CN106433702A - 一种焦炉逸散烟尘收集装置及收集方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种焦炉逸散烟尘收集装置及收集方法，所述装置包括烟尘捕集罩和防风调节装置；所述烟尘捕集罩设置在焦炉上方，其投影面积覆盖并大于焦炉的投影面积，烟尘捕集罩顶部中心部位设有烟气输送管道；防风调节装置设置在焦炉外侧四周，包括挡风板及风量调节机构，挡风板沿焦炉周向设置，其上设有多个风孔，风量调节机构用于调节风孔气流通道截面形状及大小；挡风板的上沿高度高于烟尘捕集罩的底沿高度。本发明结合焦炉周围气体流动特点，采用烟尘捕集罩及防风调节装置相配合的方法，实现高效收集焦炉生产时机焦两侧炉门、上升管缝隙、炉顶装煤孔、看火孔等处长期、少量、不规则、多源、偶发性的逸散烟尘的目的，有效保护环境。

Description

一种焦炉逸散烟尘收集装置及收集方法

技术领域

本发明涉及大气污染物排放控制技术领域，尤其涉及一种焦炉逸散烟尘收集装置及收集方法。

背景技术

在冶金焦化领域，焦炉是煤干馏法制作焦炭工艺的重要设备。目前国内外焦化厂新建焦炉均配置了装煤、出焦除尘装置，这些除尘装置对焦炉阵发性污染物排放的控制起到了主要作用。但因焦炉的体积庞大、结构复杂，焦炉生产时，在焦炉机焦两侧炉门、上升管缝隙、炉顶装煤孔、看火孔等处均有长期、量少、无规则、多源、偶发性的烟尘外逸。现阶段国内外焦炉在生产过程中，这些逸散烟尘没有实现集中处理，只能无组织的排放至焦炉周围的大气中。虽然烟尘的污染物浓度不大，但其对环境的长期累积污染仍然十分严重。

另外，大部分焦炉每年会出现1～2次的非正常状态，即焦炉生产时可能出现上升管内压力过大、煤气鼓风机事故停机以及其它人为因素导致的大量气体放散的情况，届时，大量含有荒煤气的混合气体会从相对应的上升管处大量逸散。

因此，如何高效地收集焦炉在生产过程中产生的逸散烟尘，避免逸散烟尘污染环境，已成为进一步促进焦炉生产大气污染物达标排放和清洁生产的又一课题。

发明内容

本发明提供了一种焦炉逸散烟尘收集装置及收集方法，结合焦炉周围气体流动特点，采用烟尘捕集罩及防风调节装置相配合的方法，实现高效收集焦炉生产时机焦两侧炉门、上升管缝隙、炉顶装煤孔、看火孔等处长期、少量、不规则、多源、偶发性的逸散烟尘的目的，有效保护环境。

为了达到上述目的，本发明采用以下技术方案实现：

一种焦炉逸散烟尘收集装置，包括烟尘捕集罩和防风调节装置；所述烟尘捕集罩设置在焦炉上方，其投影面积覆盖并大于焦炉的投影面积，烟尘捕集罩顶部中心部位设有烟气输送管道连接外部烟尘净化处理设备；防风调节装置设置在焦炉外侧四周，包括挡风板及风量调节机构，挡风板沿焦炉周向设置，其上设有多个风孔，风量调节机构用于调节风孔气流通道截面形状及大小；挡风板的上沿高度高于烟尘捕集罩的底沿高度。

所述烟尘捕集罩的中心竖直截面形状为半椭圆形、半圆形、方形、长方形或梯形。

所述烟尘捕集罩由顶部壁板、倾斜气流导向板和竖直气流导向板组成；倾斜气流导向板沿顶部壁板周向设置，其顶部与顶部壁板相连，底部连接竖直气流导向板。

所述烟尘捕集罩的倾斜气流导向板整体向外下方倾斜，其与水平面的夹角为40°～80°。

所述风量调节机构由调节板和调节板移动机构组成，调节板与挡风板平行且靠近设置，调节板上设有气量调节孔；调节板移动机构使调节板移动并改变其与挡风板的相对位置，通过将风孔露出或遮挡实现风孔气流通道截面形状及大小的改变。

所述气量调节孔与风孔的位置对应或不对应设置，气量调节孔的大小/形状与风孔的大小/形状相同或不同。

基于所述装置的一种焦炉逸散烟尘收集方法，包括：

1)焦炉正常生产时，机焦两侧及顶面的温度在70～90℃之间，炉壁通过热传导、热辐射和逸散高温烟气对流传导，将热量传递给炉壁附近的空气；炉壁附近的空气随温度升高，密度逐渐下降，产生沿焦炉侧壁竖直向上流动的气流；这部分向上流动的气流裹挟着从焦炉中逸散出的有害烟尘，并在逐渐上升的过程中与环境大气混合；

2)焦炉中逸散出的有害烟尘包括焦炉机焦两侧炉门、上升管缝隙、炉顶装煤孔、看火孔处的外逸烟尘，向上流动的气流最终被设置在焦炉上方的烟尘捕集罩捕获，被捕获的烟尘通过烟气输送管道输送到外部烟尘净化处理设备中进行净化处理；

3)设置在焦炉四周的防风调节装置，通过调节风孔气流通道截面形状及大小，能够对焦炉周围的环境空气气流方向和流量进行有效引导和调节：

当焦炉迎风侧的环境空气气流遇到防风调节装置时，少部分气流通过挡风板上的风孔气流通道继续向前流动，大部分气流则被拦截在防风调节装置外侧；经过防风调节装置后的环境空气气流速度将大大降低，从而有效减少环境空气气流对烟尘捕集罩捕集焦炉逸散烟尘效果的影响，提高烟尘捕集效率；

当环境空气气流由烟尘捕集罩上方通过时，在气流流速较高的情况下，会在焦炉的背风侧形成一个负压区；负压会造成该区域内的环境空气气流形成气流涡漩，从而加速流动，气流涡漩的搅动会影响烟尘捕集罩对焦炉逸散烟尘的捕集效果；此时，焦炉背风侧的防风调节装置能够有效减缓气流涡漩的搅动影响，保证烟尘捕集效果。

位于焦炉迎风侧和焦炉背风侧的防风调节装置中分别设置风量调节机构，且2个风量调节机构独立调节。

进行焦炉迎风侧环境空气气流调节时，风速10m/s以下的环境空气气流通过挡风板风孔气流通道后的平均风速小于2m/s。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

1)结合焦炉周围气体流动特点，采用烟尘捕集罩及防风调节装置相配合的方法，实现高效收集焦炉生产时机焦两侧炉门、上升管缝隙、炉顶装煤孔、看火孔等处长期、少量、不规则、多源、偶发性的逸散烟尘的目的，有效保护环境；

2)烟气捕集罩与烟气输送管道连接，将负压工作状态下收集到的焦炉逸散烟尘和空气的混合气体送入外部烟尘净化处理设备中进行处理；其投影面积大于焦炉投影面积，烟尘捕集范围广；

3)防风调节装置设置在焦炉周边，其能够有效降低自然环境中空气气流对烟尘捕集罩收集烟尘的影响，提高烟尘捕集效率。

附图说明

图1是本发明所述焦炉逸散烟尘收集装置的结构示意图。

图中：1.烟尘捕集罩 2.烟气输送管道 3.防风调节装置 4.焦炉 5.炉门 6.装煤孔 7.看火孔 8.上升管 9.顶部壁板 10.倾斜气流导向板 11.竖直气流导向板

具体实施方式

下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步说明：

如图1所示，本发明所述一种焦炉逸散烟尘收集装置，包括烟尘捕集罩1和防风调节装置3；所述烟尘捕集罩1设置在焦炉4上方，其投影面积覆盖并大于焦炉4的投影面积，烟尘捕集罩1顶部中心部位设有烟气输送管道2连接外部烟尘净化处理设备；防风调节装置3设置在焦炉4外侧四周，包括挡风板及风量调节机构，挡风板沿焦炉4周向设置，其上设有多个风孔，风量调节机构用于调节风孔气流通道截面形状及大小；挡风板的上沿高度高于烟尘捕集罩1的底沿高度。

所述烟尘捕集罩1的中心竖直截面形状为半椭圆形、半圆形、方形、长方形或梯形。

所述烟尘捕集罩1由顶部壁板9、倾斜气流导向板10和竖直气流导向板11组成；倾斜气流导向板10沿顶部壁板9周向设置，其顶部与顶部壁板9相连，底部连接竖直气流导向板11。

所述烟尘捕集罩1的倾斜气流导向板10整体向外下方倾斜，其与水平面的夹角为40°～80°。

所述风量调节机构由调节板和调节板移动机构组成，调节板与挡风板平行且靠近设置，调节板上设有气量调节孔；调节板移动机构使调节板移动并改变其与挡风板的相对位置，通过将风孔露出或遮挡实现风孔气流通道截面形状及大小的改变。

所述气量调节孔与风孔的位置对应或不对应设置，气量调节孔的大小/形状与风孔的大小/形状相同或不同。

基于所述装置的一种焦炉逸散烟尘收集方法，包括：

1)焦炉4正常生产时，机焦两侧及顶面的温度在70～90℃之间，炉壁通过热传导、热辐射和逸散高温烟气对流传导，将热量传递给炉壁附近的空气；炉壁附近的空气随温度升高，密度逐渐下降，产生沿焦炉4侧壁竖直向上流动的气流；这部分向上流动的气流裹挟着从焦炉4中逸散出的有害烟尘，并在逐渐上升的过程中与环境大气混合；

2)焦炉4中逸散出的有害烟尘包括焦炉4机焦两侧炉门5、上升管8缝隙、炉顶装煤孔6、看火孔7处的外逸烟尘，向上流动的气流最终被设置在焦炉4上方的烟尘捕集罩1捕获，被捕获的烟尘通过烟气输送管道2输送到外部烟尘净化处理设备中进行净化处理；

3)设置在焦炉4四周的防风调节装置3，通过调节风孔气流通道截面形状及大小，能够对焦炉4周围的环境空气气流方向和流量进行有效引导和调节：

当焦炉4迎风侧的环境空气气流遇到防风调节装置3时，少部分气流通过挡风板上的风孔气流通道继续向前流动，大部分气流则被拦截在防风调节装置3外侧；经过防风调节装置3后的环境空气气流速度将大大降低，从而有效减少环境空气气流对烟尘捕集罩1捕集焦炉4逸散烟尘效果的影响，提高烟尘捕集效率；

当环境空气气流由烟尘捕集罩1上方通过时，在气流流速较高的情况下，会在焦炉4的背风侧形成一个负压区；负压会造成该区域内的环境空气气流形成气流涡漩，从而加速流动，气流涡漩的搅动会影响烟尘捕集罩1对焦炉4逸散烟尘的捕集效果；此时，焦炉4背风侧的防风调节装置3能够有效减缓气流涡漩的搅动影响，保证烟尘捕集效果。

位于焦炉4迎风侧和焦炉4背风侧的防风调节装置3中分别设置风量调节机构，且2个风量调节机构独立调节。

进行焦炉4迎风侧环境空气气流调节时，风速10m/s以下的环境空气气流通过挡风板风孔气流通道后的平均风速小于2m/s。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种焦炉逸散烟尘收集装置，其特征在于，包括烟尘捕集罩和防风调节装置；所述烟尘捕集罩设置在焦炉上方，其投影面积覆盖并大于焦炉的投影面积，烟尘捕集罩顶部中心部位设有烟气输送管道连接外部烟尘净化处理设备；防风调节装置设置在焦炉外侧四周，包括挡风板及风量调节机构，挡风板沿焦炉周向设置，其上设有多个风孔，风量调节机构用于调节风孔气流通道截面形状及大小；挡风板的上沿高度高于烟尘捕集罩的底沿高度。

2.根据权利要求1所述的一种焦炉逸散烟尘收集装置，其特征在于，所述烟尘捕集罩的中心竖直截面形状为半椭圆形、半圆形、方形、长方形或梯形。

3.根据权利要求1所述的一种焦炉逸散烟尘收集装置，其特征在于，所述烟尘捕集罩由顶部壁板、倾斜气流导向板和竖直气流导向板组成；倾斜气流导向板沿顶部壁板周向设置，其顶部与顶部壁板相连，底部连接竖直气流导向板。

4.根据权利要求3所述的一种焦炉逸散烟尘收集装置，其特征在于，所述烟尘捕集罩的倾斜气流导向板整体向外下方倾斜，其与水平面的夹角为40°～80°。

5.根据权利要求1所述的一种焦炉逸散烟尘收集装置，其特征在于，所述风量调节机构由调节板和调节板移动机构组成，调节板与挡风板平行且靠近设置，调节板上设有气量调节孔；调节板移动机构使调节板移动并改变其与挡风板的相对位置，通过将风孔露出或遮挡实现风孔气流通道截面形状及大小的改变。

6.根据权利要求5所述的一种焦炉逸散烟尘收集装置，其特征在于，所述气量调节孔与风孔的位置对应或不对应设置，气量调节孔的大小/形状与风孔的大小/形状相同或不同。

7.基于权利要求1所述装置的一种焦炉逸散烟尘收集方法，其特征在于，包括：

1)焦炉正常生产时，机焦两侧及顶面的温度在70～90℃之间，炉壁通过热传导、热辐射和逸散高温烟气对流传导，将热量传递给炉壁附近的空气；炉壁附近的空气随温度升高，密度逐渐下降，产生沿焦炉侧壁竖直向上流动的气流；这部分向上流动的气流裹挟着从焦炉中逸散出的有害烟尘，并在逐渐上升的过程中与环境大气混合；

2)焦炉中逸散出的有害烟尘包括焦炉机焦两侧炉门、上升管缝隙、炉顶装煤孔、看火孔处的外逸烟尘，向上流动的气流最终被设置在焦炉上方的烟尘捕集罩捕获，被捕获的烟尘通过烟气输送管道输送到外部烟尘净化处理设备中进行净化处理；

3)设置在焦炉四周的防风调节装置，通过调节风孔气流通道截面形状及大小，能够对焦炉周围的环境空气气流方向和流量进行有效引导和调节：

当焦炉迎风侧的环境空气气流遇到防风调节装置时，少部分气流通过挡风板上的风孔气流通道继续向前流动，大部分气流则被拦截在防风调节装置外侧；经过防风调节装置后的环境空气气流速度将大大降低，从而有效减少环境空气气流对烟尘捕集罩捕集焦炉逸散烟尘效果的影响，提高烟尘捕集效率；

当环境空气气流由烟尘捕集罩上方通过时，在气流流速较高的情况下，会在焦炉的背风侧形成一个负压区；负压会造成该区域内的环境空气气流形成气流涡漩，从而加速流动，气流涡漩的搅动会影响烟尘捕集罩对焦炉逸散烟尘的捕集效果；此时，焦炉背风侧的防风调节装置能够有效减缓气流涡漩的搅动影响，保证烟尘捕集效果。

8.根据权利要求7所述的一种焦炉逸散烟尘收集方法，其特征在于，位于焦炉迎风侧和焦炉背风侧的防风调节装置中分别设置风量调节机构，且2个风量调节机构独立调节。

9.根据权利要求7所述的一种焦炉逸散烟尘收集方法，其特征在于，进行焦炉迎风侧环境空气气流调节时，风速10m/s以下的环境空气气流通过挡风板风孔气流通道后的平均风速小于2m/s。