CN101085922A - 捣固焦炉烟尘治理系统及其烟尘治理方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种捣固焦炉烟尘治理系统，在捣固焦炉的机侧设置机侧烟尘捕集装置，所述机侧烟尘捕集装置的集气管汇集后通过管道无级对接装置与机侧烟气输送干管连接；在焦炉的炉顶轨道上设置密闭卸压导流专用车，所述密闭卸压导流专用车与炉顶集成烟气输送干管连接；在焦炉焦侧设置除尘拦焦车。还提供一种捣固焦炉烟尘治理方法：位于焦炉机侧的机侧烟尘捕集装置大风量捕集机侧装煤时从炉门外逸的烟尘；位于炉顶的DAS专用车随煤饼进入炭化室的位置顺序开启风量调节阀，依据抛物线型气体排出量确定各阀门开度，炉顶小风量抽吸气体减压。本发明可以实现对焦炉本体的机侧、焦侧和炉顶烟尘的全面治理，排放可达到国家炼焦行业清洁生产的一级标准。

Description

捣固焦炉烟尘治理系统及其烟尘治理方法

技术领域：

本发明涉及一种炼焦炉环境保护装置，尤其是一种用于捣固焦炉的烟尘处理环保装置。

背景技术：

焦炉机侧、焦侧和炉顶都有烟尘污染源，烟尘排放主要发生在焦炉装煤和出焦时。捣固焦炉装煤时，煤饼从焦炉机侧炉门进入炽热的炭化室，煤饼受热后部分水分蒸发形成蒸汽；同时，煤饼表面经热辐射或燃烧产生烟气，与已燃烧和未燃烧的粉尘混合成含有蒸汽、可燃气体、有害气体和固体悬浮物的烟尘，从机侧炉门和炉顶排烟孔冒出。目前，捣固焦炉出焦时对焦侧排放的烟尘治理效果较好，对出焦时机侧烟尘和装煤时炉顶和机侧排放的烟尘治理效果差距较大。

目前捣固焦炉装煤烟尘治理有以下两种形式。

第一、炉顶设置消烟除尘车形式。国内捣固焦炉的装煤烟尘治理大部分是采用这种形式。即煤饼从焦炉机侧装入炭化室，消烟除尘车从炉顶排烟孔负压抽吸烟气，经车载的燃烧室燃烧、喷淋室洗涤除尘后，气体由风机通过烟囱外排。

炉顶设置消烟除尘车形式是德国早期建设的菲尔斯特豪森钢铁公司焦化厂捣固焦炉采用的装煤烟尘治理技术，主要存在以下问题：

(1)烟尘排放严重：由于受炉顶载荷的限制，消烟除尘车各项功能的能力很小，一般系统设计流速16m/s，工作流程距离12m，烟尘从收集、处理到排放的时间约0.8秒。装煤前期烟尘中的煤气量少、蒸汽量大、气体不可燃或可燃性差，因此，装煤初期炉顶会有一段时间直接外排黑烟，浓度在900～1300mg/m³左右；除尘过程中，烟气中的粉尘等污染物在较短的时间内无法全部燃烧和洗涤，排放气体中仍含有较大比例的烟气成分，形成黄色尾气，排放等级低；另外，消烟除尘车的负压吸力有限，装煤时有大量的烟尘从炉顶与机侧炉门处冒出，污染环境。

(2)有害物质难以处理：烟尘中的有害物质BSO、Bap等需要在850℃高温条件下6～8秒时间才能完全裂解，消烟除尘车对烟尘收集、处理、排放的时间仅有0.8秒，有害物质BSO、Bap等不能得到裂解，只能随尾气或废水排出，污染环境。同时，由于车载式除尘装置除尘效率低，烟尘排放浓度高，BSO、Bap等污染物也不能在捕集烟尘过程中有效治理。

(3)产生含酚废水，形成二次污染：洗涤烟尘产生的废水中含有较高的酚类物质，排出后对环境形成二次污染。

因此，炉顶设置消烟除尘车的方式除尘效果很差，难以达标。

第二、炉顶设置消烟车+地面站除尘形式。德国后期建设的迪林根中央焦化厂2*45孔6.25m大容积捣固焦炉，除尘设施采用炉顶设置消烟车+地面站除尘形式。炉顶消烟车上设燃烧室、烟气导套、烟气输送管等，经炉顶干管与地面除尘站连通。地面除尘站同时也用于出焦时的焦侧除尘，由阀门进行切换，装煤除尘的效果有所提高。近期，国内有少量捣固焦炉的烟尘治理方式也改为炉顶设置消烟车+地面站除尘的形式。这种形式对装煤时炉顶的烟尘治理会有较大程度的改善，但均未设置机侧除尘装置，主要存在以下问题。

(1)机侧烟尘污染环境：焦炉机侧在摘门、移位、推焦、装煤和装门的过程中排出烟尘，污染环境；尤其在煤饼装入炭化室后，底托板抽出和后挡板离开炉门时，机侧炉门处有浓烟外逸。

(2)烟尘处理量大、能耗大：由于焦炉炭化室较高、炉顶排烟孔距机侧炉门的距离较远，要减少烟尘从炉门排出，必须要从炉顶大风量抽吸使炉门处形成负压，大量含氧气体从炉门进入炭化室，加剧煤饼和可燃气体的燃烧，会产生更多的高温烟尘；为了消烟车燃烧室的助燃、以及系统烟气降温，消烟车和集气管内又要分别补入大量空气，导致系统的烟气处理量大、能耗大。

(3)炉顶大风量负压的巨大吸力，会影响炭化室炉头墙面温度剧烈变化，温度冲击对炉体寿命及焦炭质量会有不良影响。

(4)工艺复杂、投资较多。

发明内容：

为了克服上述的现有焦炉烟尘处理系统只能对焦炉的部分污染源烟尘进行治理，即只有焦侧和炉顶除尘而没有机侧除尘的不足；以及现有焦炉烟尘处理系统相对开放式，抗外界干扰(如大风等天气)能力差的不足。本发明目的在于提供一种捣固焦炉烟尘治理系统和一种捣固焦炉烟尘治理方法，该系统和方法还能够进行焦炉机侧除尘，从而对焦炉本体全部污染源的烟尘进行捕集处理；而且在烟尘捕集过程中受外界气候影响小。

一种捣固焦炉烟尘治理系统，在捣固焦炉的机侧设置机侧烟尘捕集装置，所述机侧烟尘捕集装置的集气管汇集后通过管道无级对接装置与机侧地面烟气输送干管连接；在捣固焦炉的焦侧设置除尘拦焦车，所述除尘拦焦车通过皮带小车式连接于焦侧烟气输送干管；所述机侧地面烟气输送干管和焦侧烟气输送干管通过输送管道与地面站除尘系统连接。

如上所述的捣固焦炉烟尘治理系统，还包括在捣固焦炉的炉顶轨道上设置密闭卸压导流专用车，所述密闭卸压导流专用车通过导套、集气管道和伸缩节与炉顶烟气输送干管相连接，炉顶烟气输送干管通过输送管道与地面站除尘系统连接。

一种捣固焦炉烟尘治理方法，位于焦炉机侧的机侧烟尘捕集装置采用大风量，在炉门处形成连续的、不等量负压的集尘区域，从而捕集机侧装煤时从炉门外逸的烟尘；位于炉顶的密闭卸压导流专用车随煤饼进入炭化室的位置顺序开启风量调节阀，依据抛物线型气体排出量确定各阀门开度，炉顶小风量抽吸气体减压，炉顶排烟孔导出炭化室内部分气体卸压；位于焦侧的除尘拦焦车配合进行焦侧除尘；上述捕集到的烟尘分别通过机侧地面烟气输送干管、炉顶烟气输送干管和焦侧烟气输送干管输送到地面站除尘系统。

本发明的有益效果是，可以实现对焦炉本体的机侧、焦侧和炉顶烟尘的全面治理，抗外界干扰能力强；除尘效率高，排放可达到国家炼焦行业清洁生产的一级标准；系统安全可靠，工程的投资、运行和维护成本低。

附图说明：

图1是本发明第一种实施例，即以较低速度装煤时的系统设备组合图；

图2是本发明第二种实施例，即以正常速度装煤时的系统设备组合图；

图3是本发明中合体式机侧烟尘捕集装置的示意图；

图4是本发明中分体式机侧烟尘捕集装置的示意图。

其中附图标记分别为：1-捣固炼焦炉，2-除尘装煤推焦车，21-除尘推焦车，22-除尘装煤车，3-除尘拦焦车，4-密闭卸压导流专用车，5-炉头挡烟板，6-多单元复合集尘罩，61-推焦车载集尘罩，62-装煤车载集尘罩，7-集气管到，8-活动式挡烟墙，81-旋转式挡烟墙，9-风量调节阀，10-机侧烟气输送干管，11-管道无级对接装置，12-输送干管，13-防爆安全阀，14-机侧干管，15-无级对接装置，16-炉顶集成烟气输干管，17-1#炉顶集气罩，18-2#炉顶集气罩，19-3#炉顶集气罩，30-风量调节阀，31-烟气放散阀。

具体实施方式：

如图1所示，本发明第一种实施例是以较小速度装煤时的烟尘治理设备。其中在捣固炼焦炉(1)的机侧设置机侧烟尘捕集装置，所述机侧烟尘捕集装置的集气管汇集后通过管道无级对接装置(11)与机侧地面烟气输送干管(10)连接，工作时机侧烟尘捕集装置采用大风量，在炉门处形成连续的、不等量负压的集尘区域，从而捕集机侧装煤时从炉门外逸的烟尘；在捣固焦炉(1)的焦侧设置除尘拦焦车(3)，所述除尘拦焦车(3)通过皮带小车式连接于焦侧烟气输送干管，用于进行焦炉焦侧的除尘；所述机侧地面烟气输送干管和焦侧烟气输送干管通过输送干管(12)与地面站除尘系统连接。

如图2所示，本发明第二种实施例是以正常的速度装煤时的烟尘治理设备。其中在捣固炼焦炉(1)的机侧设置机侧烟尘捕集装置，所述机侧烟尘捕集装置的集气管汇集后通过管道无级对接装置(11)与机侧地面烟气输送干管(10)连接，工作时机侧烟尘捕集装置采用大风量，在炉门处形成连续的、不等量负压的集尘区域，从而捕集机侧装煤时从炉门外逸的烟尘；在捣固焦炉(1)的炉顶轨道上设置密闭卸压导流专用车(4)，所述密闭卸压导流专用车(4)通过导套、集气管道和伸缩节与炉顶烟气输送干管(16)相连接，密闭卸压导流专用车(4)在炉顶轨道上行走，该车随煤饼进入炭化室的位置顺序开启风量调节阀，依据抛物线型气体排除量确定各阀门开度，炉顶小风量抽吸气体减压，能使炭化室保持正常压力，消除煤饼快速进入炭化室时的流体阻力；在捣固焦炉(1)的焦侧设置除尘拦焦车(3)，所述除尘拦焦车(3)通过皮带小车式连接于焦侧烟气输送干管，用于进行焦炉焦侧的除尘；所述机侧地面烟气输送干管和焦侧烟气输送干管通过输送干管(12)与地面站除尘系统连接。

如图3所示，上述实施例一和二中的机侧烟尘捕集装置可以是合体式烟尘捕集装置。该合体式烟尘捕集装置包括位于焦炉机侧炉门上部的炉头挡烟板(5)，所述炉头挡烟板(5)与炉柱焊接为一体；还包括位于位于除尘装煤推焦车(2)前端上部的多单元复合集尘罩(6)，其进气口与所述炉头挡烟板(5)相配合；还包括位于除尘装煤推焦车(2)前部两侧的活动式挡烟墙(8)；多单元复合集尘罩(6)分别连接于装有风量调节阀(9)的装煤集气管道、推焦集气管道和摘门集气管道。

如图4所示，上述实施例一和二中的机侧烟尘捕集装置还可以是分体式烟尘捕集装置。该分体式烟尘捕集装置包括位于焦炉机侧炉门上部的炉头挡烟板(5)，所述炉头挡烟板(5)与炉柱焊接为一体；还包括位于位于除尘装煤车(22)和除尘推焦车(21)前端上部的装煤车载集尘罩(62)和推焦车载集尘罩(61)，其进气口与所述炉头挡烟板(5)相配合；还包括位于除尘装煤车(22)和除尘推焦车(21)前部两侧的活动式挡烟墙(8)；还包括安装在推焦车载集尘罩上的旋转式挡烟墙(81)；分体式的集尘罩连接于装有风量调节阀(9)的集气管道(7)。

上述实施例中，所述管道无级对接装置(11)将集气管道(7)和机侧烟气输送干管(10)接通，用于将捕集的烟气连续输送入除尘系统的输送干管(12)。

上述实施例中，所述机侧地面烟气输送干管(10)由支架、烟气输送管、滑动装置、皮带、拉紧装置等组成，该机侧地面烟气输送干管设置在除尘装煤推焦车下的地面上，并与输送干管(12)相连通，将焦炉机侧捕集的烟气连续输送到地面站除尘系统。

上述实施例中的密闭卸压导流专用车(4)的功能是导出炭化室内部分气体卸压，以消除煤饼快速进入炭化室时的流体阻力。密闭卸压导流专用车包括液压导套和风量调节阀(30)，导套落下后与炉顶导流卸压孔接通，下口与炉顶密封，导出的气体通过导套、集气管道和伸缩节进入炉顶集成烟气输送干管(16)。密闭卸压导流专用车(4)还装有自动揭炉盖装置、烟气放散阀(31)和安全阀。密闭卸压导流专用车(4)捕集的烟气进入炉顶集成烟气输送干管(16)，所述炉顶集成烟气输送干管(16)通过支座安装于炉顶焦侧炉柱上，两侧带有翻板阀，分别与除尘拦焦车(3)和密闭卸压导流专用车(4)的伸缩节对接，是焦侧和炉顶烟尘与气体的汇集输送管道，其出口端与除尘系统的输送管道(12)连接。

上述实施例中所述的炉头挡烟板(5)的外沿伸出炉柱一段距离，内侧按炉门横断面形状封闭。

上述实施例中的除尘推焦车(21)有自动跟随装置，在除尘装煤车(22)装煤后离开时，除尘推焦车(21)能够自动跟随，从而形成过渡通廊实现对烟尘的连续捕集。

上述实施例中的系统的输送管道(12)可将烟尘输送至地面站除尘系统。该地面站除尘系统包括管道、平衡阀、冷却器、脉冲式布袋除尘器、离心式通风机、变频电机以及控制系统和输灰系统。

本发明包括但不局限于上述实施方式，本发明所揭示的捣固焦炉烟尘治理系统及其治理方法，可以减少系统对炉顶可燃气体、高温气体、含水分和焦油气体的吸入量。还可以使进入炭化室的空气量大幅度减少，燃烧条件受到限制，焦炉产生的烟尘量减少；对炭化室墙壁的温度冲击降低；捕集与处理气体的能耗减少；且利于延长炉体寿命和稳定焦炭质量，结合焦侧除尘即实现了捣固焦炉全面、全过程、全密闭烟尘治理的理念。因此本发明完全不同于现有捣固焦炉“机侧装煤、炉顶除尘”的烟尘治理方式，科学、合理、高效，易于实施，具有明显的技术优势。

Claims (10)

1.一种捣固焦炉烟尘治理系统，其特征在于，在捣固焦炉的机侧设置机侧烟尘捕集装置，所述机侧烟尘捕集装置的集气管汇集后通过管道无级对接装置与机侧地面烟气输送干管连接；在捣固焦炉的焦侧设置除尘拦焦车，所述除尘拦焦车通过皮带小车式连接于焦侧烟气输送干管；所述机侧地面烟气输送干管和焦侧烟气输送干管通过输送管道与地面站除尘系统连接。

2.如权利要求1所述的捣固焦炉烟尘治理系统，其特征在于，还包括在捣固焦炉的炉顶轨道上设置密闭卸压导流专用车，所述密闭卸压导流专用车通过导套、集气管道和伸缩节与炉顶烟气输送干管相连接，炉顶烟气输送干管通过输送管道与地面站除尘系统连接。

3.根据权利要求1或2所述的捣固焦炉烟尘治理系统，其特征在于，所述机侧烟尘捕集装置是合体式烟尘捕集装置，该合体式烟尘捕集装置包括位于焦炉机侧炉门上部的炉头挡烟板，所述炉头挡烟板与炉柱焊接为一体；还包括位于位于除尘装煤推焦车前端上部的多单元复合集尘罩，其进气口与所述炉头挡烟板相配合；还包括位于除尘装煤推焦车前部两侧的活动式挡烟墙；多单元复合集尘罩分别连接于装有风量调节阀的装煤集气管道、推焦集气管道和摘门集气管道。

4.根据权利要求1或2所述的捣固焦炉烟尘治理系统，其特征在于，所述机侧烟尘捕集装置是分体式烟尘捕集装置，该分体式烟尘捕集装置包括位于焦炉机侧炉门上部的炉头挡烟板，所述炉头挡烟板与炉柱焊接为一体；还包括位于位于除尘装煤车和除尘推焦车前端上部的装煤车载集尘罩和推焦车载集尘罩，其进气口与所述炉头挡烟板相配合；还包括位于除尘装煤车和除尘推焦车前部两侧的活动式挡烟墙；还包括安装在推焦车载集尘罩上的旋转式挡烟墙；分体式的集尘罩连接于装有风量调节阀的集气管道。

5.根据权利要求1或2所述的捣固焦炉烟尘治理系统，其特征在于所述管道无级对接装置将集气管道和机侧烟气输送干管接通，用于将捕集的烟气连续输送入除尘系统的输送干管。

6.根据权利要求1或2所述的捣固焦炉烟尘治理系统，其特征在于所述机侧地面烟气输送干管由支架、烟气输送管、滑动装置、皮带、拉紧装置等组成，该机侧地面烟气输送干管设置在除尘装煤推焦车下的地面上，并与烟气输送总管相连通，将焦炉机侧捕集的烟气连续输送到地面站除尘系统。

7.根据权利要求2所述的捣固焦炉烟尘治理系统，其特征在于所述密闭卸压导流专用车包括液压导套、风量调节阀、自动揭炉盖装置、气体放散阀和安全阀，该密闭卸压导流专用车位于焦炉炉顶，导套落下后与炉顶导流卸压孔接通，下口与炉顶密封，导出的气体通过导套、集气管道和伸缩节进入炉顶集成烟气输送干管。

8.根据权利要求3或4所述的捣固焦炉烟尘治理系统，其特征在于所述炉头挡烟板的外沿伸出炉柱一段距离，内侧按炉门横断面形状封闭。

9.根据权利要求4所述的捣固焦炉烟尘治理系统，其特征在于，所述除尘推焦车装有自动跟随装置，在除尘装煤车装煤后离开时，除尘推焦车能够自动跟随，从而形成过渡通廊实现对烟尘的连续捕集。

10.一种捣固焦炉烟尘治理方法，其特征在于，位于焦炉机侧的机侧烟尘捕集装置采用大风量，在炉门处形成连续的、不等量负压的集尘区域，从而捕集机侧装煤时从炉门外逸的烟尘；位于炉顶的密闭卸压导流专用车随煤饼进入炭化室的位置顺序开启风量调节阀，依据抛物线型气体排出量确定各阀门开度，炉顶小风量抽吸气体减压，炉顶排烟孔导出炭化室内部分气体卸压；位于焦侧的除尘拦焦车配合进行焦侧除尘；上述捕集到的烟尘分别通过机侧地面烟气输送干管、炉顶烟气输送干管和焦侧烟气输送干管输送到地面站除尘系统。

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