CN101885972A - 焦炉装煤、推焦二合一地面除尘站及其除尘工艺 - Google Patents

Abstract

本发明涉及焦化领域，提供了一种焦炉装煤、推焦二合一地面除尘站，其除尘器分隔为四个以上内设独立除尘布袋的除尘仓，除尘仓上设置有反吹管、推焦烟气支管、装煤烟气支管；各管均设置有与控制系统相连的控制阀。其除尘工艺为，通过控制控制阀的开关状态，在由时间点S_i＝S_i-1+T₁起，经时间T₂后将功能设定为反吹清洗的除尘仓功能转换为推焦除尘；经时间T₁后，将任一功能设定为推焦除尘的除尘仓功能转换为装煤除尘，同时将任一功能设定为装煤除尘的除尘仓功能转换为反吹清洗。通过推焦除尘时的粉尘作为装煤除尘的预喷涂粉，运行成本低；通过时间T₂的设置，保证反吹的效果，连续运行能力强。适用于焦化生产中装煤、推焦烟气的除尘。

Description

焦炉装煤、推焦二合一地面除尘站及其除尘工艺

技术领域

本发明涉及焦化领域，尤其是一种焦炉装煤、推焦二合一地面除尘站及其除尘工艺。

背景技术

焦化行业是工业企业中污染严重的行业之一，随着技术的进步，炼焦烟气治理技术从焦侧除尘到全过程推焦装煤除尘技术，从车载式除尘技术发展到地面除尘站技术，从湿法除尘技术发展到干法除尘技术，从燃烧法发展到不燃烧法除尘技术的应用，焦炉生产过程中产生的烟气捕集率和净化效率有了大大提高，干法式不燃烧法地面除尘站技术已在国内外炼焦企业中广泛应用。

当前，地面除尘站通常采用两种形式：分体式、二合一式。其中分体式装煤、推焦除尘站系统的特点是推焦、装煤各建设一套地面除尘站，两台风机及两套配套烟气管道，推焦与装煤除尘站操作相互独立，该法在已投产焦炉中应用最为广泛，推焦、装煤烟气治理效果较好，缺点是占地面积广、投资大、运行成本高。

针对上述分体式占地广、投资大的缺点，开发了二合一式推焦、装煤地面除尘站，包括一个除尘风机、一个除尘器、一根推焦烟气总管、一根装煤烟气总管、一根集尘干管、一根排气总管，其特点是在不同时间段产生的装煤烟气与推焦烟气在经过混风降温后，分别经装煤烟气总管、推焦烟气总管送入集尘干管并最终进入除尘器，经过除尘器除尘的空气经排气总管通过除尘风机、烟囱排至大气。装煤烟气与推焦烟气为交替送入除尘器，因此能共享一套除尘器，从而实现除尘器、风机、排气烟囱等的共享，如专利号为2007100124748、发明名称为焦炉装煤和推焦时二合一地面站除尘系统的发明专利申请。

理论上，由于焦炉装煤和推焦分别对应不同的工艺阶段，推焦除尘与装煤除尘交替运行，因此能够利用推焦除尘过程中吸附在布袋上的焦粉作为涂层，使装煤过程中吸入烟气中的焦油及粉尘不能直接与滤袋接触，保证滤袋长期使用而不被粘结和堵塞。但实际上，目前的焦化生产通常将两个焦炉作为一组同时进行生产，要实现两个焦炉的完全同步几乎是不可能的，且通常两个焦炉为交替出焦，因此推焦除尘与装煤除尘交替运行对于上述包括两个焦炉的焦化工艺是无法实现的，因而也无法利用推焦除尘过程中吸附在布袋上的焦粉作为涂层，为了避免布袋表面粘结混合烟气中的水、焦油而影响吸附能力，必须配置布袋的预喷涂处理装置，因此运行成本高。

同时二合一式推焦、装煤地面除尘站，除尘器处理量大，两次除尘之间的间隔时间短，因此除尘器布袋的反吹时间短，布袋清洗困难，影响除尘器除尘效果，除尘站连续运行能力差、维护频率高。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种运行成本低、连续运行能力强的焦炉装煤、推焦二合一地面除尘站及其除尘工艺。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：焦炉装煤、推焦二合一地面除尘站，包括除尘风机、除尘器、推焦烟气总管、装煤烟气总管、排气总管，所述排气总管与除尘风机入口连通，所述除尘器分隔为四个以上内设独立除尘布袋的除尘仓，各除尘仓上均设置有反吹管、推焦烟气支管、装煤烟气支管、出口管；所述推焦烟气支管与推焦烟气总管连通，所述装煤烟气支管与装煤烟气总管连通，所述反吹管与高压气源连通，所述出口管与排气总管连通；所述反吹管、推焦烟气支管、装煤烟气支管上分别设置有控制阀；设置有自动控制系统，所述反吹管、推焦烟气支管、装煤烟气支管的控制阀均与自动控制系统相连。

作为一种优选方案，所述除尘仓数量为N＝4×M+1个，其中M为大于或等于1的整数。

进一步的，为了保证各推焦烟气支管、装煤烟气支管压力分布均匀，所述各推焦烟气支管经过推焦烟气室与推焦烟气总管相连通；所述各装煤烟气支管经过装煤烟气室与装煤烟气总管相连通。

进一步的，所述出口管上设置有流量控制阀。

为了避免除尘受焦炉生产操作影响，规避因生产组织变化而导致的除尘效果差的风险，同时为了保证焦炉生产发生较大变化时，可通过自动控制系统的参数调整来与之适应，所述自动控制系统为独立的控制系统。

进一步的，设置有与焦炉连锁的风机转速调节系统，所述除尘风机的转速通过风机转速调节系统控制。

焦炉装煤、推焦二合一地面除尘站的除尘工艺，包括如下步骤：1)通过自动控制系统对系统进行设定，将N个除尘仓中的M个除尘仓的功能设定为装煤除尘，将其余N-M个除尘仓的功能设定为推焦除尘，并设定间隔时间为T₁，反吹时间为T₂；2)对步骤1)中功能设定为装煤除尘的除尘仓的布袋进行预喷涂处理；3)初始化系统，自动控制系统根据除尘仓的功能设定通过控制管道控制阀的开关状态控制除尘仓的气体入口管道，其中功能设定为装煤除尘的除尘仓仅开启装煤烟气支管的控制阀，功能设定为推焦除尘的除尘仓仅开启推焦烟气支管的控制阀；4)系统启动，自动控制系统记录一个时间点S₀；5)由时间点S₀起经过间隔时间T₁后，自动控制系统通过控制管道控制阀的开关状态，将任一功能设定为推焦除尘的除尘仓的功能转换为装煤除尘，同时将任一功能设定为装煤除尘的除尘仓的功能转换为反吹清洗；除尘仓功能设定为反吹清洗时，仅开启反吹管的控制阀；6)自动控制系统记录一个时间点S_i＝S_i-1+T₁，其中i≥1；7)自动控制系统通过控制管道控制阀的开关状态，在由时间点S_i起经过反吹时间T₂后，将功能设定为反吹清洗的除尘仓的功能转换为推焦除尘；在由时间点S_i起经过间隔时间T₁后，将任一功能设定为推焦除尘的除尘仓的功能转换为装煤除尘，同时将任一功能设定为装煤除尘的除尘仓的功能转换为反吹清洗；8)重复步骤6)至步骤7)。

为了保证除尘仓能够及时的进行反吹，并简化控制系统，作为一种优选方案，在除尘仓功能转换时，自动控制系统根据除尘时长进行控制，将功能设定为装煤除尘的除尘仓按装煤除尘时间与推焦除尘时间之和进行排序，将时间最长的除尘仓功能转换为反吹清洗；将功能设定为推焦除尘的除尘仓按推焦除尘时间进行排序，将时间最长的除尘仓功能转换为装煤除尘。

作为另一种优选方案，：在步骤1)中通过自动控制系统将N个除尘仓中连续的M个除尘仓的功能设定为装煤除尘，将其余的N-M个除尘仓功能设定为推焦除尘；在除尘仓功能转换时，将功能设定为装煤除尘的连续除尘仓中其中一端的除尘仓的功能转换为反吹清洗，将与功能设定为装煤除尘的连续除尘仓中另一端的除尘仓相邻的功能设定为推焦除尘的除尘仓功能转换为装煤除尘。

本发明的有益效果是：在保留二合一地面除尘站占地少、投资小的前提下，通过将除尘器分为多个除尘仓，各除尘仓在一个工作周期内的功能依次为推焦除尘、装煤除尘、反吹清洗。除尘仓首先进行推焦除尘，除了系统运行前需要对M个功能设定为装煤除尘的除尘仓布袋进行预喷涂处理外，各除尘仓布袋均能通过推焦除尘时的推焦粉尘直接作为装煤除尘的预喷涂粉，无需设置预喷涂处理装置，因此运行成本低。除尘仓在推焦除尘、装煤除尘之后作进行反吹清洗，通过反吹时间T₂的设置，能有效保证布袋反吹清洗的效果，因此连续运行能力强。

附图说明

图1是本发明二合一地面除尘站各组件的连接示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

本发明的焦炉装煤、推焦二合一地面除尘站，包括除尘风机、除尘器1、推焦烟气总管2、装煤烟气总管3、排气总管，所述排气总管与除尘风机入口连通，所述除尘器1分隔为四个以上内设独立除尘布袋的除尘仓4，各除尘仓4上均设置有反吹管5、推焦烟气支管6、装煤烟气支管7、出口管；所述推焦烟气支管6与推焦烟气总管2连通，所述装煤烟气支管7与装煤烟气总管3连通，所述反吹管5与高压气源连通，所述出口管与排气总管连通；所述反吹管5、推焦烟气支管6、装煤烟气支管7上分别设置有控制阀；设置有自动控制系统，所述反吹管5、推焦烟气支管6、装煤烟气支管7的控制阀均与自动控制系统相连。

根据焦炉设计，计算出装煤时的理论烟气量，再依据该烟气量确定所需除尘仓4的处理面积，而根据经验数据，推焦烟气的除尘需求约为装煤烟气除尘需求的两至三倍，进而确定除尘器1大小及除尘仓4数量。

当取推焦烟气的除尘需求为装煤烟气除尘需求的两倍时，以M为装煤除尘的除尘仓4数量，推焦除尘仓的除尘仓4数量为2M，反吹清洗除尘仓数量为一，因此除尘仓的数量N＝3×M+1个，M取一时数量最少为四个。为了确保对推焦烟气的除尘处理，最好的，取推焦烟气的除尘需求为装煤烟气除尘需求的三倍，所述除尘仓数量为N＝4×M+1个，其中M为大于或等于1的整数，此时除尘仓4的数量最少为五个。上述除尘仓4的数量均指实际工作时处于工作状态的除尘仓4数量，不包括备用除尘仓4的数量。

进一步的，为了保证各推焦烟气支管6、装煤烟气支管7压力分布均匀，保证各除尘仓4处理量的均匀，所述各推焦烟气支管6经过推焦烟气室8与推焦烟气总管2相连通；所述各装煤烟气支管7经过装煤烟气室9与装煤烟气总管3相连通。

为了方便调节风量，进一步的保证各除尘仓4处理量的均匀，所述出口管上设置有流量控制阀。具体的，是设置于出口管的手动翻板机构。

为了避免除尘受焦炉生产操作影响，规避因生产组织变化而导致的除尘效果差的风险(是何风险，请补充描述)，同时为了保证焦炉生产发生较大变化时，可通过自动控制系统的参数调整来与之适应，所述自动控制系统为独立的控制系统，所谓独立即与焦炉推焦、装煤作业无联锁，除尘仓4推焦除尘、装煤除尘、反吹清洗的工作周期仅与自动控制系统的设置有关。

进一步的，为了节能环保，所述自动控制系统与焦炉连锁，所述除尘风机的转速通过自动控制系统控制。上述自动控制系统与焦炉连锁，即在焦炉装煤、推焦时分别触发一个信号并发送给自动控制系统，自动控制系统根据该触发信号向除尘风机发送预存的转速控制信号。除尘风机的转速可以是无级调速、也可以是多级调速。

出于方便控制、简化设备、降低成本的考虑，具体的，除尘风机的转速分高、中、低三个级别，高速时能满足同时处理一座焦炉装煤烟气和一座焦炉推焦烟气；中速时能满足同时处理两座焦炉同时装煤产生的烟气；低速则是无推焦、装煤操作时风机的最低转速。

焦炉装煤、推焦二合一地面除尘站的除尘工艺，包括如下步骤：1)通过自动控制系统对系统进行设定，将N个除尘仓中的M个除尘仓的功能设定为装煤除尘，将其余N-M个除尘仓的功能设定为推焦除尘，并设定间隔时间为T₁，反吹时间为T₂；2)对步骤1)中功能设定为装煤除尘的除尘仓的布袋进行预喷涂处理；3)初始化系统，自动控制系统根据除尘仓的功能设定通过控制管道控制阀的开关状态控制除尘仓的气体入口管道，其中功能设定为装煤除尘的除尘仓仅开启装煤烟气支管的控制阀，功能设定为推焦除尘的除尘仓仅开启推焦烟气支管的控制阀；4)系统启动，自动控制系统记录一个时间点S₀；5)由时间点S₀起经过间隔时间T₁后，自动控制系统通过控制管道控制阀的开关状态，将任一功能设定为推焦除尘的除尘仓的功能转换为装煤除尘，同时将任一功能设定为装煤除尘的除尘仓的功能转换为反吹清洗；除尘仓功能设定为反吹清洗时，仅开启反吹管的控制阀；6)自动控制系统记录一个时间点S_i＝S_i-1+T₁，其中i≥1；7)自动控制系统通过控制管道控制阀的开关状态，在由时间点S_i起经过反吹时间T₂后，将功能设定为反吹清洗的除尘仓的功能转换为推焦除尘；在由时间点S_i起经过间隔时间T₁后，将任一功能设定为推焦除尘的除尘仓的功能转换为装煤除尘，同时将任一功能设定为装煤除尘的除尘仓的功能转换为反吹清洗；8)重复步骤6)至步骤7)。

除尘仓4的功能转换可以是自动控制系统根据设置于除尘仓4的传感器进行控制，也可以是根据除尘时间进行控制，而时间控制又分为乱序控制和顺序控制。

所谓乱序控制即当最大时长除尘仓4数量大于一时，转换功能的除尘仓4的位置是随机的。具体的，在除尘仓功能转换时，自动控制系统根据除尘时长进行控制，将功能设定为装煤除尘的除尘仓按装煤除尘时间与推焦除尘时间之和进行排序，将时间最长的除尘仓功能转换为反吹清洗；将功能设定为推焦除尘的除尘仓按推焦除尘时间进行排序，将时间最长的除尘仓功能转换为装煤除尘。

但乱序控制无法对除尘仓4的实际除尘时间进行有效估算，不利于除尘仓4除尘效果的保证和维持，控制程序相对复杂且处理效率低，因此最好是采用顺序控制。具体的，在步骤1)中通过自动控制系统将N个除尘仓中连续的M个除尘仓的功能设定为装煤除尘，将其余的N-M个除尘仓功能设定为推焦除尘；在除尘仓功能转换时，将功能设定为装煤除尘的连续除尘仓中其中一端的除尘仓的功能转换为反吹清洗，将与功能设定为装煤除尘的连续除尘仓中另一端的除尘仓相邻的功能设定为推焦除尘的除尘仓功能转换为装煤除尘。

顺序控制的程序简单、处理效率高，能够保证每一个除尘仓4在每一个循环周期内均能够经历一个由推焦除尘经装煤除尘至反吹清洗的工作循环。除系统刚启动时，每一个除尘仓4进行推焦除尘、装煤除尘使用的时间均为恒定，因此能够更好的估算除尘仓4在一个工作循环内的除尘量，方便除尘仓4的数量的确定、方便反吹时间T₂的估算和设定。

上述的间隔时间T₁与反吹时间T₂可根据实际运行效率来进行调整。间隔时间T₁和除尘仓4个数相乘为一个循环周期的时间，即单个除尘仓4的反吹周期，如需增大反吹频次，即可缩短T₁，反之，则延长T₁；反吹时间T₂可根据反吹的效果调整。

本发明在保留二合一地面除尘站占地少、投资小的前提下，通过将除尘器1分为多个除尘仓4，各除尘仓4在一个工作周期内的功能依次为推焦除尘、装煤除尘、反吹清洗。除尘仓4首先进行推焦除尘，除了系统运行前需要对M个功能设定为装煤除尘的除尘仓4布袋进行预喷涂处理外，各除尘仓4布袋均能通过推焦除尘时的推焦粉尘直接作为装煤除尘的预喷涂粉，无需设置预喷涂处理装置，因此运行成本低。除尘仓4在推焦除尘、装煤除尘之后作进行反吹清洗，通过反吹时间T₂的设置，能有效保证布袋反吹清洗的效果，因此连续运行能力强。

本发明推焦烟气总管2、装煤烟气总管3之前可以按现有的除尘地面站的设计，设置冷却室、混风阀、重力除尘器等。

如图1所示，以一个除尘器1包含十个除尘仓4的二合一地面除尘站为例，对一个工作周期内各除尘仓4的工作状态、各管道控制阀的开关状态进行说明。十个除尘仓4中正常工作时仅使用其中的九个，另一个为备用仓。九个工作状态的除尘仓4中两个预设功能为装煤除尘，其余七个预设功能为推焦除尘。为表述方便，九个工作状态的除尘仓4分别用C₁、C₂、C₃、……C₉表示，装煤烟气支管的控制阀用M₁、M₂、M₃、……M₉表示，推焦烟气支管的控制阀用J₁、J₂、J₃、……J₉表示，反吹控制阀用F₁、F₂、F₃、……F₉表示；间隔时间为T₁，反吹时间为T₂；时间点为S₀、S₁、S₂、S₃、……。

系统运行前，M₁、M₂、M₃、……M₉为全关，J₁、J₂、J₃、……J₉为全开，F₁、F₂、F₃、……F₉为全关。具体的工作状态如表1所示，其中○表示该阀门开启，×表示该阀门关闭。

表1、一个工作周期内给除尘仓及控制阀的工作状态列表

Claims (9)

1.焦炉装煤、推焦二合一地面除尘站，包括除尘风机、除尘器(1)、推焦烟气总管(2)、装煤烟气总管(3)、排气总管，所述排气总管与除尘风机入口连通，其特征在于：所述除尘器(1)分隔为四个以上内设独立除尘布袋的除尘仓(4)，各除尘仓(4)上均设置有反吹管(5)、推焦烟气支管(6)、装煤烟气支管(7)、出口管；所述推焦烟气支管(6)与推焦烟气总管(2)连通，所述装煤烟气支管(7)与装煤烟气总管(3)连通，所述反吹管(5)与高压气源连通，所述出口管与排气总管连通；所述反吹管(5)、推焦烟气支管(6)、装煤烟气支管(7)上分别设置有控制阀；设置有自动控制系统，所述反吹管(5)、推焦烟气支管(6)、装煤烟气支管(7)的控制阀均与自动控制系统相连。

2.如权利要求1所述的焦炉装煤、推焦二合一地面除尘站，其特征在于：所述除尘仓数量为N＝4×M+1个，其中M为大于或等于1的整数。

3.如权利要求1或2所述的焦炉装煤、推焦二合一地面除尘站，其特征在于：所述各推焦烟气支管(6)经过推焦烟气室(8)与推焦烟气总管(2)相连通；所述各装煤烟气支管(7)经过装煤烟气室(9)与装煤烟气总管(3)相连通。

4.如权利要求3所述的焦炉装煤、推焦二合一地面除尘站，其特征在于：所述出口管上设置有流量控制阀。

5.如权利要求1所述的焦炉装煤、推焦二合一地面除尘站，其特征在于：所述自动控制系统为独立的控制系统。

6.如权利要求1所述的焦炉装煤、推焦二合一地面除尘站，其特征在于：设置有与焦炉连锁的风机转速调节系统，所述除尘风机的转速通过风机转速调节系统控制。

7.焦炉装煤、推焦二合一地面除尘站的除尘工艺，包括如下步骤：

1)通过自动控制系统对系统进行设定，将N个除尘仓中的M个除尘仓的功能设定为装煤除尘，将其余N-M个除尘仓的功能设定为推焦除尘，并设定间隔时间为T₁，反吹时间为T₂；

2)对步骤1)中功能设定为装煤除尘的除尘仓的布袋进行预喷涂处理；

3)初始化系统，自动控制系统根据除尘仓的功能设定通过控制管道控制阀的开关状态控制除尘仓的气体入口管道，其中功能设定为装煤除尘的除尘仓仅开启装煤烟气支管的控制阀，功能设定为推焦除尘的除尘仓仅开启推焦烟气支管的控制阀；

4)系统启动，自动控制系统记录一个时间点S₀；

5)由时间点S₀起经过间隔时间T₁后，自动控制系统通过控制管道控制阀的开关状态，将任一功能设定为推焦除尘的除尘仓的功能转换为装煤除尘，同时将任一功能设定为装煤除尘的除尘仓的功能转换为反吹清洗；除尘仓功能设定为反吹清洗时，仅开启反吹管的控制阀；

6)自动控制系统记录一个时间点S_i＝S_i-1+T₁，其中i≥1；

7)自动控制系统通过控制管道控制阀的开关状态，在由时间点S_i起经过反吹时间T₂后，将功能设定为反吹清洗的除尘仓的功能转换为推焦除尘；在由时间点S_i起经过间隔时间T₁后，将任一功能设定为推焦除尘的除尘仓的功能转换为装煤除尘，同时将任一功能设定为装煤除尘的除尘仓的功能转换为反吹清洗；

8)重复步骤6)至步骤7)。

8.如权利要求7所述的焦炉装煤、推焦二合一地面除尘站的除尘工艺，其特征在于：在除尘仓功能转换时，自动控制系统根据除尘时长进行控制，将功能设定为装煤除尘的除尘仓按装煤除尘时间与推焦除尘时间之和进行排序，将时间最长的除尘仓功能转换为反吹清洗；将功能设定为推焦除尘的除尘仓按推焦除尘时间进行排序，将时间最长的除尘仓功能转换为装煤除尘。

9.如权利要求7所述的焦炉装煤、推焦二合一地面除尘站的除尘工艺，其特征在于：在步骤1)中通过自动控制系统将N个除尘仓中连续的M个除尘仓的功能设定为装煤除尘，将其余的N-M个除尘仓功能设定为推焦除尘；在除尘仓功能转换时，将功能设定为装煤除尘的连续除尘仓中其中一端的除尘仓的功能转换为反吹清洗，将与功能设定为装煤除尘的连续除尘仓中另一端的除尘仓相邻的功能设定为推焦除尘的除尘仓功能转换为装煤除尘。

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