CN114058387A - 用于消除焦炉炉顶粉尘烟气的无烟装煤方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种用于消除焦炉炉顶粉尘烟气的无烟装煤方法，包括步骤：1.打开装煤孔并始装煤时，全开装在桥管（6）集气管侧的阀体翻板（3），装在桥管上升管侧的喷氨装置（7）向上升管（2）内喷高压氨水；2.装煤过程中，控制阀体翻板开度，控制喷氨装置喷出的氨水压力，使上升管内的压力保持负压，从而使焦炉炭化室内保持负压；3.装煤完成后，喷氨装置向上升管内喷低压氨水，关小阀体翻板，使集气管（1）内的压力保持正压，从而使焦炉炭化室内的压力保持正压。本发明能通过对荒煤气流量的有效调节来控制炉内压力，实现无烟装煤；同时也能防止正常生产状态下荒煤气返流炭化室和在炭化室内燃烧的问题，减少荒煤气的释放损失。
Description
技术领域
本发明涉及一种焦炉炉顶装煤方法，尤其涉及一种用于消除焦炉炉顶粉尘烟气的无烟装煤方法。
背景技术
高炉炼铁是全世界钢铁行业主流炼铁工艺，其中，焦炭在生产铁水的高炉中发挥了发热剂、碳骨架、还原剂、渗碳剂等重要作用。焦炭主要是煤在高温隔绝空气的条件下热解而生成的，焦炭生产大多使用顶装立式焦炉，并采用常规炼焦工艺或煤调湿与常规炼焦结合的工艺，由于炭化室内处于1000℃左右的高温，煤进入炭化室内时在极高的温度以及热流的浮力的作用下，大量小颗粒的煤粉尘会从装煤口逸出焦炉，同时由于煤初步热解产生的大量有毒烟气也从装煤口中释放出来，导致装煤时炉顶浓烟滚滚、烟尘四处飘落，极大的污染了焦炉炉顶区域及周围生产环境，另外，由于大量荒煤气的释放，也造成了荒煤气的大量损失。另外，在焦饼即将成熟的生产后期，由于荒煤气的数量减少，容易导致焦炉下部负压且荒煤气回流燃烧的问题。
中国发明专利申请CN201810731496.8公开了一种捣固焦炉无烟装煤物联网全流程控制工艺，通过物联网系统将装煤、鼓冷、煤气净化3个工序的作业过程整合后统一由地面控制站控制，其中，装煤工序包括装煤前准备阶段、装煤进行阶段及装煤结束阶段；控制参数至少包括：装煤车动作信号、高压氨水压力与流量、集气管压力、煤气鼓风机输送动力。
中国发明专利ZL201410060535.8公开了一种顶装焦炉无烟装煤装置，包括内闸板装置、装煤套筒，闸板装置位于装煤套筒上部。该装置通过密封装煤炉口使装煤时产生的荒煤气通过上升管进入集气管系统，以降低对除尘系统的风量。
中国实用新型专利ZL200420016555.7公开了一种双吸燃烧式无烟装煤装置，烟气在装煤集尘套筒和与之相连接的管道内燃烧，燃烧后的烟气经烟气导出管进入n+2号炭化室。
上述专利及专利申请虽然能在装煤过程中一定程度上抑制烟尘的释放，但无法避免焦炉炉顶的有毒气体释放，即使将有毒气体进行燃烧，还是会造成燃烧后气体释放和环境污染的问题，也无法对炉顶释放的荒煤气进行有效回收，造成荒煤气的极大损失和浪费。在焦饼快要成熟的炼焦后期，由于炉内荒煤气产生量减少而造成焦炉下部负压，进而导致了荒煤气回流和部分烧损。
发明内容
本发明的目的在于提供一种用于消除焦炉炉顶粉尘烟气的无烟装煤方法，能通过对荒煤气流量的有效调节来控制炉内压力，实现无烟装煤；同时也能防止正常生产状态下荒煤气返流炭化室和在炭化室内燃烧的问题，减少荒煤气的释放损失。
本发明是这样实现的：
一种用于消除焦炉炉顶粉尘烟气的无烟装煤方法，该无烟装煤方法应用于采用配合煤的常规炼焦工艺和煤调湿与常规炼焦相结合的工艺中，炼焦工艺中用于收集荒煤气的装置包括集气管、连接在焦炉顶部的上升管、连通在集气管与上升管之间的倒U形结构的桥管、设置在桥管内集气管侧的阀体翻板以及设置在桥管内上升管侧的喷氨装置；
所述的无烟装煤方法包括以下步骤：
步骤1：打开焦炉顶部装煤孔并开始装煤时，同时全开安装在桥管集气管侧的阀体翻板，喷氨装置向上升管内喷出高压氨水；
步骤2：在装煤的过程中，控制阀体翻板的开度，并控制喷氨装置喷出的氨水压力，使上升管内压力的保持负压，从而使焦炉炭化室内的压力为负压；
步骤3：装煤完成后，关闭装煤孔，焦炉正常生产，喷氨装置向上升管内喷出低压氨水，关小阀体翻板，使连接在桥管出气端的集气管内的压力保持正压，从而使焦炉炭化室内的压力为正压。
所述的步骤1中，喷氨装置向上升管内喷出的高压氨水的压力为20-25MPa。
所述的步骤2中，上升管内的负压大于500pa，使焦炉炭化室内的压力相应保持在大于500pa的负压。
所述的步骤2中，在装煤的过程中，通过与桥管连通的测压管路测量桥管内的压力，测压管路外接控制系统。
所述的步骤3中，集气管内的正压大于45Pa且小于70Pa，使焦炉炭化室内的压力相应保持在大于45pa且小于70Pa的正压。
所述的步骤3中，喷氨装置向上升管内喷出的低压氨水的压力为0.1-0.2MPa。
所述的步骤2和步骤3中，在控制阀体翻板和喷氨装置时，先控制喷氨装置向上升管内喷氨水，再调节阀体翻板的开度。
本发明与现有技术相比，具有如下有益效果：
1、本发明由于通过控制喷入氨水压力和阀体翻板开度来调节荒煤气流量，能在装煤过程中保持炭化室内负压，确保小颗粒煤和荒煤气等有毒气体由于负压被吸入炭化室内，避免颗粒物、有毒烟气等污染物的排放，保证了炉顶装煤的清洁，实现无烟装煤，并部分收集了释放的荒煤气，减少荒煤气的释放损失。
2、本发明由于根据荒煤气流量采用气动装置控制阀体翻板，实现对荒煤气流量的控制，使炭化室内保持正压，能在正常生产状态下防止氨水喷洒过量导致氨水进入煤中影响焦炭质量、荒煤气返流回炭化室、以及荒煤气在炭化室内燃烧的情况发生，也能防止氨水喷洒不足导致炉顶烟气不能完全消除而造成大量荒煤气排放损失的情况发生。另外，通过气动装置控制开合的阀体翻板具有易于控制、拆装维护方便、结构简单、成本低等优点。
3、本发明能对煤热解过程中焦炉炉内压力的有效调节和控制，实现烟尘、有害气体等污染物的排放，同时能提高荒煤气的收集量，降低荒煤气的释放损失，从而降低生产成本，具有良好的经济效益和环境效益。
本发明能通过对喷入氨水压力和阀体翻板开度的控制，达到有效控制荒煤气流量的目的，从而控制炉内压力，实现无烟装煤；同时也能在正常生产状态下通过控制阀体翻板开度控制荒煤气流量，从而防止荒煤气返流炭化室和在炭化室内燃烧的问题，减少荒煤气的释放损失。
附图说明
图1是本发明用于消除焦炉炉顶粉尘烟气的无烟装煤方法的流程图；
图2是炼焦工艺中煤热解产生的荒煤气的收集装置的结构示意图。
图中，1集气管，2上升管，3阀体翻板，4气动装置，5测压管路，6桥管，7喷氨装置。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明。
一种用于消除焦炉炉顶粉尘烟气的无烟装煤方法，该无烟装煤方法应用于采用配合煤的炼焦工艺中。所述的配合煤的炼焦工艺包括常规炼焦工艺和煤调湿与常规炼焦相结合的工艺，所述的配合煤中粒度小于3mm的比例为80-85%；请参见附图2，所述的炼焦工艺中用于收集煤热解产生的荒煤气的装置包括集气管1、连接在焦炉顶部的上升管2、连通在集气管1与上升管2之间的倒U形结构的桥管6、以及设置在桥管6内的阀体翻板3、测压管路5和喷氨装置7；阀体翻板3位于桥管6的集气管侧即靠近集气管1安装并通过气动装置4驱动开合，喷氨装置7位于桥管6的上升管侧即靠近上升管2安装，测压管路5位于桥管6的中部。
请参见附图1，所述的无烟装煤方法包括以下步骤：
步骤1：打开焦炉顶部装煤孔并开始装煤时，同时打开阀体翻板3和喷氨装置7，使阀体翻板3全开，喷氨装置7向上升管2内喷出高压氨水。
优选的，所述的喷氨装置7向上升管2内喷出的高压氨水的压力为20-25MPa，能快速且有效的控制上升管2内的压力。
步骤2：在装煤的过程中，通过气动装置4控制阀体翻板3的开度，并控制喷氨装置7喷出的氨水压力，使上升管2内的压力保持负压，且负压大于500pa，从而使焦炉炭化室内的压力为负压且负压大于500pa，确保焦炉炭化室内的负压压力能将小颗粒煤和荒煤气等有毒气体有效吸入即可。
在装煤的过程中，通过与桥管6连通的测压管路5测量桥管6内的压力，测压管路5外接控制系统，便于实时检测桥管6和上升管2内的压力，从而能控制焦炉炭化室内的负压值保持在合适的范围内，确保在装煤过程中，小颗粒煤被吸入炭化室内，煤热解释放的荒煤气等有毒气体也被吸入炭化室内而不会释放出来，从而保证炉顶装煤清洁。优选的，在控制阀体翻板3和喷氨装置7时，可先通过喷氨装置7喷出高压氨水，再根据测压管路5测量得到的压力数值调节阀体翻板3的开度，使桥管6内的压力保持在合适的范围内即可，易于控制，操作方便。
步骤3：装煤完成后，关闭装煤孔，焦炉正常生产，喷氨装置7向上升管2内喷出低压氨水，喷氨装置7喷入的低压氨水的压力优选为0.1-0.2MPa，，关小阀体翻板3，使连接在桥管6出气端的集气管1内的压力保持正压，且正压大于45Pa且小于70Pa，阀体翻板3的开度由荒煤气流量变化确定造成的集气管1压力变化来，且荒煤气流量越大，阀体翻板3的开度越大，从而保证焦炉炭化室内的压力为大于45Pa且小于70Pa的正压，防止集气管1内的荒煤气返流至炭化室以及荒煤气在炭化室内燃烧的情况发生。
在焦炉的正常生产状态下，控制阀体翻板3和喷氨装置7时，可先通过喷氨装置7向上升管2内持续喷入低压氨水，且喷入的低压氨水的压力保持基本不变，再根据测压管路5测量得到的压力数值调节阀体翻板3的开度，使集气管1内的压力保持在合适的范围内即可。
实施例1：
本实施例中使用的煤种为来自生产厂的配合煤，粒度小于3mm的配合煤比例为85%，炼焦使用的工艺为煤调湿工艺与常规炼焦工艺结合。
在打开焦炉装煤孔开始装煤时，利用气动装置4控制阀体翻板3完全打开，同时利用喷氨装置7喷出高压氨水，氨水的压力为20MPa。在装煤的过程中，通过气动装置4控制阀体翻板3的开度大小，结合喷氨装置7对氨水的喷出压力大小的控制，使上升管2的压力为负压510Pa，也即保证焦炉炭化室内的压力为负压510Pa，该负压压力可以通过测压管路5来进行测量，从而保证了装煤过程中小颗粒煤被吸入炭化室内，同时煤热解释放的荒煤气的有毒气体也被吸入炭化室内而不会释放出来，进而保证炉顶装煤清洁。
装煤完成后，喷氨装置7转为0.15MPa低压喷氨，阀体翻板3的开度由荒煤气的实时流量确定，关小阀体翻板3至集气管1内的压力保持50Pa正压，该正压压力可以通过测压管路5来进行测量，从而保证焦炉内的压力为50Pa左右的正压，防止荒煤气的返流及其在炭化室内燃烧的情况发生。
装煤完成后对炉顶气体进行检测，检测结果为：苯并芘1.7µg/m3，颗粒物1.456mg/m3，苯不溶物0.372mg/m3，符合排放标准（装煤过程等的排放标准如表1所示）。
表1 焦炉污染物排放限值表
实施例2：
本实施例中使用的煤种为来自生产厂的配合煤，粒度小于3mm的配合煤比例为80%，炼焦使用的工艺为煤调湿工艺与常规炼焦工艺结合。
在打开焦炉装煤孔开始装煤时，利用气动装置4控制阀体翻板3完全打开，同时利用喷氨装置7喷出高压氨水，氨水的压力为25MPa。在装煤的过程中，通过气动装置4控制阀体翻板3的开度大小，结合喷氨装置7对氨水的喷出压力大小的控制，使上升管2的压力为负压530Pa，也即保证焦炉炭化室内的压力为负压530Pa，该负压压力可以通过测压管路5来进行测量，从而保证了装煤过程中小颗粒煤被吸入炭化室内，同时煤热解释放的荒煤气的有毒气体也被吸入炭化室内而不会释放出来，进而保证炉顶装煤清洁。
装煤完成后，喷氨装置7转为0.14MPa低压喷氨，阀体翻板3的开度由荒煤气的实时流量确定，关小阀体翻板3至集气管1内的压力保持55Pa正压，该正压压力可以通过测压管路5来进行测量，从而保证焦炉内的压力为55Pa左右的正压，防止荒煤气的返流及其在炭化室内燃烧的情况发生。
装煤完成后对炉顶气体进行检测，检测结果为：苯并芘1.4µg/m3，颗粒物1.232mg/m3，苯不溶物0.243mg/m3，符合排放标准（装煤过程等的排放标准如表1所示）。
以上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，因此，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，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (7)
1.一种用于消除焦炉炉顶粉尘烟气的无烟装煤方法，该无烟装煤方法应用于采用配合煤的常规炼焦工艺和煤调湿与常规炼焦相结合的工艺中，炼焦工艺中用于收集荒煤气的装置包括集气管（1）、连接在焦炉顶部的上升管（2）、连通在集气管（1）与上升管（2）之间的倒U形结构的桥管（6）、设置在桥管（6）内集气管侧的阀体翻板（3）以及设置在桥管（6）内上升管侧的喷氨装置（7）；
其特征是：所述的无烟装煤方法包括以下步骤：
步骤1：打开焦炉顶部装煤孔并开始装煤时，同时全开安装在桥管（6）集气管侧的阀体翻板（3），喷氨装置（7）向上升管（2）内喷出高压氨水；
步骤2：在装煤的过程中，控制阀体翻板（3）的开度，并控制喷氨装置（7）喷出的氨水压力，使上升管（2）内的压力保持负压，从而使焦炉炭化室内的压力为负压；
步骤3：装煤完成后，关闭装煤孔，焦炉正常生产，喷氨装置（7）向上升管（2）内喷出低压氨水，关小阀体翻板（3），使集气管（1）内的压力保持正压，从而使焦炉炭化室内的压力为正压。
2.根据权利要求1所述的用于消除焦炉炉顶粉尘烟气的无烟装煤方法，其特征是：所述的步骤1中，喷氨装置（7）向上升管（2）内喷出的高压氨水的压力为20-25MPa。
3.根据权利要求1所述的用于消除焦炉炉顶粉尘烟气的无烟装煤方法，其特征是：所述的步骤2中，上升管（2）内的负压大于500pa，使焦炉炭化室内的压力相应保持在大于500pa的负压。
4.根据权利要求1所述的用于消除焦炉炉顶粉尘烟气的无烟装煤方法，其特征是：所述的步骤2中，在装煤的过程中，通过与桥管（6）连通的测压管路（5）测量桥管（6）内的压力，测压管路（5）外接控制系统。
5.根据权利要求1所述的用于消除焦炉炉顶粉尘烟气的无烟装煤方法，其特征是：所述的步骤3中，集气管（1）内的正压大于45Pa且小于70Pa，使焦炉炭化室内的压力相应保持在大于45pa且小于70Pa的正压。
6.根据权利要求1所述的用于消除焦炉炉顶粉尘烟气的无烟装煤方法，其特征是：所述的步骤3中，喷氨装置（7）向上升管（2）内喷出的低压氨水的压力为0.1-0.2MPa。
7.根据权利要求1所述的用于消除焦炉炉顶粉尘烟气的无烟装煤方法，其特征是：所述的步骤2和步骤3中，在控制阀体翻板（3）和喷氨装置（7）时，先控制喷氨装置（7）向上升管（2）内喷氨水，再调节阀体翻板（3）的开度。
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| Title |
|---|
| 姚昭章等: "《炼焦学（第3版）》", 30 September 2005, 冶金工业出版社 * |
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