车上设燃烧装置，烧掉烟气中的大部分可燃气体和焦油，再掺混空气降温后导入地面除尘站的固定连接管。

（2）采用混合吸附装置对焦油烟及碳黑飞灰进行吸附处理

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燃烧法不可能百分之百将焦油全部烧掉。且焦油的不xx燃烧也会产生大量的絮状碳黑飞灰。为此，中冶焦耐开发了专用于处理捣固焦炉焦油烟的混合吸附装置，经过工况模拟实验的大量实验数据，证实了其对焦油烟的混合、吸附效果，并应用在一些焦化的工程设计中。混合吸附装置的工作原理是：焦油烟及絮状碳黑飞灰与活性焦粉在装置内进行强制性碰撞、摩擦与混合，使焦油与焦粉颗粒结合成一体而失去粘性，大大减少了焦油对除尘器滤袋的粘结。絮状碳黑飞灰被焦粉颗粒打碎，物理特性发生改变，有利于粉尘在除尘器内的沉降与排出。同时，装煤的间歇性也使混合吸附装置兼有蓄冷降温的功能。以往工程采用的吸附方式是靠烟气流动，在管道内进行自然混合吸附，而混合吸附采用的是在装置内强制性吸附方式，使其混合吸附过程更充分。

（3）采用单向溢流回喷装置解决吸附粉料量不足的问题

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试验表明，4.3m捣固焦炉每炉装煤烟尘需要约50kg的吸附粉，而实际每炉出焦除尘收集的粉尘不足20kg，由于各厂还普遍延长炭室结焦时间，使出焦时的烟尘浓度更低，实际出焦除尘回收的粉尘量经常在15kg以下，甚至更低，根本满足不了对焦油烟的吸附要求。设计上虽要求外购吸附粉作为预喷涂粉的补充，但涉及到经费问题难以实现。5.5m捣固焦炉也同样存在粉料不足的问题，为有效地解决这一难题，设计上采用了单向溢流回喷装置。其工作原理是：将装煤、出焦除尘收下的混合粉尘送入单向溢流回喷装置，该装置具有筛分、悬浮功能，将未与焦油结合而块化的细粉筛分出来，作为吸附法所用的焦粉补充料加以2次利用。强制悬浮的细粉由上部被吸入除尘管道，而未悬浮的细粉则由下部负压喷射器回喷至除尘管道。单向溢流回喷装置的回喷量可任意调节，因此可以保证吸附法所用的粉料量。而与焦油结合并块化的较大粉块则加湿后装车外运。

焦炭颗粒层吸附工艺是利用颗粒过滤层使烟气中粉尘和焦油等与气体分离的一种烟气吸附净化技术，其具有结构简单、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,是一种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。

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接触凝聚作用是指烟气中焦油和粉尘与颗粒料接触粘附,粉尘颗粒相互凝聚成大的颗粒被阻于滤料层表面。

筛滤作用是指颗粒层具有微孔筛子的性能,粉尘通过细而弯曲的颗粒空隙时被截留,滤料直径越小,阻留的烟尘直径越大,筛滤作用非常显著。

惯性碰撞作用是含烟尘气流经颗粒层时,失去惯性,从而粉尘被捕集,烟气流速越大,惯性碰撞效果明显,但速度过大细小粉尘可能被带出颗粒层。

重力沉降作用是指烟气由进风管进入环形颗粒层烟气吸附净化装置筒体内时,流速降低较大粉尘颗粒失速沉降于下部锥型料仓内。

吸附净化设备结构是立式圆型筒体,内部采用截锥体型式短变径管正、倒放置,形成一定厚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，颗粒层结构内粉焦自下而上堆积上升，直至颗粒层内已全部充满焦块。烟气自筒体下部进口进入筒体内部,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当中,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延长,阻力不断上升,净化效率也不断提高,当阻力达到{zg}设计限量时,就得排出筒体颗粒层内粉焦。

装煤烟气由吸附净化装置的中下部进入，通过焦炭层而得到净化，再由吸附净化装置的上部排出，然后进入除尘器。采用这种形式后，可以省略其他对烟尘的预处理方式。捣固焦炉装煤烟尘中的烟气成分、焦油烟含量是因煤种不同而不同的，但只要掌握烟气的变化规律，采用适宜的设计方案和措施，装煤烟尘的治理难题就会得到彻底地根治和解决。

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