CN110551531A - 对煤气发生炉放散烟气进行除尘处理装置及工艺 - Google Patents

Abstract

本发明涉及环保技术领域，尤其是一种对煤气发生炉放散烟气进行除尘处理装置及工艺。循环油水收集池和循环水泵，煤气发生炉与钟罩阀连接，钟罩阀与静电除尘器的进气口连接，静电除尘器的顶端与自动点火放散火炬连接，静电除尘器的底端排水口与循环油水收集池连接，循环油水收集池通过循环水泵与静电除尘器的进水口连接。人工启动静电除尘器，使放散烟气通过钟罩阀进入静电除尘器；在线CO气体分析仪烟气进行取样，对烟气所含CO进行在线检测；关闭静电除尘器的同时关闭在线CO气体分析仪，开启钟罩阀上的意外超压放散装置进行检测。本发明能够有效降低粉尘颗粒物的排放，而且能够自动监测放散烟气的放散情况，保证了煤气发生炉的安全操作。

Description

对煤气发生炉放散烟气进行除尘处理装置及工艺

技术领域

本发明涉及环保技术领域，尤其是一种对煤气发生炉放散烟气进行除尘处理装置及工艺。

背景技术

随着工业用户要求的不断提高，煤气化技术得到了一定的发展。煤气化技术在中国虽有近百年的历史，但仍然较落后和发展缓慢， 就总体而言，中国煤气化以传统技术为主，煤气发生炉工艺落后，环保设施不健全，污染严重。

烘炉放散烟气：两段式煤气发生炉设置5-6m的干馏段，干馏段一般采用耐火砖砌筑或不定型耐火材料浇筑而成，新炉运行前，需要按照设定的升温曲线进行烘炉处理。煤气发生炉的烘炉过程一般持续5-7天，烘炉燃料一般采用木材和焦炭（以Φ3.6m的煤气发生炉为例，烘炉过程一般需要木材5000kg、焦炭1000kg），目前烘炉放散烟气采取自然放散形式排空，大量颗粒物随烟气排入大气，对周边环境构成严重污染。

启炉前期、后期放散烟气（煤气）：煤气发生炉烘炉完毕，需要自然冷炉后检查炉衬烘烤效果，然后启炉送气。启炉送气前期，先用木材引火，然后用焦炭启炉，启炉阶段初期，发生炉放散废气以CO₂ 为主，其排放特征与烘炉阶段相似，随着启炉时间延续，废气中的CO含量逐渐增加，CO含量增加至一定浓度（CO体积浓度20%以上），启炉阶段结束。Φ3.6m发生炉该阶段木材消耗量约为1500kg，焦炭消耗量约为5000kg。目前，启炉阶段初期主要是烟气自然放散形式；启炉后期，当废气中的CO含量增加到可以点燃时（人工观察烟气颜色，当颜色呈浓黄色时点燃放散火炬），通过火炬将放散煤气点燃形成烟气后高空排放。启炉前期放散烟气未经过除尘处理便排空放散，颗粒物排放严重污染环境；启炉前期放散煤气也未经过除尘处理便点燃放散，煤气携带的粉尘燃烧不完全形成大量颗粒物，其排放过程严重污染环境。

培养发生炉内反应层阶段放散：启动阶段结束后，开始利用加煤机向发生炉内加入烟煤，培养氧化层和还原层，经取样化验煤气含氧量少于0.8%时，关闭放散阀结束煤气放散，并向煤气净化区设备供气，培养反应层阶段的放散煤气在放散口点燃，以火炬放散形式排放废气。Φ3.6m发生炉在该阶段消耗煤炭3000kg左右。该阶段放散煤气未经过除尘处理便点燃放散，煤气携带的粉尘和焦油雾滴燃烧不完全形成大量颗粒物，其排放过程严重污染环境。

发生炉热备放散：煤气站出现停电、设备故障检修或有间歇生产要求时，煤气发生炉需要转入热备状态，待故障排除后或按计划投产时再由热备转入运行状态。热备状态时，一般停供水蒸气气化剂，并将鼓风机转入低负荷状态供应空气，以维持炉内氧化层，或将鼓风机停机，靠放散管的抽吸力由自然吸风阀吸入空气，以维持炉内氧化层。Φ3.6m的煤气发生炉热备状态时耗煤量约为120-130kg/h。热备阶段的放散煤气未经过除尘处理便点燃放散，煤气携带的粉尘和焦油雾滴燃烧不完全形成大量颗粒物，其排放过程严重污染环境。

煤气发生炉停炉时，需要停止空气供应，并有炉底进风箱大量鼓入水蒸气，使炉内温度尽快下降。此时炉内为吸热的还原反应，该反应随着炉温的下降而不断减弱，直至停止。停炉过程一般延续时间较长，在水蒸气充足的情况下一般延续48h。停炉前期，发生炉产生的尾气中H₂ 和CO含量较高，可以点燃，采取火炬放散形式，随着炉温下降，H₂ 和CO含量降低，火炬无法点燃废气，此时采取自然放散形式。Φ3.6m煤气发生炉完成一个停炉需要消耗煤炭3000-4000kg左右。停炉阶段前期，放散煤气未经过除尘处理便点燃放散，煤气携带的粉尘和焦油雾滴燃烧不完全形成大量颗粒物，其排放过程严重污染环境；停炉阶段后期，放散烟气采取自然放散形式排空，大量颗粒物随烟气排入大气，对周边环境造成严重污染。

发明内容

为解决上述技术问题存在的不足，本发明提出一种能够有效减少颗粒物排放的对煤气发生炉放散烟气进行除尘处理装置及工艺。

本发明的装置采用如下技术方案：

一种对煤气发生炉放散烟气进行除尘处理装置，包括煤气发生炉，钟罩阀，静电除尘器，自动点火放散火炬，循环油水收集池和循环水泵，煤气发生炉与钟罩阀连接，钟罩阀与静电除尘器的进气口连接，静电除尘器的顶端与自动点火放散火炬连接，静电除尘器的底端排水口与循环油水收集池连接，循环油水收集池通过循环水泵与静电除尘器的进水口连接。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明在钟罩阀后侧增加静电除尘器，对煤气发生炉放散烟气（煤气）进行除尘（焦油）处理，有效减少了系统最终放散烟气中的颗粒物排放，解决了煤气放生路放散烟气（煤气）造成的环境污染问题。

进一步的，装置的优选方案是：

静电除尘器通过顶端的放散管道与自动点火放散火炬连接，放散管道上设置有放散分支管道，放散分支管道的端部设置有在线CO气体分析仪。

钟罩阀上设置有意外超压放散监测装置。

循环油水收集池内设置有加热器。

一种对煤气发生炉放散烟气进行除尘处理的方法，按如下步骤进行：

1）人工启动静电除尘器、钟罩阀，使放散烟气通过钟罩阀进入静电除尘器；

2）启动在线CO气体分析仪，在线CO气体分析仪开始对静电除尘器后的烟气进行取样，对其所含CO进行在线检测，当检测CO体积浓度达到检测设定值时，启动自动点火放散火炬，点燃放散火炬；

3）启动循环水泵，循环水泵将循环油水收集池中的热循环水输送至静电除尘器内，将静电除尘器内的粉尘和/或焦油通过水循环带入循环油水收集池内；

4）依次人工关闭钟罩阀和静电除尘器，关闭静电除尘器的同时关闭在线CO气体分析仪，延时停止循环水泵，开启钟罩阀上的意外超压放散装置进行检测。

对煤气发生炉放散烟气进行除尘处理的方法与现有技术相比，其有益效果是：

放散烟气经过除尘处理后，再由自动点火放散火炬点燃，有效减少了煤气因携带粉尘颗粒燃烧不完全而产生的颗粒物排放；循环水泵能够有效保证了静电除尘器捕出的粉尘被及时带出，避免阻塞设备；在线CO气体分析仪能够有效使放散煤气浓度达到后及时点燃，减少CO的放散时间，有利于环境保护；意外超压放散监测装置对没起发生炉的放散烟气随时监测，能够有效的保证煤气发生炉的安全操作，避免放散烟气不经过滤直接被燃烧，降低环境污染。

进一步的，对煤气发生炉放散烟气进行除尘处理的方法采用的优选方案是：

当煤气发生炉发生意外放散烟气的情况时，钟罩阀依靠烟气压力自动开启，钟罩阀上的意外超压放散监测装置检测到意外超压放散后，自动启动静电除尘器，静电除尘器启动后按照上述步骤1）至步骤4）进行，意外超压放散事故处理完成后，人工开启意外超压放散装置继续进行监测。

循环油水收集池中的油水温度为50~55℃。

附图说明

图1为本发明的结构示意图；

图中：煤气发生炉1；钟罩阀2；静电除尘器3；在线CO气体分析仪4；自动点火放散火炬5；循环水泵6；循环油水收集池7；加热器8；意外超压放散监测装置9；烟气管道10；放散管道11；放散分支管道12。

具体实施方式

以下结合附图和具体实施例对本发明进一步说明。

参见附图：

一种对煤气发生炉放散烟气进行除尘处理装置，由煤气发生炉1，钟罩阀2，静电除尘器3，自动点火放散火炬5，循环油水收集池7和循环水泵6等组成，煤气发生炉1与钟罩阀2通过烟气管道10连接，钟罩阀2上设置有意外超压放散监测装置9，钟罩阀2通过烟气管道10与静电除尘器3的进气口连接；静电除尘器3顶端通过放散管道11与自动点火放散火炬5连接，放散管道11上设置有放散分支管道12，放散分支管道12的端部与在在线CO气体分析仪4连接；静电除尘器3底端进水口通过循环水泵6与循环油水收集池7连接，静电除尘器3底端的排水口与循环油水收集池7链接，循环油水收集池7内设置有加热器8。

本实施例中，煤气发生炉1在烘炉阶段、启炉阶段、培养火层阶段、热备放散阶段和停炉阶段等有计划放散烟气时，对放散烟气进行除尘处理的工艺方法按如下步骤进行：

第一步：首先人工启动静电除尘器3，然后再人工启动钟罩阀2，使放散烟气由煤气发生炉1通过钟罩阀2进入静电除尘器3进行除尘处理。

第二步：静电除尘器3启动后发出启动信号反馈给PLC控制系统，PLC控制系统自动启动在在线CO气体分析仪4（四方光电股份有限公司的分析仪，型号：Gasboard-3100），在线CO气体分析仪4开始对经过静电除尘器3后的烟气进行取样，对烟气中所含CO进行在线检测，当检测CO体积浓度达到检测设定值14%时，启动自动点火放散火炬5，点燃放散火炬。

第三步：静电除尘器3启动后发出启动信号反馈给PLC控制系统，PLC控制系统自动启动循环水泵6，循环水泵6将循环油水收集池7中经加热至55℃的热循环水输送至静电除尘器3内，将静电除尘器3内的粉尘、焦油通过水循环带入循环油水收集池7内，煤气发生炉1有计划放散烟气完成。

第四步：放散烟气完成后先人工关闭钟罩阀2，然后关闭静电除尘器3，同时静电除尘器3发出关闭信号反馈到PLC控制系统，PLC控制系统自动停止在线CO气体分析仪4，并延时30s停止循环水泵6、开启钟罩阀2上的意外超压放散装置9进行监测。

当煤气发生炉1发生意外放散烟气的情况时，钟罩阀2依靠烟气压力自动开启，钟罩阀2上的意外超压放散监测装置7检测到意外超压放散后，发出启动信号反馈到PLC控制系统，PLC控制系统自动启动静电除尘器3，静电除尘器3启动后按照上述第一步至第四步进行，当意外超压放散事故处理完成后，人工开启意外超压放散装置9继续进行监测。

本发明在中钟罩阀2后设置静电除尘器3，对煤气发生炉1放散烟气进行除尘处理，放散烟气经过除尘处理后，通过自动点火放散火炬5点燃，有效减少了煤气因携带粉尘颗粒燃烧不完全而产生的颗粒物排放；在有计划放散烟气时，煤气站操作人员准备充分，钟罩阀2和静电除尘器3的开启和关闭都由人工控制，而意外超压放散时，操作人员没有任何准备，静电除尘器3的开启通过意外超压放散监测装置9发出开启信号自动控制，在意外超压事故处理完，在由人工关闭钟罩阀2和静电除尘器3，有效的保证煤气发生炉的安全操作。

在线CO气体分析仪4的启动和关闭通过信号反馈自动控制，避免了不经静电除尘器3的煤气直接进入在线CO气体分析仪4对仪器造成损害；循环水泵6的启动和关闭由静电除尘器3发出的信号控制，有效保证了静电除尘器3捕出的粉尘被及时带出，避免阻塞设备；自动点火放散火炬5的启动受在线CO气体分析仪4的检测信号控制，能够有效保证放散煤气及时点燃，减少CO的放散时间，有利于环境保护；煤气发生炉1意外超压放散时，静电除尘器3的开启受意外超压放散监测装置9发出的信号控制，有效避免了因静电除尘器3开启不及时造成的烟气携带颗粒物的放散现象出现。

本实施例中的静电除尘器3同样能够除去烟气中存在的焦油雾滴。

以上仅为本发明的具体实施方式，但对本发明的保护并不局限于此，所有涉及本技术领域技术人员所能想到的对本技术方案技术特征提出的等效的变化或替换，都涵盖在本发发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种对煤气发生炉放散烟气进行除尘处理装置，包括煤气发生炉，钟罩阀，静电除尘器，自动点火放散火炬，循环油水收集池和循环水泵，煤气发生炉与钟罩阀连接，其特征在于：钟罩阀与静电除尘器的进气口连接，静电除尘器的顶端与自动点火放散火炬连接，静电除尘器的底端排水口与循环油水收集池连接，循环油水收集池通过循环水泵与静电除尘器的进水口连接。

2.根据权利要求1所述的对煤气发生炉放散烟气进行除尘处理装置，其特征在于：静电除尘器通过顶端的放散管道与自动点火放散火炬连接，放散管道上设置有放散分支管道，放散分支管道的端部设置有在线CO气体分析仪。

3.根据权利要求1所述的对煤气发生炉放散烟气进行除尘处理装置，其特征在于：钟罩阀上设置有意外超压放散监测装置。

4.根据权利要求1所述的对煤气发生炉放散烟气进行除尘处理装置，其特征在于：循环油水收集池内设置有加热器。

5.一种对煤气发生炉放散烟气进行除尘处理的工艺，其特征在于，按如下步骤进行：

1）人工启动静电除尘器、钟罩阀，使放散烟气通过钟罩阀进入静电除尘器；

2）启动在线CO气体分析仪，在线CO气体分析仪开始对静电除尘器后的烟气进行取样，对烟气所含CO进行在线检测，当检测CO体积浓度达到检测设定值时，启动自动点火放散火炬，点燃放散火炬；

3）启动循环水泵，循环水泵将循环油水收集池中的热循环水输送至静电除尘器内，将静电除尘器内的粉尘和/或焦油通过水循环带入循环油水收集池内；

4）依次人工关闭钟罩阀和静电除尘器，关闭静电除尘器的同时关闭在线CO气体分析仪，延时停止循环水泵，开启钟罩阀上的意外超压放散装置进行检测。

6.根据权利要求5所述的对煤气发生炉放散烟气进行除尘处理的工艺，其特征在于：当煤气发生炉发生意外放散烟气的情况时，钟罩阀依靠烟气压力自动开启，钟罩阀上的意外超压放散监测装置检测到意外超压放散后，自动启动静电除尘器，静电除尘器启动后按照上述步骤1）至步骤4）进行，意外超压放散事故处理完成后，人工开启意外超压放散装置继续进行监测。

7.根据权利要求5所述的对煤气发生炉放散烟气进行除尘处理的工艺方法，其特征在于：循环油水收集池中的油水温度为50～55℃。