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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 100088 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m 3 。焦炉有 100 孔炭化 室,每孔有装煤口 5个 ,内径 410 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 m 3 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 ～ 3 g m 3 ,再经脱水器进入固 定干管,烟气通过地面集尘系统后排入大气。 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 名称参数、规格 一文反射式, 阻损 1 960 Pa, 耗水 50 t h 二文反射式, 阻损 23 520 Pa , 耗水50 t h 弯头脱水器Υ 3 430 mm9 810 mm 旋风脱水器1 537 mm 880mm6 070 mm 风机 单吸离心风机 2 台串联, 总风量1 400 m3 min,总静压29 792 Pa 电机 2 台总容量 1 410 kW, 前级 660 kW, 后级 750 kW 车上预除尘器 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～ 3 g m3 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 38 环 境 工 程 2008年 10 月第 26卷第 5 期 定,烟气排放含尘浓度能达到国家标准要求, 最高 30 mg m 3 。 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 108 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1 410 kW, 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4 000 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、排气筒排入大气中, 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 、 排气筒排入大气。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 、 焦粉层定期清灰落入 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 筒排入大气中, 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 39 环 境 工 程 2008年 10 月第 26卷第 5 期 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 100 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 ,在除尘器入口管 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,将粉尘通过管道吸入运灰罐车外运。 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 进入地面站进行净化, 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 m 3 min 入口含尘质量浓度10 g m 3 出口含尘质量浓度 30 g m 3 过滤面积862 m 2 设备阻力 1 900 Pa 过滤风速1. 43 m min 滤袋数352 条 滤袋材质防静电聚脂毡 2离心风机1 台 风量1 230 m 3 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1 480 r min 最低转速450 r min 4预喷涂风机1 台 风量15 m 3 min 压力14 700 Pa 配电机功率7. 5 kW 5贮料仓15 m 3 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 kWh, 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1 100 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 m 3 。 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,1992 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 2008- 05-26 收稿 40 环 境 工 程 2008年 10 月第 26卷第 5 期 tion safety. Keywords tipper mechanisms of dust production numerical simulation collecting and cleaning dust dust cleaning effect EXPERIMENTAL RESEARCH ON HIGH TEMPERATURE GRANULAR BED FILTER HaoJingzhang He Peng 28 Abstract The goal of this study was to uate the perance of granular filter designed for hot gas cleaning. The effect of temperature on the characteristic of granular bed filter for high temperature dust removalwas studied, and a ula of temperature versus dust removal efficiency and pressure drop was obtained. Moreover, the experimental resultswere similarwith those of the ula. With the increase of temperature, the dust -removing efficiency and pressure dropwould become higher during the process of dust -cleaning. Keywords dust-removing granular bed high temperature INVESTIGATION ON ENVIRONMENTAL PROTECTION OF BUILDING CONSTRUCTION Tian Jing 31 Abstract It is done an investigationon the attitude of managing personnel of construction enterprise andthat of residents aroundworksitesto environmental protection. The results show thatin treatment of pollution, building refuses are mainly incinerated or transportedto a landfill site; for construction noises, there are no constructions at night, anti noise walls are set up. Insufficient supervision of environment. less in environ - mental protection and lack of scientific management are the main factors to pollute environment by building constructions. The relevant solutions are proposed based on perfection of specifications and laws, enhancement of construction management, and improvement on construction techniques etc. Keywords building construction attitude to environmental protection questionnaire THE SIMULATION OF MASS BALANCE AND AIDED DESIGN IN SCR FUME DENITRATION SYSTEMDu Yungui Wu Qirong Yu Yu 35 Abstract SCR selective catalyst reductiondenitration technology is one of the main fume denitration technology in thermal power plants, whose mass balance calculation is an important means of guiding practice and technological design.Based on technical principle of SCR fume denitration and the experience of engineering practice, itwas explored the program for mass balance of SCR and simulated the main technological parameters of SCR system, as well as developed the auxiliary design function of each device. Keywords flue gas denitration SCR mass balance program design aided design SMOKE PURIFICATION AND ENERGY-SAVING TECHNOLOGICAL TRANSATION FOR CHARGING CAR OF COKE -OVENChen Yingying Wang Haitao 38 Abstract Smoke purification of charging car of coke -oven isone of the key points in coking plant smoke purification. This paper introduces how to trans smoke wet purification of the charging car of coke -oven to dry purification, including the effects of saving energy , water and re - ducing noise. Keywords charging car smoke purification energy -saving technology COUNTERMEASURES FOR CONTROLLING NOXPOLLUTION OF CENTRAL HEATING BOIL - ERSLi Wei Ding Xiaowen Ma Wenjing et al 41 Abstract The boilers with low excessair coefficient were chosen in the environmentalimpact assessment of a centralheating project, mean - while the scheme of enhancing managementof boiler operation was usedto control NOXemission. The low excessair coefficient of the selectedboil - erswas lower than 1 . 43, by which NOXemission concentration in fume could be reduced to 143 mg m3. The index of NOxcanmeet the emission standard. Keywords central heating environmental impact assessment control of NOXpollution THE DEVELOPMENT OF POWER SUPPLY FOR ELECTROSTATIC PRECIPITATOR Liu Jun Shi Jianjiang 44 Abstract The power supply for anelectrostatic precipitator is the key part in the electrostatic precipitator system, and its perance is the key factor to improve the efficiency of the dust removal. The developmentof power supply for electrostatic precipitatorsisreviewed based on energy- saving and improvement of dust removal efficiency. It has three development trends, which is from single -phase power supply to three -phase power supply, from voltage regulation under line frequency to high frequency inverting and from one power mode to hybrid power mode. The high frequen - cy power supply for electrostatic precipitators is the developing trends andhas the advantages of flexible control, controlledwave of output high voltage and fast reaction under flashover and restart. Keywords electrostatic precipitation dedust efficiency three phase high frequency high voltage pulse MERCURY CONTROL TECHNOLOGIES FOR COAL -FIRED FLUE GAS Tian Lihui Li Caiting Zeng Guangming et al 48 3 ENVIRONMENTAL ENGINEERING Vol. 26, No. 5,October, 2008