發(fā)布日期：2017-12-06 21:54
摘 要：焦爐裝煤時排放的污染物占煉焦過程中全部排放物的一半以上，對裝煤時煙塵的治理可以大量降低焦化企業(yè)污染物的排放。通過對焦耐60型焦爐裝煤除塵系統(tǒng)的分析評價，探討了其存在的問題，并提出了改進措施。
關鍵詞：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。焦爐裝煤時排放的污染物占煉焦過程中全部排放物的50％～60％，而且污染物以氣態(tài)夾帶固態(tài)粉塵的形式出現(xiàn)，其數(shù)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(tǒng)進行分析評價，對存在的問題進行了深入探討，并提出改進措施，收到了良好效果。
1、裝煤除塵系統(tǒng)工作原理及主要影響因素
裝煤車把煤通過裝煤孔裝入赤熱的炭化室時，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(nèi)壓力突然上升，形成大量煙塵從炭化室逸出。裝煤除塵系統(tǒng)就是針對焦爐裝煤過程中產(chǎn)生粉塵進行凈化。O外裝煤消煙除塵技術主要有以下兩種方式：一種是裝煤除塵無地面站式；另一種是裝煤車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。該研究的焦耐60型焦爐采用的是裝煤除塵無地面站式，該系統(tǒng)管道下方設有抽風口與生產(chǎn)工藝聯(lián)鎖，每次裝煤時對應抽風口開啟，其余關閉。系統(tǒng)工作由液力耦合器進行調(diào)速，裝煤時風機轉速達到O高1450r/min左右。
除塵系統(tǒng)由管網(wǎng)、除塵器和風機3部分組成。風機提供系統(tǒng)的動力，將生產(chǎn)崗位產(chǎn)生的粉塵通過管網(wǎng)運輸?shù)匠龎m器，除塵器對粉塵進行凈化處理，廢氣中的粉塵顆粒被捕集下來，干凈氣體經(jīng)風機由煙囪排放，裝煤除塵系統(tǒng)流程如圖1所示。
可見除塵系統(tǒng)的正常運行，是管網(wǎng)、除塵器和風機3部分良好配合，分工協(xié)作的結果，任何一個環(huán)節(jié)出現(xiàn)問題，都會給除塵系統(tǒng)的運行效果帶來嚴重影響，因此對一個除塵系統(tǒng)進行綜合技術評估，應該從上述3個方面入手。
管網(wǎng)的捕集是除塵系統(tǒng)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(tǒng)捕集效果好壞、崗位環(huán)境質(zhì)量能否達標的關鍵。影響除塵系統(tǒng)管網(wǎng)捕集效果的首要因素是系統(tǒng)要有足夠的風量，即為除塵系統(tǒng)成功運行的保證；其次，對除塵點應盡量密閉，否則，風量再大，抽入的都是野風，不能有效捕集粉塵；再就是管網(wǎng)的阻力平衡問題。
大型的除塵系統(tǒng)管網(wǎng)，通常由干管和若干支管及各吸塵點組成，雖然系統(tǒng)設計時進行了現(xiàn)場調(diào)試，但是經(jīng)過幾年的運行，由于實際生產(chǎn)情況的變化以及調(diào)節(jié)閥門失效等諸多原因，造成除塵系統(tǒng)管網(wǎng)阻力失衡，某些管路風量過大，風速過高，阻力增加，管道磨損；某些管路風量過小，風速過低，粉塵沉降堵塞管道。一個管路順暢的系統(tǒng)，如果原始設計風量滿足粉塵捕集需要，就能O限度地捕集粉塵。如果除塵系統(tǒng)風路紊亂，不能很有效地捕集粉塵，即使除塵器滿負荷運轉，崗位環(huán)境仍然不斷惡化，崗位粉塵濃度超標。
除塵系統(tǒng)中采用布袋除塵器，布袋除塵器的凈化機理是：含塵氣流通過吸附粉塵的濾料，通過篩濾作用、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個方面：
(1)濾料結構及粉塵層厚度。布袋除塵器的過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，因此不能過分清灰，否則會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)過濾速度。過濾速度對布袋除塵器效率的影響因濾料、過濾方式及粉塵粒度的不同而不同。對于細粉塵，過濾速度應小些，對于粗粉塵，過濾速度應大些。對于內(nèi)濾除塵布袋，高速過濾不易穿孔，過濾是在氈內(nèi)部進行的，氈內(nèi)容塵量大，清灰后仍能保證較高的除塵效率。因此內(nèi)濾式布袋，可以采用較高的過濾風速。
風機是整個除塵系統(tǒng)的動力來源，是除塵系統(tǒng)正常運行的前提保證。根據(jù)除塵系統(tǒng)凈化吸塵點的所需風量及管網(wǎng)狀況與除塵器類型，確定除塵系統(tǒng)的處理風量和阻力，選擇風量和全壓適宜的風機，使除塵系統(tǒng)管網(wǎng)的阻力曲線與風機的性能曲線交點處在風機性能曲線的O佳工況點上，保證風機O率平穩(wěn)地運行，以提供給系統(tǒng)足夠的風量。
2、裝煤除塵系統(tǒng)測試
除塵系統(tǒng)管網(wǎng)阻力平衡測試評估： 由于除塵系統(tǒng)初始設計進行了阻力平衡計算，所以只要盡量保持與系統(tǒng)原始設計風量相同或相近，就可以認為除塵系統(tǒng)阻力達到平衡。工程上通常認為實測風量與原始設計風量相差±25％以內(nèi)即為相符，絕對不允許超過設計風量±40％。
除塵器技術性能測試評估：標準規(guī)定長袋脈沖噴吹類除塵器，出口含塵濃度不大于100mg/Nm3，除塵器阻力小于1500Pa，漏風率不大于4％，過濾風速1～2m/min。
風機運行狀況測試評估：通過測試風機的風量、全壓、轉數(shù)，對照風機的性能曲線，判斷風機的工作狀況是否在性能曲線的O佳工況點即處于風機運行效率較高段83％～93％。
崗位環(huán)境質(zhì)量測試評估：除塵系統(tǒng)捕集、凈化粉塵O終達到改善環(huán)境質(zhì)量的目的，通過崗位粉塵濃度大小進行崗位環(huán)境質(zhì)量評估，O標準規(guī)定崗位粉塵濃度限值為10mg/m3。
該系統(tǒng)原設計風量為80000m3/h；現(xiàn)風機運行的實際風量為79626m3/h，與系統(tǒng)原設計風量基本相當，滿足除塵系統(tǒng)運行風量。
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，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。
除塵器的漏風率9.0％，高于脈沖噴類袋式除塵器JB/T8532-1997規(guī)定漏風率不大于4％的限值。除塵器阻力為3978Pa，大大高于脈沖噴類袋式除塵器JB/T 8532-1997規(guī)定的阻力小于1500Pa的限值。
除塵器過濾風速為1.2 m/min，在脈沖噴類袋式除塵器JB/T 8532-1997規(guī)定的過濾風速為1-2 m/min的范圍內(nèi)。
風機測試結果顯示，風機轉速在1445r/min時，風機實際風量為79626m3/h，全壓為4611Pa(換算值80℃)，對照風機標牌所給數(shù)值(轉數(shù)在1450r/min，風量為80000m3/h，全壓為6500Pa)，當風機全壓為4611Pa時，運行風量應大于80000 m3/h，表明風機運行性能不佳。盡管風機運行風量基本滿足除塵系統(tǒng)風量要求，但就風機本身來說，其運行性能不佳。
除塵系統(tǒng)存在的問題主要有：
(1)除塵器的漏風率較高，管道及除塵器密封性較差。
(2)除塵器阻力高于脈沖噴吹類袋式除塵器(JB/T8532-1997)規(guī)定的阻力小于1500Pa的限值，除塵器脈沖清灰效果不佳。
(3)風機運行性能不佳。
3 改進措施
(1)加強對管道法蘭連接處、混風閥及除塵器的密封，減小漏風。
(2)對除塵器脈沖清灰效果進行確認，屬于清灰制度問題，進行清灰制度調(diào)整；屬于清灰強度問題，加大清灰力度，使之滿足系統(tǒng)清灰要求。同時定期強行進行徹底的反吹清灰，降低除塵器阻力。
(3)建議與風機生產(chǎn)廠家進行風機性能確認，查找導致系統(tǒng)風量較小的原因。如屬于風機本身問題，應及時進行維修或更換，以使風機處于O佳工作狀態(tài)，滿足系統(tǒng)風量需求。
