CN112662408A

CN112662408A - 一种焦炉机焦侧炉门无组织排放连续收集技术

Info

Publication number: CN112662408A
Application number: CN202011328622.9A
Authority: CN
Inventors: 李庆生; 李俊玲; 张雨虎
Original assignee: Shandong Province Metallurgical Engineering Co Ltd
Current assignee: Shandong Province Metallurgical Engineering Co Ltd
Priority date: 2020-11-24
Filing date: 2020-11-24
Publication date: 2021-04-16

Abstract

本发明施例的目的旨在解决现有技术中存在的技术问题，提出了一种焦炉机焦侧炉门无组织排放连续收集技术，其能够对炼焦生产过程中，由于焦炉生产的特性，焦炉装煤后及炼焦过程中，炭化室内高压的荒煤气冲破炉门刀边，或者炭化室内的荒煤气从炉门刀边密封不严密处泄露而产生的无组织排放进行持续的收集。

Description

一种焦炉机焦侧炉门无组织排放连续收集技术

技术领域

本发明涉及炼焦环保技术领域，特别是涉及焦炉机焦侧炉门上方的无组织排放持续收集

背景技术

在焦炉生产过程中，焦炉推焦装煤等环节，产生大量有毒含尘组织排放的废气，其中含有固体悬浮物、苯可溶物、苯并芘、硫化氢，氨等有害物质，如长期接触对人体健康十分有害。根据对焦炉生产过程中三类烟尘排放源(连续、阵法和事故性)中所含有害物质数量的分析，焦炉烟尘中散发量最大，危害最严重的是装煤过程中外溢的大量粗煤气和烟尘，其约占污染总量的60％，而出焦散发的粉尘约为装煤散发粉尘的一倍以上，尤其在推出的焦炭成熟程度不足时，焦炭中还存在大量的热解产物，在推焦时和空气接触，燃烧生产细分散的炭黑，因而形成大量的浓烟黑尘，严重污染了焦炉周围的环境。而且出焦时炉门散发的烟气直接逸散到炉顶表面，对工人的作业环境影响大，而国内对于出焦过程焦炉炉门散发的烟气没有明显的处理设施。

炉头逸散烟尘的特点是间歇排放、烟气湿度大、温度高，含有可燃气体和焦油，而且产尘点会在长距离上频繁移动，并有固定源和移动源的特征，烟尘处理的难点主要有：

1)如何高效保证烟尘捕集率

焦炉炉头附近设备多、构筑物多，炉头烟散逸速度快，如何根据现场实际情况研发合理的搜集装置，是保证炉头烟捕集率的关键；

2)除尘系统如何适应焦炉生产工艺特点

出焦装煤、平煤等过程是有规律的间歇性生产作业，整个焦炉不是所有炉门都在逸散烟尘，需要对炉头烟尘逸散点进行精准控制。研发一套完全适应焦炉生产的炉头烟除尘软硬件系统是一大难题。

焦炉产生的烟尘主要有两个部分，一部分是炼焦期间焦炉逸出的散烟，为连续无组织排放；另一部分是机械操作过程中产生的烟尘，主要在装煤、推焦、拦焦和熄焦过程中产生的。

1.焦炉装煤过程中的烟尘

焦炉装煤过程中，入炉煤从炉顶装煤孔或者机侧炉门装入炭化室，入炉煤突遇高温产生大量荒煤气和烟尘，炭化室内压力突然升高，喷出大量烟尘，它们主要来自如下两个方面：

1)进入炭化室的入炉门置换出大量的空气，被置换的空气收到压力变化影响会携带出大量的煤尘和烟尘，因装煤车开始时空气中的氧气和入炉的煤燃烧生产炭黑而产生黑烟。

2)湿煤和高温炉墙接触升温产生和大量的水汽和荒煤气，它们同时扬起细煤粉。

2.炼焦过程中产生的烟尘

炼焦过程中，排放到大气的灰尘、焦油类物质数量不大，么人焦炉荒煤气这是大量的，这些烟气主要是从炉门和焦炉耐火砖砌体不严密处冒出来的，形成现有条件下不可避免的工艺污染。炼焦过程中的烟尘主要来自以下几个方面：

1)焦炉炉门密封不严产生的烟尘；

2)焦炉炉盖密封不严产生的烟尘；

3)焦炉上升管盖密封不严产生的烟尘；

4)焦炉炉体耐火砌体不严产生的烟尘；

5)焦炉炉体串漏导致烟囱排放的黑烟；

6)焦炉加热制度缺项导致烟囱排放的黑烟。

3、焦炉烟尘的排放特点

综上所说，由于焦炉生产工艺的特殊性，其排放烟尘的特点是：装煤和推焦具有阵发性、周期性，瞬时强度高，烟气排放浓度大，烟气湿度大，温度高，含有可燃气体和焦油，而且产尘点会沿焦炉纵向频繁移动，兼有固定源和移动源的特征；炼焦过程主要为无组织排放，具有排污部位多而且多变的特点。总之炼焦不同工序过程产生的烟尘性质千差万别，排放强度也不同。因此，焦炉烟尘治理一直以来是污染控制的难点。

焦炉烟尘含有多种污染源，主要是总悬浮颗粒物(TSP)、苯可溶物(BSO)和苯并芘(BaP) 等。焦炉烟尘逸出后在大气温度和压力下迅速冷凝并附着在悬浮微粒表面，随呼吸微粒进入人体内并沉积于肺部。研究表明，焦炉烟尘中BSO和BaP是强致癌物质，长期持续地吸入含致癌物质的微粒能引发肿瘤。某些研究报告指出，焦炉操作工人患呼吸系统癌症的危险比其他钢铁工人高，就焦化而言，炼焦工人肺癌的发病率极高，在冶金企业中是一种仅次于肺尘埃沉着病的职业病。

焦炉烟尘中散发量最大，危害最严重的是装煤过程中外溢的大量黄烟和煤尘。据有关资料报道，焦炉装煤过程烟尘有害物质散发量约占焦炉总污染物的60％。

在焦炉生产过程中，焦炉炉门和炉门框为弹性压力下的刚性密封，焦炉炉门框在生产期间，其上粘结焦油及焦油渣，破坏了炉门刀边和炉门框的密封。焦炉装煤时，炭化室内的压力急剧上升，最高能达到3KPa，在此压力下，炭化室内的荒煤气会冲破弹性刀边的密封，在焦炉炉门上部形成无组织排放。在焦炉装煤后至结焦4小时之内，处于初期炭化时间，炭化室内煤气发生量大，焦炉荒煤气导出流通面积固定，导致焦炉炭化室压力高，冒烟严重，这种焦炉无组织排放，随着热浮力上升，既污染了环境，又对焦炉操作工人的人身健康产生危害。

这种无组织排放是由于焦炉生产的特性产生的，在常规的炼焦操作下，没有方法进行收集处理，是当前的环保、职业健康等工作不能允许的，亟需一种能收集处理这种焦炉无组织排放的技术。

发明内容

具体技术方案如下：

本发明提供一种焦炉机焦侧炉门无组织排放连续收集技术，包括安装于机焦侧炉门上方的集烟罩、安装于机焦侧集烟罩与机焦侧集烟管之间的气动执行机构、安装于机焦侧集烟管末端的压力平衡阀、集烟总管、风机及PLC控制系统，其中：

集烟罩包括集烟罩外壳及内部列管等附属构件，根据焦炉炭化室的数量，机焦侧炉门上方各设计一个集烟罩；

气动执行机构包括气缸及限位、金属软管等，限位装置做隔热处理；

在风机之前设置了除尘装置，将烟气中的焦油及粉尘进行捕集；

本发明提供一种焦炉机焦侧炉门无组织排放连续收集技术，系统主要参数为：

烟气总量： 10万～30万Nm³/h

同时开启集烟罩的数目：机侧和焦侧各五个

过滤器入口压力不足极限： 4KPa

正常状态每个打开阀抽力

不推焦期间： 0.8～1.2万Nm³/h

推焦过程机侧和焦侧的集烟罩： 0.6～1.0万Nm³/h

每个关闭集烟罩的抽气量： 100Nm³/h

抽吸机焦侧泄漏煤气的温度比例：

在本发明的一些实施方式中，推焦时，焦炉打开机焦侧炉门后，位于焦炉炉门上方的集烟罩在气动阀的作用下打开，焦炉推焦期间机焦侧炉头产生的烟气，流经机焦侧烟气收集主管、总管及除尘装置，过滤掉其中的粉尘和焦油等物质后，再经风机加压后高处排放。本系统的PLC程序依据推焦计划对生产炉号的机焦侧收集罩进行控制；

在本发明的一些实施方式中，生产期间，位于焦炉炉门上方的集烟罩在气动阀的作用下打开机焦侧各5个刚装煤号机焦侧炉门密封不严密处产生的烟气，流经机焦侧烟气收集主管、总管及除尘装置，过滤掉其中的粉尘和焦油等物质后，再经风机加压后高处排放。本系统的 PLC程序依据推焦计划对刚装煤的连续五个炭化室的收集罩进行控制；

在本发明的一些实施方式中，生产期间，位于焦炉炉门上方的集烟罩在气动阀的作用下，对非出炉号及连续5个装煤号外的炭化室机焦侧炉口的收集罩，打开微小开度，焦炉机焦侧炉门密封不严密处产生的烟气，流经机焦侧烟气收集主管、总管及除尘装置，过滤掉其中的粉尘和焦油等物质后，再经风机加压后高处排放。本系统的PLC程序依对非出焦炉号及刚装煤的连续五个炭化室之外的其余炭化室机焦侧炉口的收集罩进行控制；

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为一种焦炉机焦侧炉门无组织排放连续收集技术示意图；

图2为机焦侧集尘罩机击沉管道结构示意图，在焦炉的机侧和焦侧沿炉组长向设置机焦侧除尘管道，在焦炉间台位置设置集尘总管，将机焦侧集尘管道连接在一起。对每一个炭化室，在其机焦侧炉门上方安装一个气动控制的集尘罩。

图3为焦炉机焦侧无组织排放连续收集示意总图，焦炉机焦侧的无组织排放经连续收集，经除尘器净化后，由风机排放。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

本说明书中的各个实施例均采用相关的方式描述，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处。尤其，对于系统实施例而言，由于其基本相似于方法实施例，所以描述的比较简单，相关之处参见方法实施例的部分说明即可。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围。

凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均包含在本发明的保护范围内。

Claims

1.一种焦炉机焦侧炉门无组织排放连续收集技术，其特征在于，包括集烟罩及气缸、过滤器及引风机和控制系统；其中，

所述集烟罩及气缸，收集推焦、装煤、平煤及生产期间焦炉炉门处无组织排放；

所述过滤器及引风机，过滤收集的无组织排放烟气并加压后送；

所述控制系统，对集烟罩气缸开闭动作进行集中控制。

2.根据权利要求1所述一种焦炉机焦侧炉门无组织排放连续收集技术，其特征是，所述集烟罩及气缸具体包括：

集烟罩，收集推焦、装煤、平煤及生产期间焦炉炉门处无组织排放；

气缸，控制集烟罩与管路之间的阀门开闭状态。

3.根据权利要求1所述一种焦炉机焦侧炉门无组织排放连续收集技术，其特征是，所述过滤器及引风机具体包括：

过滤器，净化过滤焦炉机焦侧无组织排放烟尘中的悬浮物及其他有害物质；

引风机，克服过滤器前的各类设备、管道阻力，并将净化后的烟气外送。

4.根据权利要求1所述一种焦炉机焦侧炉门无组织排放连续收集技术，其特征是，所述控制系统具体包括：

控制软件，控制推焦、装煤、平煤炉号机焦侧炉门集烟罩气缸的开闭及连续推焦装煤机焦侧各5个炭化室集烟罩的开闭状态；

控制柜，将信号集中控制及传输，并和焦炉生产系统推焦、装煤、平煤信号联锁。

5.根据权利要求1所述一种焦炉机焦侧炉门无组织排放连续收集技术的工作方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤1：焦炉推焦前，气缸控制的机焦侧集烟罩打开，收集出焦烟气并净化后外排；

步骤2：推焦结束后，气缸控制的的集烟罩连续打开5个已出焦连续炉号，收集机焦侧炉门无组织排放，净化后排出；

步骤3：生产期间，对步骤1和步骤2之外的其余炭化室，气缸控制集的烟罩系统保持适当开度，连续收集无组织排放，净化后排出；

步骤4：根据焦炉推焦装煤计划，陆续开启、关闭气缸，保持刚装煤后的连续5个炭化室机焦侧集烟罩打开。