CN115121085B - 一种炼焦生产过程中voc处理系统及处理方法 - Google Patents

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Abstract

一种炼焦生产过程中VOC处理系统及方法，充分利用焦粉的吸附性能，用收集的焦粉吸附焦炉烟气中的VOC，净化处理焦炉烟气，减少炼焦生产过程中VOC无组织排放。本发明处理系统在原有收集焦粉的基础上，新增捕集VOC功能，用捕集的焦粉吸附VOC，实现炼焦生产过程中焦粉及VOC的同步净化处理，富集VOC后的焦粉送高炉喷吹或作为烧结燃烧，实现焦粉在整个钢铁生产流系统的内循环。本发明所述VOC处理系统占地节约，建设投资额小，运行成本低，既经济又环保，推广应用前景十分广阔。

Description

一种炼焦生产过程中VOC处理系统及处理方法
技术领域
本发明涉及炼焦环保技术领域，尤其涉及一种炼焦生产过程中VOC处理系统及处理方法。
背景技术
焦炉冶炼是炼焦煤在焦炉炭化室内隔绝空气高温干馏的过程，焦炉冶炼过程持续不断产生大量荒煤气，由炭化室，经上升管、桥管、集气管，经煤气排送风机引出。炼焦生产过程中，荒煤气经常从机焦侧炉门、炉顶、上升管、桥管、集气管等不严密的部位逸出，其中富含的多组分挥发性有机物对周边环境产生污染。推焦作业时，机焦侧炉门打开，炉内残余煤气随热气流逸出，炉门等部位残余焦油、沥青接触空气在高温炉门砖的作用下排放大量的挥发性有机物。炭化室加煤过程中也有荒煤气逸散，荒煤气中主要成分为水蒸气、焦油、粗笨、氨、硫化氢、氰化物等，严重污染环境。
2018年7月，国家发布打赢蓝天保卫战三年行动计划，推动产业结构调整优化，推进产业绿色发展，推进重点行业污染治理升级改造，文中明确要求重点区域二氧化硫、氮氧化物、颗粒物、挥发性有机物(VOCs)全面执行大气污染物特别排放限值，推动实施钢铁等行业超低排放改造，重点区域城市建成区内焦炉实施炉体加罩封闭，并对废气进行收集处理。随着环保监管力度的加大，环保要求的日益严苛，对炼焦生产过程中产生的挥发性有机物(以下简称VOC)的净化处理已成为当前的重点。
现有炼焦生产污染治理技术主要包括配置机侧除尘、装煤除尘、推焦除尘，收集炼焦装煤、推焦过程中烟气，引至袋式除尘器过滤后排放；配置弹性刀边实现炉门密封，减少炉门VOC逸散。也有个别企业采用炭化室压力单调，稳定炭化室内压力，减少VOC逸散。即便已经应用以上技术措施，仍难以避免比较严重的VOC的无组织排放。现有VOC其他的处理方法主要有：吸收法、吸附法、冷凝法、燃烧法等，需要将炼焦生产过程中产生的VOC进行收集，再送入相应的VOC处理设备进行净化处理。
发明内容
本发明的目的在于提供一种炼焦生产过程中VOC处理系统及处理方法，利用焦粉净化焦炉烟气达标排放，减少炼焦生产过程中VOC无组织排放；进一步，结合袋式除尘工艺，实现炼焦生产过程中焦粉及焦炉烟气中VOC的同步收集，富集VOC后的焦粉送高炉喷吹或作为烧结燃烧，实现焦粉在钢铁生产流整个系统内的循环使用，该处理系统及方法占地节约，建设投资额小，运行成本低，既经济又环保。
为达到上述目的，本发明的技术方案是：
一种炼焦生产过程中VOC处理系统，其包括：
N个烟气捕集罩，分别罩设于N个焦炉炉门上方；所述烟气捕集罩顶部设有一烟气干管，下部挂设有挡风帘；所述烟气干管内设有控制捕集烟气流量的开度调节翻板；
负压管道，与各个烟气捕集罩顶部的烟气干管相连；
吸附仓，其底部设有焦粉出口及喷吹粉排出口，顶部设有烟气出口；吸附仓外壁下部沿周向设若干扩散孔及包围所述扩散孔设置的环形烟道，所述环形烟道与所述负压管道连接；
吸入管道，其一端与所述吸附仓顶部烟气出口相连，另一端连接至袋式除尘器；
焦粉喷吹管，其一端与吸附仓底部的喷吹粉排出口相连，一端连接至吸入管道中；
所述袋式除尘器，其顶部设有排风口，底部设有排灰口，侧壁设有两个烟气入口，其中一个烟气入口与所述吸入管道另一端相连，另一个烟气入口与推焦或干熄焦烟气排放管道相连。
进一步，所述炼焦生产过程中VOC处理系统还包括：
刮板链，其一端与所述袋式除尘器的排灰口相连；
斗提机，其顶端与所述刮板链的另一端相连，底端与所述吸附仓的烟气出口相连。
优选的，所述吸附仓底部为双倒锥体结构，所述焦粉出口及喷吹粉排出口分别设置于双倒锥体底部。
优选的，所述负压管道上设有引风机。
优选的，所述袋式除尘器的排风口设有烟气成分检测装置。
本发明所述一种炼焦生产过程中VOC的处理方法，包括：焦炉炉门逸散的焦炉烟气经过收集，利用焦粉初步吸附焦炉烟气中的挥发性有机物；焦炉烟气中的挥发性有机物被初步吸附后，再与焦粉充分混合，进一步吸附去除焦炉烟气中的挥发性有机物，混有焦粉的焦炉烟气过滤去除焦粉后排放。
本发明所述的炼焦生产过程中VOC废气处理系统的处理方法，其包括：
利用烟气捕集罩收集经各个焦炉炉门逸散的焦炉烟气，通过与烟气捕集罩连接的烟气干管内的开度调节翻板调节风量分配，实现多点焦炉烟气的可靠收集；收集的焦炉烟气经过负压管道，进入吸附仓内，焦炉烟气中的挥发性有机物被引入吸附仓的焦粉吸附去除，焦炉烟气从吸附仓顶部的烟气出口排出，进入吸入管道再与被引入吸入管道的焦粉充分混合，焦炉烟气中的挥发性有机物进一步被焦粉吸附；焦炉烟气与焦粉混合后进入袋式除尘器过滤后排放。
进一步，所述袋式除尘器收集推焦或干熄焦过程中的焦粉，焦粉从袋式除尘器排灰口排出，经刮板链、斗提机输送至吸附仓内，进入吸附仓内的焦粉吸附焦炉烟气中的挥发性有机物，一部分焦粉从吸附仓底部的喷吹粉排出口排出，经管道输送至吸入管道；保持吸附仓内的焦粉量占吸附仓容积的40～90％，其余的焦粉从吸附仓底部的焦粉出口排出。
进一步，所述吸附仓内的焦粉量利用料位检测系统进行控制。
进一步，所述经吸附仓底部的焦粉出口排出的焦粉送进高炉作为喷吹燃料或烧结燃烧。
本发明提供的炼焦生产过程中产生的VOC处理方法，充分利用焦粉的吸附性能，用收集的焦粉吸附焦炉烟气中的VOC，净化处理焦炉烟气，减少炼焦生产过程中VOC无组织排放。充分结合焦炉普遍配置袋式除尘工艺的特征、炼焦生产过程产生的VOC特点，利用炼焦生产过程普遍存在的焦粉作为VOC吸附剂。将VOC处理工艺与袋式除尘工艺整合，在原有捕集焦粉的基础上，新增捕集VOC功能，用收集的焦粉吸附VOC，实现炼焦生产过程中焦粉及VOC的同步收集，VOC净化处理，富集VOC后的焦粉送高炉喷吹或作为烧结燃烧，实现焦粉在钢铁生产流整个系统内的循环使用。该VOC处理系统及方法占地节约，建设投资额小，运行成本低，既经济又环保，推广应用前景十分广阔。
本发明所述炼焦生产过程中VOC废气处理系统，利用焦炉烟气温度高，逸散后具有热浮力的特性，在焦炉炉门上方配置烟气捕集罩，烟气捕集罩下部安装挡风帘，每个炉组连续布置挡风帘，实现焦炉炉门上方焦炉烟气集中逸散点烟气的有效捕集。每个烟气捕集罩顶部的烟气干管内配置单孔开度调节翻板，用于风量分配及异常炉况时的调整。在烟气捕集罩顶部配置负压管道，负压管道上配置引风机抽吸烟气，将烟气送入吸附仓内，实现焦炉炉前VOC的可靠捕集。
捕集后的VOC经两道吸附工序，分别在吸附仓和吸入管道内完成。首先焦炉烟气经吸附仓底部周边均匀配置的环型烟道，由多组扩散孔均匀、低速送入吸附仓底部，焦炉烟气充分与吸附仓内焦粉接触、吸附后，汇集到吸附仓顶后进入吸入管道。吸入管道上配置焦粉喷吹管，可持续向管道内喷吹焦粉，让焦粉与焦炉烟气充分混合，进一步吸附焦炉烟气中的挥发性有机物，焦炉烟气与焦粉混合后进入袋式除尘器进行过滤达标后排放。
焦炉推焦(或干熄焦)过程烟气中富含大量焦粉，经袋式除尘器收集后，经刮板链、斗提机输送至吸附仓内。吸附仓下方分别配置焦粉外排口及喷吹粉排出口。吸附仓持续接受来自袋式除尘器的焦粉，焦粉吸附焦炉烟气中的挥发性有机物后，一部分焦粉经喷吹粉排出口排出的焦粉由压缩空气持续送入吸入管道，实现焦粉喷吹。剩余的焦粉，根据设定的焦粉量的料位上下限，决定是否从吸附仓底部的焦粉外排口排出。
为保持焦粉料柱的吸附性能，能够吸附焦炉烟气中的有机挥发物，控制吸附仓内的焦粉量在吸附仓容积的40～90％，一部分焦粉从吸附仓底部的喷吹粉排出口排出，经管道输送至吸入管道；吸附仓内多余的焦粉通过焦粉外排口间歇排出外运。
吸附仓底部采用双倒锥体及料位控制，实现吸附仓焦粉的再喷吹循环及间歇外运等。
袋式除尘器的排风口配置烟气成分检测装置，根据检测结果进行引风机频率、焦粉喷吹量、吸附仓料位上下限等调整等，实现焦炉VOC的可靠捕集及末端达标排放。
本发明的有益效果：
1)本发明充分利用焦粉的吸附性能，用收集的焦粉吸附焦炉烟气中的VOC，净化处理焦炉烟气，减少炼焦生产过程中VOC无组织排放。
2)本发明将VOC处理工艺与袋式除尘工艺整合，在原有收集焦粉的基础上，新增捕集焦炉烟气工艺，实现炼焦生产过程中焦粉及VOC的同步收集，并利用焦粉吸附VOC，将富集VOC后的焦粉送至高炉喷吹或作为烧结燃烧，实现焦粉在钢铁生产流整个系统内的循环使用。
3)本发明所述VOC处理系统充分结合现有炼焦生产工艺特点，在原有焦粉收集处理的基础上，进行系统的升级，增加新的焦炉烟气的可靠性捕集装置，并将其结合到一起，实现炼焦过程中焦粉及焦炉烟气的同步收集，并利用焦粉实现VOC净化处理。
4)本发明所述VOC处理系统改造建设投入小，运行成本低，既经济又环保，推广应用前景十分广阔。
附图说明
图1为本发明炼焦生产过程中VOC废气处理系统的结构示意图。
图2为烟气捕集罩与负压管道设置示意图。
图3为烟气管道与吸附仓的局部放大示意图。
具体实施方式
参见图1～图3，本发明所述的炼焦生产过程中VOC废气处理系统，其包括：
N个烟气捕集罩1，分别罩设于N个焦炉炉门100上方；所述烟气捕集罩1顶部设有一烟气干管2，下部挂设有挡风帘3；所述烟气干管2内设有控制捕集烟气流量的开度调节翻板21；
负压管道4，与各个烟气捕集罩1顶部的烟气干管2相连；
吸附仓5，其底部设有焦粉出口51及喷吹粉排出口52，顶部设有烟气出口53；吸附仓5外壁下部沿周向设若干扩散孔54以及包围所述扩散空的环形烟道55，所述环形烟道55与所述负压管道4连接；
吸入管道6，其一端与所述吸附仓5顶部烟气出口53相连，另一端连接至袋式除尘器7；
焦粉喷吹管8，其一端与吸附仓5底部的喷吹粉排出口52相连，一端连接至吸入管道6中；
所述袋式除尘器7，其顶部设有排风口，底部设有排灰口，侧壁设有两个烟气入口，其中一个烟气入口与所述吸入管道6另一端相连，另一个烟气入口与推焦或干熄焦烟气排放管道相连；
刮板链9，其一端与所述袋式除尘器7的排灰口相连；
斗提机10，其顶端与所述刮板链9的另一端相连，底端与所述吸附仓5的烟气出口相连。
优选的，所述吸附仓底部为双倒锥体结构，所述焦粉出口51及喷吹粉排出口52分别设置于双倒锥体底部。
优选的，所述负压管道上设置有引风机11。
本发明所述的炼焦生产过程中VOC废气处理系统的处理方法，其包括：
利用烟气捕集罩1收集经焦炉炉门100排出的焦炉烟气，通过与烟气捕集罩1连接的烟气干管2内的开度调节翻板21调节风量分配，实现多点焦炉烟气的可靠收集；收集的焦炉烟气经过负压管道4，进入吸附仓5内，焦炉烟气中的VOC被引入吸附仓5的焦粉吸附去除，焦炉烟气之后从吸附仓5顶部的烟气出口51排出，进入吸入管道6与被引入吸入管道6的焦粉充分混合，焦炉烟气中的VOC进一步被焦粉吸附；焦炉烟气与焦粉混合后进入袋式除尘器7过滤达标后排放。
进一步，袋式除尘器7捕集推焦或干熄焦过程烟气中的焦粉，焦粉从排灰口排出，经刮板链9、斗提机10输送至吸附仓5内，焦粉在吸附仓5内与焦炉烟气接触吸附VOC后，一部分焦粉从吸附仓5底部的喷吹口52排出，经管道输送至吸入管道6；
剩余的焦粉量到吸附仓容积的90％以上，吸附仓5底部的焦粉出口51打开，焦粉排出，剩余的焦粉量到吸附仓容积的40％以下，吸附仓5底部的焦粉出口51关闭，停止焦粉排出。
进一步，所述吸附仓内的焦粉量利用料位检测系统进行控制。
进一步，所述经吸附仓底部的焦粉出口排出的焦粉送进高炉作为喷吹燃料或烧结燃烧。
本发明充分结合现有炼焦生产工艺特点，在原有焦粉收集处理的基础上，进行系统的升级，实现焦粉及VOC的同步收集净化处理，改造建设投入小，运行成本低，既经济又环保，推广应用前景十分广阔。

Claims (9)

1.一种炼焦生产过程中VOC处理系统，其特征在于，包括：
N个烟气捕集罩，分别罩设于N个焦炉炉门上方；所述烟气捕集罩顶部设有一烟气干管，下部挂设有挡风帘；所述烟气干管内设有控制捕集烟气流量的开度调节翻板；
负压管道，与各个烟气捕集罩顶部的烟气干管相连；
吸附仓，其底部设有焦粉出口及喷吹粉排出口，顶部设有烟气出口；吸附仓外壁下部沿周向设若干扩散孔及包围所述扩散孔设置的环形烟道，所述环形烟道与所述负压管道连接；所述吸附仓内储存有占吸附仓容积40~90%的焦粉；
吸入管道，其一端与所述吸附仓顶部烟气出口相连，另一端连接至袋式除尘器；
焦粉喷吹管，其一端与吸附仓底部的喷吹粉排出口相连，另一端连接至吸入管道中；
所述袋式除尘器，其顶部设有排风口，底部设有排灰口，侧壁设有两个烟气入口，其中一个烟气入口与所述吸入管道另一端相连，另一个烟气入口与推焦或干熄焦烟气排放管道相连。
2.如权利要求1所述的炼焦生产过程中VOC处理系统，其特征在于，还包括：
刮板链，其一端与所述袋式除尘器的排灰口相连；
斗提机，其底端与所述刮板链的另一端相连，顶端与所述吸附仓的烟气出口相连。
3.如权利要求1所述的炼焦生产过程中VOC处理系统，其特征在于，所述吸附仓底部为双倒锥体结构，所述焦粉出口及喷吹粉排出口分别设置于双倒锥体底部。
4.如权利要求1所述的炼焦生产过程中VOC处理系统，其特征在于，所述负压管道上设有引风机。
5.如权利要求1所述的炼焦生产过程中VOC处理系统，其特征在于，所述袋式除尘器的排风口设有烟气成分检测装置。
6.一种如权利要求1~5任一项所述的炼焦生产过程中VOC处理系统的处理方法，其特征是：
利用烟气捕集罩收集经各个焦炉炉门逸散的焦炉烟气，通过与烟气捕集罩连接的烟气干管内的开度调节翻板调节风量分配，实现多点焦炉烟气的可靠收集；收集的焦炉烟气经过负压管道，进入吸附仓内，焦炉烟气中的挥发性有机物被引入吸附仓的焦粉吸附去除，焦炉烟气从吸附仓顶部的烟气出口排出，进入吸入管道再与被引入吸入管道的焦粉充分混合，焦炉烟气中的挥发性有机物进一步被焦粉吸附；焦炉烟气与焦粉混合后进入袋式除尘器过滤后排放。
7.如权利要求6所述的炼焦生产过程中VOC处理系统的处理方法，其特征是，所述袋式除尘器收集推焦或干熄焦过程中的焦粉，焦粉从袋式除尘器排灰口排出，经刮板链、斗提机输送至吸附仓内，进入吸附仓内的焦粉吸附焦炉烟气中的挥发性有机物，一部分焦粉从吸附仓底部的喷吹粉排出口排出，经管道输送至吸入管道；保持吸附仓内的焦粉量占吸附仓容积的40~90%，其余的焦粉从吸附仓底部的焦粉出口排出。
8.如权利要求7所述的炼焦生产过程中VOC处理系统的处理方法，其特征是，所述吸附仓内的焦粉量利用料位检测系统进行控制。
9.如权利要求7所述的炼焦生产过程中VOC处理系统的处理方法，其特征是，所述吸附仓底部焦粉出口排出的焦粉送进高炉作为喷吹燃料或烧结燃烧。
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