CN110760318A - 一种捣固焦炉装煤烟尘处理系统及工艺 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种捣固焦炉装煤烟尘处理系统及工艺，所述系统包括煤气切断阀、导烟三通A、烟气切断阀、导烟三通B、干式除尘装置、风机及煤气掺混装置；上升管的中部通过桥管与集气管相连，桥管上设煤气切断阀；上升管的顶部与导烟三通A主管的一个接口相连，主管的另一个接口处设水封阀；导烟三通A的支管通过连接管道一与导烟三通B的支管连接，连接管道一上设烟气切断阀；对应各炭化室的多个导烟三通B的主管通过连接管道二依次串联组成炉顶装煤烟尘管道，炉顶装煤烟尘管道依次连接干式除尘装置、风机及煤气掺混装置。本发明能够避免捣固焦炉装煤过程中产生的烟尘直接导入煤气系统而出现的煤气净化系统及设备顺行不利、焦油产品质量降低等问题。

Description

一种捣固焦炉装煤烟尘处理系统及工艺

技术领域

本发明涉及煤焦化技术领域，尤其涉及一种捣固焦炉装煤烟尘处理系统及工艺。

背景技术

在炼焦生产中，应用最为广泛的是蓄热式焦炉，从装煤的方式上，通常可分为顶装焦炉和捣固焦炉两类。无论是顶装焦炉还是捣固焦炉，其炼焦用煤料的装入基本上都是采用热装方式，即在炭化室处于高温状态下向炭化室内装入炼焦用煤。在装煤过程中，装入炭化室的煤料与炭化室炽热内壁接触或在炭化室内高温环境下，会瞬间产生大量烟气，产生的大量烟气中会携带一定量的煤料颗粒。为了防止或减少向炭化室装煤过程中产生的大量烟尘从炭化室内外逸而对周围环境造成的污染，针对装煤过程通常采用Proven、OPR等无烟装煤工艺，或利用高压氨水喷射将装煤时产生的烟尘导至邻近炭化室后再进入煤气净化系统并结合对炉顶外逸烟尘、机侧炉门外逸烟尘捕集后利用装煤除尘系统净化的工艺。

Proven、OPR等无烟装煤工艺，是通过提高焦炉煤气集气管的吸力，在炭化室内形成微负压，将装煤时产生的大量烟尘通过与焦炉煤气集气管相连通的上升管、桥管导入集气管，从而实现无烟装煤操作。在这个过程中，虽然装煤时产生的烟气被导入煤气系统，但其携带的煤尘也被带入煤气系统，在通过桥管时，大部分煤尘被用于煤气降温的氨水洗涤下来而随着焦油氨水进入焦油中，在后续的焦油氨水分离过程中形成焦油渣，还有一部分煤尘进入到后续的初冷器及电捕焦油器中，导致初冷器的运行阻力增加、初冷器的冷却效率降低，同时因煤尘进入焦油，会降低焦油的质量，生成一定量需要专门处理的焦油渣。

利用高压氨水喷射将装煤时产生的烟尘导至邻近炭化室后再进入煤气净化系统并结合对炉顶外逸烟尘、机侧炉门外逸烟尘捕集后采用装煤除尘系统净化的工艺，一方面，需要在装煤时将炭化室顶部的导烟孔利用U形管导烟车与邻近的炭化室顶部的导烟孔进行连通从而将装煤时产生的烟尘导入邻近炭化室内，同时利用装煤车上设置的或机侧炉门上方设置的装煤烟尘捕集设施对外逸的装煤烟尘进行捕集，再将捕集的烟尘通过除尘管道送入装煤除尘系统中进行净化处理，为此需要建设相应的装煤导烟车、装煤除尘地面站系统或车载装煤除尘系统，运行时也需要消耗一定量的水、压缩空气、蒸汽、电能等动力介质，目前该系统对装煤烟尘捕集的效率还不尽人意。另一方面，在装煤炭化室对应的桥管处或邻近炭化室对应的桥管处，需要设置高压氨水喷射设施，利用高压氨水喷射形成的吸力，将装煤过程中产生的大部分烟尘通过上升管、桥管导入集气管，为此需要设置高压氨水系统，在高压氨水系统运行时消耗一定量的电能的同时，被带入煤气系统的煤尘仍然会给后续的煤气净化系统带来前述的不利影响以及降低焦油的质量等相关问题。

从整个炼焦过程看，若对装煤时产生的烟气全部回收，可以回收约2～4％的煤气。现有的装煤烟尘治理工艺，虽然将装煤时产生的部分或全部烟气导入了煤气系统，实现了煤气资源的有效回收，但也带来了上述问题，而且此时烟气温度较低，烟气中水分含量较高，有效的煤气成分不高，同时由于烟气导入系统产生的吸力，会增加烟气中氧气的含量，对后续的煤气净化系统的安全运行也具有一定的威胁。

综上所述，为了有效避免装煤过程中由装煤烟尘治理引起的上述问题，提高煤气净化系统的顺行性和焦油质量，促进煤调湿等节能技术的推广实施，有必要针对装煤过程产生的烟尘采用新的技术路线和技术手段，开发一种新的装煤烟尘处理工艺。

发明内容

本发明提供了一种捣固焦炉装煤烟尘处理系统及工艺，能够有效避免捣固焦炉装煤过程中产生的烟尘直接导入煤气系统而出现的煤气净化系统及设备顺行不利、焦油产品质量降低等问题。

为了达到上述目的，本发明采用以下技术方案实现：

一种捣固焦炉装煤烟尘处理系统，包括煤气切断阀、导烟三通A、烟气切断阀、导烟三通B、干式除尘装置、风机及煤气掺混装置；捣固焦炉的炭化室顶部设上升管，上升管的中部通过桥管与集气管相连，桥管上设煤气切断阀；上升管的顶部与导烟三通A主管的一个接口相连，导烟三通A的主管与上升管同轴设置，主管的另一个接口处设水封阀；导烟三通A的支管通过连接管道一与导烟三通B的支管连接，连接管道一上设烟气切断阀；对应各炭化室的多个导烟三通B的主管通过连接管道二依次串联组成炉顶装煤烟尘管道，炉顶装煤烟尘管道通过烟尘输送管道依次连接干式除尘装置、风机及煤气掺混装置。

一种捣固焦炉装煤烟尘处理系统，还包括机侧炉门密封装置；所述机侧炉门密封装置设置在装煤车上，通过驱动装置在装煤车向炭化室内送入煤饼时罩设在机侧炉门框上；所述机侧炉门密封装置是由上封板、下封板、侧封板、前封板和后支板围成的封闭罩体，所述前封板上设有供煤饼通过的开口，所述后支板为2块，2块后支板朝向中心一侧边缘的间距大于炭化室的宽度。

所述导烟三通A与导烟三通B通过连接管道一形成的烟尘通道、烟尘输送管道均倾斜设置。

沿烟尘流动方向，炉顶装煤烟尘管道的起始端通过连通管与集气管连通，连通管上设平衡阀。

所述干式除尘装置为袋式除尘器，袋式除尘器上游的烟尘输送管道上设焦粉入口，与预喷涂粉料的输送管道相连；预喷涂粉料的来源为焦炉出焦除尘或干熄焦除尘收集的焦粉；袋式除尘器清灰及预喷涂粉料的输送均采用压缩氮气。

一种捣固焦炉装煤烟尘处理工艺，包括如下步骤：

1)向炭化室内装煤的操作开始前，通过关闭桥管上的煤气切断阀将对应炭化室的上升管与集气管隔断，同时关闭水封阀，使上升管与大气隔绝；

2)通过装煤车上的驱动装置将机侧炉门密封装置严密贴合在机侧炉门框外侧；

3)开启与待装煤炭化室相对应的导烟三通A与导烟三通B之间的烟气切断阀，使对应上升管与炉顶装煤烟尘管道连通；

4)装煤时产生的大量烟尘在风机的作用下，依次通过上升管、导烟三通A、烟气切断阀、导烟三通B、炉顶装煤烟尘管道进入干式除尘装置；利用压缩氮气将预喷涂用焦粉送入烟尘输送管道中；在干式除尘装置内，滤袋将烟气中的煤尘、吸附有焦油及其它粘性成分的焦粉脱除，净化后的烟气在风机的作用下进入煤气掺混装置，并送入供捣固焦炉加热的煤气管道中用于捣固焦炉自身的供热；

5)装煤结束后，机侧炉门密封装置在驱动装置驱动下与机侧炉门框分离，关闭机侧炉门，打开桥管上的煤气切断阀，使对应炭化室的上升管与集气管连通；

6)将之前打开的烟气切断阀关闭，使对应上升管与炉顶装煤烟尘管道之间的通道隔断。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

1)提高煤气净化系统的顺行能力，提升煤气和焦油品质；

通过将焦炉装煤时产生的带有大量煤尘的烟气单独收集处理，避免了携带大量煤尘的烟气进入煤气净化系统，消除了因烟气中携带煤尘造成煤气初冷装置阻力增加、冷却能力降低因素，提高煤气净化系统的顺行能力，同时提高了煤气的品质和收集到的焦油的质量，减少了焦油渣的产生。

2)降低装煤烟尘治理投资和运行费用；

通过将焦炉装煤时产生的带有大量煤尘的烟气单独收集处理，省却了高压氨水、Proven、OPR等无烟装煤系统和装煤导烟车、炉顶导烟孔等设施，利用干式除尘装置，结合预喷涂工艺的应用，可实现对烟尘的有效净化，避免采用湿法除尘带来的水的二次污染，可显著降低项目建设的投资和系统长期运行的能耗。

3)充分利用煤气资源，减少高品质煤气消耗；

通过将焦炉装煤时产生的带有大量煤尘的烟气单独收集处理后供给焦炉加热系统，实现了低品质煤气资源的有效利用，降低了高品质焦炉煤气的消耗，具有一定的经济效益。

4)提高煤气净化系统运行的安全性；

相对于现有技术中利用高压氨水喷射产生的吸力或提高煤气集气管中的吸力将装煤时产生的烟气导入煤气净化系统的工艺，本发明利用风机将焦炉装煤时产生的带有大量煤尘的烟气单独收集处理，不必考虑因烟气收集系统吸力过大而引起进入煤气净化系统中的氧气含量超标给煤气净化系统的安全带来严重威胁的问题，在保证装煤过程对产生的烟尘进行有效捕集的同时，提高了煤气净化系统运行的安全性。

附图说明

图1是本发明所述一种捣固焦炉装煤烟尘处理系统的结构示意图。

图2是本发明所述上升管与集气管、炉顶装煤烟尘管道的连接关系示意图。

图3是本发明所述机侧炉门密封装置工作状态示意图。

图4是本发明所述机侧炉门密封装置的结构示意图。

图中：1.捣固焦炉 2.机侧炉门密封装置 21.上封板 22.下封板 23.侧封板 24.前封板 25.后支板 3.上升管 4.煤气切断阀 5.导烟三通A 6.烟气切断阀 7.导烟三通B8.干式除尘装置 9.风机 10.煤气掺混装置 11.平衡阀 12.烟尘输送管道13.集气管 14.水封阀 15.机侧炉门框 16.炉柱 17.煤饼

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，本发明所述一种捣固焦炉装煤烟尘处理系统，包括煤气切断阀4、导烟三通A 5、烟气切断阀6、导烟三通B 7、干式除尘装置8、风机9及煤气掺混装置10；捣固焦炉1的炭化室顶部设上升管3，如图1、图2所示，上升管3的中部通过桥管与集气管13相连，桥管上设煤气切断阀4；上升管3的顶部与导烟三通A 5主管的一个接口相连，导烟三通A 5的主管与上升管3同轴设置，主管的另一个接口处设水封阀14；导烟三通A 5的支管通过连接管道一与导烟三通B 7的支管连接，连接管道一上设烟气切断阀6；对应各炭化室的多个导烟三通B 7的主管通过连接管道二依次串联组成炉顶装煤烟尘管道，炉顶装煤烟尘管道通过烟尘输送管道12依次连接干式除尘装置8、风机9及煤气掺混装置10。

一种捣固焦炉装煤烟尘处理系统，还包括机侧炉门密封装置2；所述机侧炉门密封装置2设置在装煤车上，通过驱动装置在装煤车向炭化室内送入煤饼17时罩设在机侧炉门框15上(如图3所示)；如图4所示，所述机侧炉门密封装置2是由上封板21、下封板22、侧封板23、前封板24和后支板25围成的封闭罩体，所述前封板24上设有供煤饼17通过的开口，所述后支板25为2块，2块后支板25朝向中心一侧边缘的间距大于炭化室的宽度。

当机侧炉门密封装置2在装煤车上的驱动装置作用下罩设在机侧炉门框15上时，在炭化室机侧炉口外形成一个封闭的空间，该空间仅允许煤饼17通过，在装煤时可有效防止装煤烟尘从机侧炉口的外逸。

与现有的机侧炉门密封装置不同的是，本发明所述的机侧炉门密封装置2是直接罩设在机侧炉门框15上，而现有机侧炉门密封装置是设置在炉柱16上，这种设置方式在机侧炉口、机侧炉门密封罩之间形成一个上下开放的空间，上部开放的空间与炉门上方炉柱16间设置的机侧炉门烟尘捕集罩相通，在除尘地面站风机的作用下，会从下面开放的空间吸入大量环境空气，这些环境空气在上升过程中与机侧炉口外逸的烟尘汇合后经机侧炉门烟尘捕集罩进入除尘地面站内。而本发明采用直接罩设在机侧炉门框15上的机侧炉门密封装置2，其上下左右均为封闭结构，只在中部设有一个供煤饼通过的开口，可有效地将炭化室内产生的烟尘封闭在炭化室内，并在风机9的作用下在机侧炉门密封装置2与煤饼之间的缝隙处产生足够的负压，有效防止烟尘的外逸，减少环境空气的掺入，提高装煤烟尘收集系统的安全性。

所述导烟三通A 5与导烟三通B 7通过连接管道一形成的烟尘通道、以及烟尘输送管道12均倾斜设置，能够避免装煤烟尘中的煤尘在烟尘通道内沉积而使烟尘通道堵塞。

沿烟尘流动方向，炉顶装煤烟尘管道的起始端通过连通管与集气管13连通，连通管上设平衡阀11。通过设置平衡阀11，消除运行时风机9可能出现的喘振问题，保障风机9运行的安全稳定。

所述干式除尘装置8为袋式除尘器，袋式除尘器上游的烟尘输送管道12上设焦粉入口，与预喷涂粉料的输送管道相连；预喷涂粉料的来源为焦炉出焦除尘或干熄焦除尘收集的焦粉；袋式除尘器清灰及预喷涂粉料的输送均采用压缩氮气，能够避免因采用压缩空气而增加烟尘中氧气含量而导致系统存在的爆炸风性。

一种捣固焦炉装煤烟尘处理工艺，包括如下步骤：

1)向炭化室内装煤的操作开始前，通过关闭桥管上的煤气切断阀4将对应炭化室的上升管3与集气管13隔断，同时关闭水封阀14，使上升管3与大气隔绝；避免装煤时产生的装煤烟尘误入煤气净化系统；

2)通过装煤车上的驱动装置将机侧炉门密封装置2严密贴合在机侧炉门框15外侧；保障装煤时炭化室内产生的装煤烟尘通过炭化室机侧炉口逸散到捣固焦炉1周围而造成环境污染；

3)开启与待装煤炭化室相对应的导烟三通A 5与导烟三通B 7之间的烟气切断阀6，使对应上升管3与炉顶装煤烟尘管道连通；此时在风机9的作用下，在炭化室内形成一定的负压，有利于装煤时产生的装煤烟尘被有效捕集；

4)装煤时产生的大量烟尘在风机9的作用下，依次通过上升管3、导烟三通A 5、烟气切断阀6、导烟三通B 7、炉顶装煤烟尘管道进入干式除尘装置8；利用压缩氮气将预喷涂用焦粉送入烟尘输送管道12中；在干式除尘装置8内，滤袋将烟气中的煤尘、吸附有焦油及其它粘性成分的焦粉脱除，净化后的烟气在风机9的作用下进入煤气掺混装置10，并送入供捣固焦炉加热的煤气管道中用于捣固焦炉1自身的供热；

利用压缩氮气将焦粉送入烟尘输送管道12中，在烟尘输送管道12中焦粉与烟尘中携带的焦油等粘性成分充分接触，焦油等粘性成分吸附在焦粉颗粒上，并随着气流进入干式除尘装置8内，在干式除尘装置8内，烟气中的煤尘及吸附了焦油等粘性成分的焦粉被阻留在滤袋表面而被脱除，脱除煤尘的烟气在风机9的作用下进入煤气掺混装置10，通过煤气掺混装置10，烟气被送入煤气管道中用于捣固焦炉1自身的供热。煤气掺混装置10可将脱除煤尘的装煤烟气与供捣固焦炉1加热的煤气充分混合以用于焦炉的燃烧供热，可替代一部分经过净化的焦炉煤气，实现煤气资源的充分高效利用。

5)装煤结束后，机侧炉门密封装置2在驱动装置驱动下与机侧炉门框15分离，关闭机侧炉门，打开桥管上的煤气切断阀4，使对应炭化室的上升管3与集气管13连通；此时炭化室内煤料在无氧环境下进入干馏过程，在煤料稳定的状态下，干馏产生的煤气仅携带极少的粉尘，因此在非装煤期间导入煤气净化系统的煤气对后续的净化处理设施由粉尘带来的不利影响基本消除，焦油的质量也必将得到大幅提升；

6)将之前打开的烟气切断阀6关闭，使对应上升管3与炉顶装煤烟尘管道之间的通道隔断。

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 (6)

1.一种捣固焦炉装煤烟尘处理系统，其特征在于，包括煤气切断阀、导烟三通A、烟气切断阀、导烟三通B、干式除尘装置、风机及煤气掺混装置；捣固焦炉的炭化室顶部设上升管，上升管的中部通过桥管与集气管相连，桥管上设煤气切断阀；上升管的顶部与导烟三通A主管的一个接口相连，导烟三通A的主管与上升管同轴设置，主管的另一个接口处设水封阀；导烟三通A的支管通过连接管道一与导烟三通B的支管连接，连接管道一上设烟气切断阀；对应各炭化室的多个导烟三通B的主管通过连接管道二依次串联组成炉顶装煤烟尘管道，炉顶装煤烟尘管道通过烟尘输送管道依次连接干式除尘装置、风机及煤气掺混装置。

2.根据权利要求1所述的一种捣固焦炉装煤烟尘处理系统，其特征在于，还包括机侧炉门密封装置；所述机侧炉门密封装置设置在装煤车上，通过驱动装置在装煤车向炭化室内送入煤饼时罩设在机侧炉门框上；所述机侧炉门密封装置是由上封板、下封板、侧封板、前封板和后支板围成的封闭罩体，所述前封板上设有供煤饼通过的开口，所述后支板为2块，2块后支板朝向中心一侧边缘的间距大于炭化室的宽度。

3.根据权利要求1所述的一种捣固焦炉装煤烟尘处理系统，其特征在于，所述导烟三通A与导烟三通B通过连接管道一形成的烟尘通道、烟尘输送管道均倾斜设置。

4.根据权利要求1所述的一种捣固焦炉装煤烟尘处理系统，其特征在于，沿烟尘流动方向，炉顶装煤烟尘管道的起始端通过连通管与集气管连通，连通管上设平衡阀。

5.根据权利要求1所述的一种捣固焦炉装煤烟尘处理系统，其特征在于，所述干式除尘装置为袋式除尘器，袋式除尘器上游的烟尘输送管道上设焦粉入口，与预喷涂粉料的输送管道相连；预喷涂粉料的来源为焦炉出焦除尘或干熄焦除尘收集的焦粉；袋式除尘器清灰及预喷涂粉料的输送均采用压缩氮气。

6.一种基于权利要求1所述系统的捣固焦炉装煤烟尘处理工艺，其特征在于，包括如下步骤：

1)向炭化室内装煤的操作开始前，通过关闭桥管上的煤气切断阀将对应炭化室的上升管与集气管隔断，同时关闭水封阀，使上升管与大气隔绝；

2)通过装煤车上的驱动装置将机侧炉门密封装置严密贴合在机侧炉门框外侧；

3)开启与待装煤炭化室相对应的导烟三通A与导烟三通B之间的烟气切断阀，使对应上升管与炉顶装煤烟尘管道连通；

4)装煤时产生的大量烟尘在风机的作用下，依次通过上升管、导烟三通A、烟气切断阀、导烟三通B、炉顶装煤烟尘管道进入干式除尘装置；利用压缩氮气将预喷涂用焦粉送入烟尘输送管道中；在干式除尘装置内，滤袋将烟气中的煤尘、吸附有焦油及其它粘性成分的焦粉脱除，净化后的烟气在风机的作用下进入煤气掺混装置，并送入供捣固焦炉加热的煤气管道中用于捣固焦炉自身的供热；

5)装煤结束后，机侧炉门密封装置在驱动装置驱动下与机侧炉门框分离，关闭机侧炉门，打开桥管上的煤气切断阀，使对应炭化室的上升管与集气管连通；

6)将之前打开的烟气切断阀关闭，使对应上升管与炉顶装煤烟尘管道之间的通道隔断。

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