CN1587348A - 一种炼焦工艺产生的烟尘处理方法和设备 - Google Patents

Abstract

焦炉装煤和出焦过程产生的烟尘处理方法和设备。该方法通过：在加煤口设置双层套筒收集导气装置，将加煤产生的烟尘气体送入正在进行炭化的炭化室充分燃烧，再冷却洗涤后排放；设置能产生风幕的拦焦吸尘罩，防止烟尘外溢，提高烟尘气体吸收率，将该烟尘导入射流系统，通过射流产生强射吸力，将烟尘吸入输气系统并减轻风机的负荷压力，然后将气体洗涤。该设备包括焦炉装煤烟尘收集燃烧装置，焦炉出焦烟尘处理装置和洗涤脱水装置，其中焦炉出焦烟尘处理装置包括焦炉出焦吸尘风幕、三轨装置，焦炉出焦烟尘收集用的射流增量增压装置。使用该方法和设备，可以提高烟尘处理率，使排放气体符合标准，降低运行成本。

Description

一种炼焦工艺产生的烟尘处理方法和设备

技术领域

本发明涉及炼焦工艺产生的烟尘处理方法和设备，尤其涉及焦炉装煤和出焦过程产生的烟尘处理方法和设备。

背景技术

煤炭是我国的主要能源，其利用对国家生产生活有重大影响。目前通过燃烧大量的煤炭产生能量和其他产品以供应生产和生活需要。炼焦炉是煤炭燃烧产生焦炭的重要装置，其应用范围十分广泛。但是在使用焦炉的过程中，尤其是向焦炉炭化室装煤过程和出焦过程中会产生大量的烟尘气体，其中含有颗粒物、二氧化硫、苯并芘和硫化氢等有害成分，如果将该烟尘气体直接向大气排放，会导致环境严重污染。因此需要对其进行处理，以符合环保标准，达到无害化。

目前，炼焦炉(简称焦炉)在装煤过程中，装煤车行走在炼焦炉上方，向焦炉炭化室逐孔加入炼焦煤，当装煤车向焦炉炭化室逐孔加入炼焦煤的同时，产生的大量烟尘气体会从每孔焦化室的3个加煤口溢出，造成对周围环境的污染。而尚无得力方法阻止烟尘冒出，造成严重污染。

而焦炉出焦过程产生的烟尘，需经过拦焦吸尘罩吸入含尘气体收集总管，再经冷却塔洗涤，经脱水器脱水，经风机抽吸，成为清洁气体排入大气。现有拦焦吸尘罩在焦炉炭化室机侧往返运行时，与下方往返运行的熄焦车之间保有较大距离，形成烟尘外溢和冷空气进入拦焦吸尘罩内的通道，其烟尘外溢，带来周边环境污染，其冷空气进入，影响了风机的抽吸效率。经测试，其烟尘外溢量约占烟尘总量的50％以上。再者，拦焦吸尘罩在焦炉炭化室机侧为对准熄焦车也需适当运行，由于罩体重心与轨道中线偏移，因偏心失重而运行不稳定，难保作业安全。而且，机焦炉出焦过程产生的烟尘，通过拦焦吸尘罩进入含尘气体收集总管，再经冷却水洗涤，经脱水器脱水，经风机抽吸成为洁净气体排入大气。经测算，炭化室高度为4.3米的机焦炉，在出焦过程中所用风机的风量在18-23万立方米/小时，才能将出焦过程产生的烟尘通过输气总管，收集到总量的85％左右，而所匹配的风机电机即需900KW/6KV。而目前已经建成的焦炉，都无10KV变6KV的变电高压系统，若要建成，需要大量投资。而在现有条件下，无法利用现有风机收集到烟尘总量的85％，以达到国家环保要求。这成为当前焦炉出焦消烟除尘的一大难题。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种处理炼焦工艺产生的烟尘气体，尤其是焦炉装煤和出焦过程中产生烟尘气体的方法，使处理后的气体符合国家环保要求，并降低运行成本。

本发明还要解决的技术问题是提供实施上述方法的设备。

本发明通过以下技术方案解决所提出的技术问题。

本发明提供的焦炉装煤和出焦过程中产生烟尘气体的处理方法包括：通过双层套筒将焦炉加煤时在加煤孔产生的烟尘气体收集导入到正在炭化的炭化室再次燃烧，燃烧后气体冷却、洗涤、脱水、排放；通过形成风幕充分收集出焦过程产生的烟尘气体，并经过射流充分吸收该气体，然后洗涤、脱水、排放。

具体而言，在加煤口设置双层套筒收集导气装置，使炼焦炉在装煤过程中装煤车向焦炉炭化室经加煤孔加入炼焦煤时产生的从加煤孔逸出的大量烟雾尘气体，通过该收集导气装置将其送入正在进行炭化的炭化室，利用该炭化室的1200-1300℃高温使其充分燃烧，将燃烧后的气体导出，冷却，经输气系统进入洗涤脱水系统，然后排放；出焦过程中，在拦焦吸尘罩的罩体上设置风幕风机，在拦焦吸尘罩下沿周边设置风幕排风口，形成环形风幕笼罩着熄焦车四周，从而防止烟尘外溢，提高烟尘气体吸收率，将拦焦吸尘罩收集的气体通过输气管导入焦炉出焦烟尘收集用的射流系统，利用射流器的射流功效，产生强射吸力，将拦焦吸尘罩烟收集的烟尘吸入输气系统并减轻风机的负荷压力，然后将气体洗涤、脱水、排放。

本发明提供的处理焦炉装煤和出焦过程中产生烟尘气体的设备包括：焦炉装煤烟尘收集燃烧装置，焦炉出焦烟尘处理装置和洗涤脱水装置；其中，焦炉装煤烟尘收集燃烧装置，由装煤车底架、储煤罐、输气管组成，在装煤车底架上固定有储煤罐，储煤罐的加煤口设置双层套筒，(固定套筒和可升降外套筒，)固定套筒的上部设置排气支管，与排气联通管连接，排气联通管外端引至相邻第三孔炭化室焦侧注煤口，排气联通管支撑在装煤车底架上，管口设可升降套筒，在相邻第三孔炭化室机侧注煤口设排气管，管口设可升降套筒，排气管连接冷却器，连接负压输气管，进入洗涤脱水装置；焦炉出焦烟尘处理装置包括焦炉出焦吸尘风幕、三轨装置和焦炉出焦烟尘收集用的射流增量、增压装置，焦炉出焦吸尘风幕、三轨装置，由拦焦吸尘罩及其运行车轨和固定轨道、熄焦车及运行车轨、金属支架组成，在拦焦吸尘罩的罩体上设置风幕风机，在拦焦吸尘罩下沿周边设置风幕排风口，在拦焦吸尘罩上部设置横向悬臂金属桁架，其外端设有行走轮，支撑在下部的金属支架顶端的拦焦吸尘罩的固定轨上，优选风幕风机的进风口设在拦焦吸尘罩内部中心处，风幕排风口宽度为10毫米，向内倾斜10°，沿拦焦吸尘罩下沿周边设置，将收集到的气体导入焦炉出焦烟尘收集用的射流增量、增压装置；焦炉出焦烟尘收集用的射流增量、增压装置，由射流器、水泵、循环水池组成，射流器呈圆筒状，内设若干根射流管，射流器上端连接含尘气体收集总管，射流器下端侧壁设输气管连接冷却水洗涤塔，循环水池与水泵用管线连接，循环水池的水经水泵加压送至射流器内喷射管，射流器下端设集水槽，用管线连接循环水池；洗涤脱水装置可用本领域常规、已知的洗涤脱水装置。

该设备中，可升降外套筒可以使用液压传动或本领域的其它常规传动方式；冷却器可以使用空气冷却器或其它常规冷却器。

使用本发明的方法和设备，具有以下优点：①装煤烟尘捕集率可达95％，烟尘处理率可达99％以上；②焦炉装煤烟尘收集燃烧装置设置在同一装煤车底架上，操作方便，运行稳定；③风幕风机的使用，在吸尘过程中风量从拦焦吸尘罩下沿周边设置的风幕排风口排出，使四周形成风幕墙，阻挡住外界冷空气进入，同时阻挡住内部烟尘外排，使拦焦吸尘率达到90％以上，抗风能力达到5级风以下均可正常工作；④设置横向悬臂金属桁架和行走轮支撑第三轨，由于第三轨的作用，拦焦吸尘罩移动平稳安全；⑤射流器安装在焦炉出焦烟尘收集系统中，将焦炉出焦过程产生的烟尘吸入射流器，增加收集系统的辅助吸力，可节省风机风量20％，风压15％，风机电机容量可降低15-20％，起到增加风量和风压的作用；⑥运行成本低，1.31元/吨焦炭。

使用本发明方法和设备处理的焦炉加煤和出焦过程产生的烟尘气体符合GB16297-1996标准，具体如下：

分类	污染物名称	最高允许排放标准值	使用本发明方法和设备处理数值
					装煤	出焦
			有组织排放	颗粒物			120mg/m3	35.9-71.3mg/m3	24.0-61.2mg/m3
二氧化硫	960mg/m3	74.3-160mg/m3			2.86-5.71mg/m3
				苯并芘		0.3×10-3mg	0.3×10-3mg
林格曼黑度	≤1	＜1			＜1
				硫化氢		0.33kg/h	0.131-0.248kg/h

分类	污染物名称	最高允许排放浓度	使用本发明方法和设备处理后浓度
				无组织排放	颗粒物	2.5mg/m3	0.74mg/m3
苯并芘	0.0025mg/m3	0.000105mg/m3
			苯可溶物		0.6mg/m3	0.217mg/m3

附图说明

以下结合附图和实施例，对本发明作进一步描述。

图1是本发明的处理焦炉装煤和出焦过程中产生烟尘气体的设备示意图

图1中，1装煤车，2加煤孔，3相邻炭化室焦侧注煤孔，3相邻炭化室机侧注煤孔，5空气冷却器，6负压输气管，7洗涤塔，8脱水器，9电控阀，10风机，11电控阀，12射流水循环系统，13冷却水系统，14出焦吸尘风幕、三轨装置，15气体收集总管，16射流器，55循环水池，56水泵，58集水槽，17水泵，18沉淀池。

图2是本发明的处理焦炉装煤和出焦过程中产生烟尘气体的设备中焦炉装煤烟尘收集燃烧装置的构造示意图

图3是本发明的焦炉装煤烟尘收集燃烧装置中储煤罐的加煤口双层套筒的构造示意图

图2和图3中，21储煤罐，22双层套筒，23排气支管，24排气联通管，3炭化室焦侧注煤口，4炭化室机侧加煤口，5空气冷却器，28固定套筒，29可升降外套筒，210装煤车底架，6负压输气管，212洗涤脱水装置。

图4是本发明的处理焦炉装煤和出焦过程中产生烟尘气体的设备中焦炉出焦吸尘风幕、三轨装置的构造示意图

图4中，41拦焦吸尘罩，42风幕风机，43风幕排风口，44横向悬臂金属桁架，45行走轮，46金属支架，47拦焦吸尘罩的固定轨，15含尘气体收集总管，49熄焦车，410焦炉，411拦焦吸尘罩的运动轮，412拦焦吸尘罩的运动轨，413熄焦车的运动轮，414熄焦车的运动轨。

图5是本发明的处理焦炉装煤和出焦过程中产生烟尘气体的设备中焦炉出焦烟尘收集用的射流增量增压装置的构造示意图

图5中，16射流器，52射流管，15含尘气体收集总管，54输气管，55循环水池，56水泵，57喷射管，58集水槽。

具体实施方式

由图1可见，本发明的处理焦炉装煤和出焦过程中产生烟尘气体的设备由焦炉装煤烟尘收集燃烧装置、焦炉出焦烟尘处理装置和洗涤脱水装置组成，装煤车1向加煤孔2加煤时产生的烟气经相邻炭化室焦侧孔3进入炭化室，经相邻炭化室机侧孔4进入空气冷却器5，冷却后进入负压输气管6，经电控阀11进入洗涤塔7、脱水器8，再经风机10排放，出焦时产生的烟气经出焦吸尘风幕、三轨装置14被收集，经气体收集总管15导入射流器16，经电控阀9进入冷却洗涤塔7、脱水器8，经风机排放，射流水循环系统12包括55循环水池、56水泵、58集水槽和射流器16，其中循环水由水泵56带动供射流循环使用，冷却水系统13包括水泵17、沉淀池18、洗涤塔7和脱水器8，冷却水在洗涤塔7内和脱水器8内流出，经沉淀池沉淀，上层清水经水泵继续供应洗涤、脱水使用；

其中，由图2可见本发明的焦炉装煤烟尘收集燃烧装置，由装煤车底架、储煤罐、输气管组成，在装煤车底架上固定有储煤罐21，储煤罐的加煤口设置双层套筒22(固定套筒和液压传动的可升降外套筒)，固定套筒的上部设置排气支管23，与排气联通管24连接，排气联通管外端引至相邻第三孔炭化室焦侧注煤口3，排气联通管支撑在装煤车底架上，管口设液压传动的可升降套筒，在相邻第三孔炭化室机侧注煤口4设排气管，管口设液压传动的可升降套筒，排气管连接空气冷却器6，连接负压输气管6，进入洗涤脱水装置；由图3可见，储煤罐的加煤口设置双层套筒，有固定套筒8和液压传动的可升降外套筒29，液压缸座固定在装煤车底架210上，固定套筒的上部设置排气支管23，与排气联通管24连接；

焦炉出焦烟尘处理装置包括焦炉出焦吸尘风幕、三轨装置和焦炉出焦烟尘收集用的射流增量、增压装置，由图4可见本发明的焦炉出焦吸尘风幕、三轨装置，由拦焦吸尘罩及其运行车轨和固定轨、熄焦车及其运行车轨、金属支架组成，拦焦吸尘罩运行轮411支撑在拦焦吸尘罩的运行轨412上，在拦焦吸尘罩41的罩体上设置风幕风机42，在拦焦吸尘罩下沿周边设置风幕排风口43，在拦焦吸尘罩上部设置横向悬臂金属桁架44，其外端设有行走轮45，支撑在下部的金属支架46顶端的拦焦吸尘罩固定轨47上，熄焦车的运行轮413支撑在熄焦车的414上，风幕风机的进风口设在拦焦吸尘罩内部中心处，风幕排风口宽度为10毫米，向内倾斜10°，沿拦焦吸尘罩下沿周边设置；由图5可见本发明的焦炉出焦烟尘收集用的射流增量、增压装置，由射流器、水泵、循环水池组成，射流器16呈圆筒状，外壳直径1.5米-2.5米，内设6根射流管52，射流管的喉管直径500毫米，长度600毫米，射流器上端连接含尘气体收集总管15，射流管下端侧壁设输气管54连接冷却水洗涤塔7。循环水池55与水泵56用管线连接，循环水池的水经水泵加压至18公斤/厘米2送至射流器内喷射管57，射流器下端设集水槽58，用管线连接回水至循环水池。

该设备的使用方法是，装煤车行走在炼焦炉上方，当装煤车向焦炉炭化室逐孔加入炼焦煤时，装煤车底架上固定的储煤罐的加煤口对准炭化室的注煤口，将双层套筒的液压传动的可升降外套筒降下抵紧注煤口边沿，此时向焦化室注煤，产生的大量烟尘气体会从每孔焦化室的3个加煤口缝隙溢出，进入固定套筒上部设置的排气支管，再进入排气联通管。将排气联通管外端引至相邻第三孔炭化室焦侧注煤口，大量烟尘气体则进入相邻第三孔炭化室，利用结焦后期1200-1300℃的高温燃烧后，从相邻第三孔炭化室机侧注煤口排气管排出，再进入空气冷却器，经负压输气管，进入洗涤装置。焦炉出焦过程产生的烟尘，通过拦焦吸尘罩进入含尘气体收集总管，将进入焦炉出焦烟尘收集用的射流增量、增压装置增加辅助吸力，再经冷却塔洗涤，经脱水器脱水，经风机抽吸将洁净空气排入大气。

Claims (7)

1、一种焦炉装煤和出焦过程产生的烟尘处理方法，该方法包括：通过双层套筒将焦炉加煤时在加煤孔产生的烟尘气体收集导入到正在炭化的炭化室再次燃烧，燃烧后气体冷却、洗涤、脱水、排放；通过形成风幕充分收集出焦过程产生的烟尘气体，并经过射流充分吸收该气体，然后洗涤、脱水、排放。

2、如权利要求1的焦炉装煤和出焦过程产生的烟尘处理方法，其特征在于，炭化室的温度为1200-1300℃。

3、一种焦炉装煤和出焦过程产生的烟尘处理设备，该设备包括焦炉装煤烟尘收集燃烧装置、焦炉出焦烟尘处理装置和洗涤脱水装置，其特征在于，焦炉装煤烟尘收集燃烧装置，由装煤车底架、储煤罐、输气管组成，在装煤车底架上固定有储煤罐，储煤罐的加煤口设置双层套筒，有固定套筒和可升降外套筒，固定套筒的上部设置排气支管，与排气联通管连接，排气联通管外端引至相邻第三孔炭化室焦侧注煤口，排气联通管支撑在装煤车底架上，管口设可升降套筒，在相邻第三孔炭化室机侧注煤口设排气管，管口设液压传动的可升降套筒，排气管连接冷却器，连接负压输气管，进入洗涤脱水装置；焦炉出焦烟尘处理装置包括焦炉出焦吸尘风幕、三轨装置和焦炉出焦烟尘收集用的射流增量、增压装置，焦炉出焦吸尘风幕、三轨装置，由拦焦吸尘罩及其运行车轨和固定轨道、熄焦车及其运行车轨、金属支架组成，在拦焦吸尘罩的罩体上设置风幕风机，在拦焦吸尘罩下沿周边设置风幕排风口，在拦焦吸尘罩上部设置横向悬臂金属桁架，其外端设有行走轮，支撑在下部的金属支架顶端的拦焦吸尘罩固定上，拦焦吸尘罩连接含尘气体收集总管；焦炉出焦烟尘收集用的射流增量、增压装置，由射流器、水泵、循环水池组成，射流器呈圆筒状，内设若干根射流管，射流器上端连接含尘气体收集总管，射流器下端侧壁设输气管连接冷却水洗涤塔，循环水池与水泵用管线连接，循环水池的水经水泵加压送至射流器内喷射管，射流器下端设集水槽，用管线连接循环水池。

4、根据权利要求3的焦炉装煤和出焦过程产生的烟尘处理设备，其特征在于，所述焦炉出焦吸尘风幕、三轨装置，风幕风机的进风口设在拦焦吸尘罩内部中心处，风幕排风口宽度为10毫米，向内倾斜10°，沿拦焦吸尘罩下沿周边设置。

5、根据权利要求3的焦炉装煤和出焦过程产生的烟尘处理设备，其特征在于，所述可升降套筒为液压传动。

6、根据权利要求3的焦炉装煤和出焦过程产生的烟尘处理设备，其特征在于，所述冷却器为空气冷却器。

7、根据权利要求3的焦炉装煤和出焦过程产生的烟尘处理设备，其特征在于，所述射流管为6根。

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