CN102847383A - 一种煤调湿用除尘方法及系统 - Google Patents

Abstract

一种煤调湿用除尘方法及系统，干燥机出口烟气在进入布袋除尘器前，与焦炉高温烟道气混合，再进入布袋除尘器；自布袋除尘器灰仓出来的煤尘经旋转卸灰阀至排灰螺旋，排灰螺旋采用气封与料封结构，干燥的煤尘再由下部连接的加湿搅拌机内加湿，然后排出回收。本发明有效解决煤调湿除尘易燃爆，烟气易结露造成清灰不畅，以及热煤尘遇冷水产生大量水汽、导致排灰系统设备黏料堵塞的问题。

Description

一种煤调湿用除尘方法及系统

技术领域

本发明涉及除尘系统，特别涉及一种煤调湿用除尘方法及系统。

背景技术

蒸汽回转式煤调湿工艺(简称STD-CMC)是一种炼焦用煤的预处理技术，即通过炼焦煤的炉外干燥，降低并稳定炼焦煤的装入水分，滚筒式多管干燥机是其主体设备。

粉状煤料从入料端进入，随干燥机滚筒的旋转被不断抛洒，同时干燥后的煤粒表层煤粉脱附，产生大量的煤尘，约占干燥机处理量的10％。这部分煤尘与煤料干燥蒸发产生的水汽混合，经由载气风机鼓入的空气推动以及除尘器后部引风机的抽吸，进入布袋除尘器，经布袋捕集后反吹、沉积在除尘灰仓，经由灰仓下部排灰系统排出。

参见图1，干燥机出口烟气10在进入布袋除尘器20前，会与经冷凝水换热器30换热、循环风机40引风的循环风混合，以提高除尘器20入口烟气温度，防止布袋结露。布袋除尘器20灰仓下接旋转卸灰阀50，下连排灰螺旋60，干燥的煤尘进入中转灰仓70，再由下部旋转卸灰阀50’排出，在下部连接的加湿搅拌机80内加湿，然后排出回收。该方案设置了下部旋转卸灰阀50’和中转灰仓70，用于阻隔空气倒吸，避免灰仓底部阴燃。

该系统具有以下问题：

1、除尘入口烟气氧含量高，安全隐患较大

煤调湿系统为一干燥系统，干燥过程中产生的大量水汽，需由干燥机入口的载气风机鼓入空气推动，加速干燥过程。空气含氧21％，造成烟气的氧含量超出13.5％的安全规范。

2、同时反吹介质为常温压缩空气90，冷的气体与热的布袋接触，也易在布袋表层结露，影响清灰；压缩空气含氧量高，不利于系统氧含量控制。

3、除尘入口烟气水分含量高、温度低，易结露

生产中为避免煤尘燃爆，需控制干燥机和除尘系统氧含量，这样限制了空气的鼓入量，造成烟气得不到稀释，水分含量高，易结露。

4、为避免高湿度烟气结露，通过调节烟气温度进行控制，主要途径为增减干燥机蒸汽用量和使用循环风机混入热风。由于煤调湿对煤料水分有一定的要求，不能过干燥，这样限制了烟气温度的调节范围。循环风机预热器使用的热源，为干燥机出口的冷凝水，受制于冷凝水的水量和水温，换热效果波动较大，循环风温升有限。且循环风是不能脱湿的，仅能提供少量热量。

5、在煤调湿工况下，干燥机出口烟气温度～70℃，与烟气露点很接近，故除尘器内常结露，造成布袋挂灰，清灰不畅。

6、下部旋转卸灰阀易黏料堵塞，系统排灰不畅

由于灰仓内的煤尘具有高温、超细特性，在输送过程中具有易燃和扬尘剧烈的性质，必须加湿处理后加以回收。在除尘下部排灰系统中，热煤尘加湿时产生的大量水蒸气倒灌，将旋转卸灰阀2表面润湿、黏料，造成卸灰阀2失去排灰功能，从而造成系统排灰不畅，导致灰仓大量积灰、阴燃。

发明内容

本发明的目的在于寻求一种煤调湿用除尘方法及系统，有效解决煤调湿除尘易燃爆，烟气易结露造成清灰不畅，以及热煤尘遇冷水产生大量水汽、导致排灰系统设备黏料堵塞的问题。

为达到上述目的，本发明的技术方案是：

一种煤调湿用除尘方法，干燥机出口烟气在进入布袋除尘器前，与焦炉的高温烟道气混合，再进入布袋除尘器；自布袋除尘器灰仓出来的煤尘经旋转卸灰阀至排灰螺旋，排灰螺旋采用气封与料封结构，干燥的煤尘再由下部连接的加湿搅拌机内加湿，然后排出回收。

进一步，所述的焦炉烟道气流量与干燥机出口烟气的混合比例是任意的，通过调节焦炉烟道气流量调节阀，控制干燥机出口烟气于布袋除尘器入口温度在60～150℃。

所述的排灰螺旋气封采用加热氮气气封，料封利用螺旋结构实现。

另外，本发明所述的布袋除尘器采用加温氮气作为清灰反吹介质，氮气温度控制在40～100℃。

本发明的煤调湿用除尘系统，其包括，布袋除尘器，其进口管路连接分别干燥机出口烟道和焦炉烟道；旋转卸灰阀，设置于布袋除尘器灰仓出口；排灰螺旋，设置于旋转卸灰阀下，排灰螺旋采用气封、料封结构；加湿搅拌机，设置于排灰螺旋出口处。

所述的布袋除尘器采用加温氮气作为清灰反吹介质。

所述的排灰螺旋包括具有入料口、出料口的螺旋壳体，位于螺旋壳体内的螺旋轴，设置于螺旋轴上的螺旋叶片；位于出料口一段螺旋轴上无螺旋叶片，送料时积料形成料封结构；所述的排灰螺旋的螺旋壳体内还设若干气封喷嘴及相应的气流导管。

所述的排灰螺旋全长为L1，螺旋尾部至下料口距离L2，有螺旋叶片螺旋轴长度为L3，料封部位宽L4，其中L2＝L3+L4；螺旋外径D，料封角度a，其中L4≥D×cot a。

所述的气封喷嘴其中一个的安装位置位于料封正上方，其他喷嘴根据螺旋长度间隔设置。

本发明通过“利用焦炉烟道气作为除尘入口烟气升温混风”、“采用加温氮气作为除尘反吹与气封介质”、“料封与气封结合，减少中间设备”，满足不结露、不燃爆、顺畅清灰和排灰、无空气泄漏的除尘系统要求。

1、本发明利用焦炉烟道气作为除尘入口烟气升温混风，取消循环风机和预热器。

干燥机出口烟气温度受煤料干燥条件限制，一般～70℃，离烟气露点很近。根据生产经验，烟气温度高于露点～20℃时，能较好的防止结露，故除尘入口温度需控制在～90℃。将高温的烟道气(100-210℃)与干燥机出口烟气混合，能降低烟气氧含量(烟道气含氧～4％)，稀释烟气湿度，同时利用烟道气余热提高除尘器入口烟气温度，使烟气温度与露点远离，保证除尘布袋不结露、顺利清灰。

2、采用加温氮气作为除尘反吹与气封介质。

常规的除尘器一般采用常温的压缩空气作为清灰反吹介质，由于煤调湿烟气具有高温、高湿度、易燃爆的特性，若与冷的空气直接接触，容易在布袋表面结露、黏灰，同时充入的压缩空气也会提高系统氧含量，加速布袋的氧化，缩短布袋寿命，增加系统燃爆的安全隐患。故选择工业氮气作为反吹介质，避免氧的引入，并对氮气加热，避免冷的反吹气体与高温高湿烟气接触时结露，保证反吹效果。氮气温度控制在40～100℃。

3、采用旋转卸灰阀、排灰螺旋、加湿机串接的排灰系统。

本发明取消了原有中转灰仓与旋转卸灰阀，减少煤尘排出的中间环节，从而降低设备故障产生的堵料几率。其密封功能由特别设计的排灰螺旋和气封装置来完成。

4、本发明采用具有料封功能的排灰螺旋。

本发明的有益效果

1.降低烟气露点10～20℃，提高废气温度20～30℃，使烟气温度远离露点。

2.降低系统氧含量，控制氧含量≤12％，系统安全性有保障。

3.充分利用烟道废气余热，降低煤调湿系统蒸汽消耗。

4.保证除尘反吹、清灰效果，布袋表面不结露、不挂灰。

5.煤调湿除尘排灰系统排灰顺畅，无堵料或阴燃发生。

6.消除了高温煤尘易燃爆和易扬尘的安全、环保隐患。

7.将煤调湿除尘粉低成本回收利用。

8.保障煤调湿除尘设备安全稳定运行。

附图说明

图1为原有煤调湿除尘系统示意图。

图2为本发明煤调湿用除尘系统的一实施例示意图。

图3为本发明实施例中排灰螺旋的结构示意图。

图4为本发明实施例中排灰螺旋的气封结构示意图。

具体实施方式

参见图2、图3，本发明的煤调湿用除尘系统，其包括，布袋除尘器1，其进口管路连接分别干燥机出口烟道2和焦炉3及循环风机7的烟道；旋转卸灰阀4，设置于布袋除尘器1灰仓出口；排灰螺旋5，设置于旋转卸灰阀4下，排灰螺旋采用气封结构；加湿搅拌机6，设置于排灰螺旋5出口处。

所述的布袋除尘器1采用加温氮气N₂作为清灰反吹介质，氮气经换热器9换热加温。

所述的排灰螺旋5气封采用氮气气封，通过管道接上述换热器9换热加温氮气管道。

干燥机出口烟气在进入布袋除尘器前，与焦炉的高温烟道气混合，再进入布袋除尘器；自布袋除尘器灰仓出来的煤尘经旋转卸灰阀至排灰螺旋，排灰螺旋采用气封结构，干燥的煤尘再由下部连接的加湿搅拌机内加湿，然后排出回收。

所述的焦炉烟道气流量与干燥机出口烟气的混合比例是任意的，通过调节焦炉烟道气流量调节阀，控制干燥机出口烟气于布袋除尘器入口温度在60～150℃。

本发明所述的布袋除尘器采用加温氮气作为清灰反吹介质，氮气温度控制在40～100℃。所述的排灰螺旋气封采用氮气气封，气源与除尘反吹气源相同。

传统的排灰螺旋从下料入口至排料出口，设有全轴螺旋叶片，这样能保证料流全程具有推动力，使物料顺利排出。

本发明的排灰螺旋在排料口前有一段距离是没有叶片的，见图3，所述的排灰螺旋5包括具有入料口511、出料口512的螺旋壳体51，位于螺旋壳体51内的螺旋轴52，设置于螺旋轴52上的螺旋叶片53；位于出料口512一段螺旋轴52上无螺旋叶片，送料时积料形成料封结构54；所述的排灰螺旋5的螺旋壳体51内还设若干气封喷嘴55、55’及相应的气流导管56。

又，所述的排灰螺旋全长为L1，螺旋尾部至下料口距离L2，有螺旋叶片螺旋轴长度为L3，料封部位宽L4，其中L2＝L3+L4；螺旋外径D，料封角度a，其中L4≥D×cot a。

本发明设计考虑到煤尘的流动性，利用其堆积角a和螺旋直径D作为料封段长度设计参数，当后续煤尘经螺旋输送到该料封段时，原有封料将被挤出，保证料封的持续性和流动性，即该料封段会始终保持相同形态，但形成料封的物流是变化的。

料封的有效性与料流量相关，当料流充足时，整个料封段的密闭性较好，能完全承担阻隔功能。但当料流较少时，此时料封的高度与料流面持平，上部留有孔隙，下部加湿时产生的水汽和空气仍能经由螺旋上部空间被负压抽吸进入除尘底部，导致旋转卸灰阀浸润黏料堵塞。

为避免此种情况的出现，本发明在具料封功能的螺旋上配套了气封装置，见图3、图4，在料封结构54正上方设置气封喷嘴5。气体介质为加热氮气，氮气温度40～100℃，保证不结露和不氧化阴燃。

综上所述，本发明能有效降低烟气露点，避免布袋结露、清灰不畅；也能控制系统氧含量，增加安全系数；同时利用烟道废气余热，降低系统蒸汽消耗。同时，带料封与气封功能的排灰系统，能保证顺畅排灰。一方面能消除煤尘高温易燃和易扬尘的安全、环保隐患，另一方面能将煤尘低沉本回收利用，因此本发明具有较高的实用价值。

随着我国对节能降耗的日益重视，STD煤调湿工艺在炼焦企业使用越来越广，本发明可适用于任何STD煤调湿工艺及具有较高的实用价值，具有较好的推广使用前景。

Claims (10)

1.一种煤调湿用除尘方法，干燥机出口烟气在进入布袋除尘器前，与焦炉的高温烟道废气混合，再进入布袋除尘器；自布袋除尘器灰仓出来的煤尘经旋转卸灰阀至排灰螺旋，排灰螺旋采用气封与料封结构，干燥的煤尘再由下部连接的加湿搅拌机加湿，然后排出回收。

2.如权利要求1所述的煤调湿用除尘方法，其特征是，所述的焦炉烟道气流量与干燥机出口烟气的混合比例是任意的，通过调节焦炉烟道气流量调节阀，控制干燥机出口烟气于布袋除尘器入口温度在60～150℃。

3.如权利要求1所述的煤调湿用除尘方法，其特征是，所述的排灰螺旋气封采用氮气气封，料封利用螺旋结构实现。

4.如权利要求1所述的煤调湿用除尘方法，其特征是，所述的布袋除尘器清灰反吹介质采用加温氮气，氮气温度控制在40～100℃。

5.一种煤调湿用除尘系统，其特征是，包括，

布袋除尘器，其进口管路分别连接干燥机出口烟道和焦炉废气烟道；

旋转卸灰阀，设置于布袋除尘器灰仓出口；

排灰螺旋，设置于旋转卸灰阀下，排灰螺旋采用气封、料封结构；

加湿搅拌机，设置于排灰螺旋出口处。

6.如权利要求5所述的煤调湿用除尘系统，其特征是，所述的布袋除尘器采用加温氮气作为清灰反吹介质。

7.如权利要求5所述的煤调湿用除尘系统，其特征是，所述的排灰螺旋气封采用氮气气封、料封利用螺旋结构实现。

8.如权利要求5所述的煤调湿用除尘系统，其特征是，所述的排灰螺旋包括具有入料口、出料口的螺旋壳体，位于螺旋壳体内的螺旋轴，设置于螺旋轴上的螺旋叶片；位于出料口一段螺旋轴上无螺旋叶片，送料时积料形成料封结构；所述的排灰螺旋的螺旋壳体内还设若干气封喷嘴及相应的气流导管。

9.如权利要求5所述的煤调湿用除尘系统，其特征是，所述的排灰螺旋全长为L1，螺旋尾部至下料口距离L2，有螺旋叶片螺旋轴长度为L3，料封部位宽L4，其中L2＝L3+L4；螺旋外径D，料封角度a，其中L4≥D×cot a。

10.如权利要求8所述的煤调湿用除尘系统，其特征是，所述的气封喷嘴其中一个的安装位置位于料封正上方，其他喷嘴根据螺旋长度间隔设置。

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