摘要：4.3 m煉焦爐采用裝煤、推焦消煙除塵系統設計的主要內容包括裝煤消煙除塵、出焦消煙除塵和地面站消煙除塵等部分。運行結果表明，該系統具有運行安全經濟、自動化程度高等特點，顆粒物捕集率達94%，污染物排放達到《大氣污染物綜合排放標準》二級要求。

關鍵詞：煉焦爐  裝煤出焦  消煙除塵

1 項目概況

河南省某焦化廠建設的煉焦爐為2×50孔TJL4350型煤搗固式焦爐，規模為60萬t/a，炭化室高度為4.3 m，采用側裝煤方式。

焦爐煉焦過程中產生大量廢氣污染物，主要含：固體顆粒物（TSP）、苯并芘（BaP）、苯可溶物（BSO）、二氧化硫（SO2）等。這些污染物既污染大氣環境，又危害人體健康。焦爐煉焦廢氣污染物主要產生于裝煤和推焦兩個工序，占焦爐廢氣污染物的60%以上。焦爐裝煤過程中，原料煤受炭化室高溫爐膛的輻射及與爐壁部分接觸，分解產生大量煙塵；出焦時推焦車將焦碳從炭化室推出，通過導焦柵落入熄焦車內，熾熱焦碳在此過程中跌落、破裂，并在空氣中部分燃燒，產生大量煙氣、粉塵。焦爐煉焦過程中產生的BaP等有毒污染物主要以粉塵為載體而存在，每煉一噸焦產生粉塵約0.5～5.0 kg，所以對煙氣及粉塵的收集處理是治理焦爐廢氣污染物的關鍵。

該焦化廠采用MXC型機焦爐裝煤、出焦聯合消煙除塵系統進行治理，簡述如下。

2  工藝流程

該除塵系統利用爐頂消煙除塵車、攔焦車上的捕集裝置，將裝煤、出焦時產生的煙氣及粉塵，通過風機抽吸捕集，經過充分燃燒、冷卻后分別經過各自的管道輸送到地面除塵站，再經冷卻器、袋式除塵器，收塵后通過高煙囪排放。裝煤、推焦過程分述如下。

2.1 裝煤除塵工藝流程

裝煤時，爐頂消煙除塵車行走到出焦后待裝煤的炭化室相應位置后，放下吸煙車的燃燒收集套筒，伸縮套筒與機側側吸口接通，接通凈煤氣并點火，此時爐頂吸塵車出口可伸縮套筒與焦側集塵干管上裝煤煙氣轉換翻板閥接通，同時傳感器向地面除塵站中央控制室發出電信號，此時風機由自控系統所發出的指令開始由低速轉為高速運轉。裝煤開始后，焦爐裝煤孔散發的煙塵，通過密封套筒進入煙塵收集車，先在燃燒器內燃燒，再經過風冷后送入地面除塵站，經過焦油過濾器脫除火屑，并冷卻至120 ℃以下，再進入脈沖袋式除塵器凈化，最終由風機通過高煙囪排放。除塵器收集的粉塵打包外售。裝煤完畢后收回套筒，同時傳感系統向地面站發出電信號，風機轉入低速運轉待機狀態。

裝煤煙塵→消煙除塵車→焦油過濾器→袋式除塵器→高空排放

2.2  出焦除塵工藝流程

入爐煤經過高溫煉制成焦后，攔焦車移動至需要出焦的炭化室相應位置，導焦柵對準即將出焦的炭化室，攔焦吸塵罩上方的雙出口伸縮套筒與集塵干管上的煙氣轉換閥接通的同時，傳感器向地面除塵站系統發送電信號，風機由自控系統發出的指令開始由低速逐漸升高達到額定轉速。同時吸塵罩上部的導向風機啟動。推焦車將紅焦從炭化室推出，焦碳通過導焦柵落入熄焦車車廂內，所產生的煙塵及爐門框上方產生的煙塵在熱浮力及風機的抽吸作用下，在吸塵罩內集結緩沖，由無組織狀態變為有組織收集后，通過出焦煙氣轉換閥，進入集塵管，送入地面除塵站，經過焦油過濾器脫除火屑，并冷卻至120 ℃以下，再進入脈沖袋式除塵器凈化，最終由風機通過高煙囪排放。除塵器收集的粉塵打包外售。推焦完畢后收回套筒，同時傳感系統向地面站發出電信號，風機轉入低速運轉待機狀態。

出焦煙塵→吸塵罩→焦油過濾器→袋式除塵器→高空排放

3  系統設計

3.1  裝煤收集系統設計

裝煤煙塵收集系統由移動和固定裝置兩部分組成。移動裝置即自驅動焦爐煙塵收集處理車；固定裝置包括焦爐帶吸風口的自動推蓋翻板閥除塵干管和自動連續供應煤氣槽以及煙氣輸送管道等。

煙塵收集處理車配套行走機構，可沿焦爐軌道縱向行走。車上裝有燃燒器、煤氣自動點火裝置、液壓系統、冷卻器、操作室以及液壓伸縮套筒輸出裝置等機構。它負責將裝煤過程中產生的煙塵進行收集、燃燒。

3.2  出煤收集系統設計

出焦煙塵收集系統由移動和固定裝置兩部分組成：移動裝置即固定在攔焦車上的集塵罩，由不銹鋼制成一個封閉的攔焦煙罩，上部留有煙氣排出口，可隨攔焦車一起移動；固定裝置包括設在熄焦車外側的攔焦車第三軌道立柱、珩架、集塵干管及煙氣轉換閥接口等裝置。

3.3  除塵器

地面除塵站中除塵器采用低阻抗結露脈沖袋式除塵器，它綜合了分室反吹和脈沖噴吹清灰等除塵器的優點，克服了分室反吹清灰強度不夠，噴吹脈沖清灰和過濾同時進行的缺點，增強了袋式收塵器的運行可靠性，提高了收塵效率，延長了濾袋的使用壽命。系統除塵風量為180 000 m3/h，煙氣溫度120 ℃，濾袋采用針刺氈濾料。為了保證濾袋的正常使用，在除塵器入口設計安裝了自動混風閥，在主管道設計安裝電動碟閥，在發生緊急情況下，閥門通過自控系統自動打開，放散煙氣排除故障。

3.4  爐頂消煙除塵車

消煙除塵車配套行走機構，可沿焦爐爐頂軌道縱向行走。車上裝有燃燒器、煤氣自動點火器、液壓系統、風冷器、操作室以及液壓伸縮套筒輸出裝置等。它負責將裝煤工序產生的煙塵最大限度的收集，燃燒、消解。

3.5  管道、風機

除塵風機設置在地面除塵站中，為減少震動，所有風機均安裝減振剛機座。

除塵管道中異型件采用耐磨材料。主管道上設電動碟閥，除塵器前設電動混風閥。單管雙開門風管置于爐頂焦側。

4  主要設備

該系統主要設備見表1。

5  處理效果

經過實測，焦爐裝煤、出焦工序產生的有組織廢氣污染物經過該系統處理后，達到《大氣污染物綜合排放標準》（GB　16297－1996）二級標準，其中裝煤過程排放顆粒物質量濃度35.9～71.3　mg/m3，出焦過程排放顆粒物質量濃度24.0～61.2 mg/m3，均低于最高允許排放質量濃度120 mg/m3的標準限值。經過核算，該處理系統顆粒物捕集率達94%，袋式除塵器效率99.9%，滿足各項環保要求。

6  經濟分析

該環保工程建設總投資674.72萬元。運行成本：電費61.68萬元/年，維護費3.00萬元/年，人工費5.76萬元/年，焦粉回收外售54.00萬元/年。合計運行費16.44萬元/年，折合噸焦運行成本0.27元/噸焦。

7  技術創新點

（1）設計了工作與待機狀態自動控制系統，使待機時風機處于空負荷運轉，相關設備自動切換。

（2）安裝了儀表監控裝置，對運行過程中各控制點的情況進行自動記錄。

（3）布袋除塵器采用PLC控制系統，風機采用變頻調速系統，行走機構采用主令控制器，自動化水平高，也降低耗電量節約成本。

（4）采用液壓技術，降低勞動強度，操作靈活、穩定、準確。

（5）采用裝煤、出焦煙塵單管二合一系統地面除塵站，降低了投資費用。

（6）采用焦油過濾器不僅可以去除火花、焦油，而且具有降溫功能，可將煙氣的溫度降到布袋除塵器的安全使用溫度，提高了濾袋的使用壽命。

（7）爐頂消煙除塵車采用熱管技術和風冷技術，可降低焦爐高溫煙氣。

8　結  語

該焦化廠4.3 m焦爐采用裝煤、推焦聯合消煙除塵系統，其設計先進合理，在實踐中得到成功應用，滿足環保要求，實現達標排放，具有較好的環境效益和社會效益，對于同類型焦爐消煙除塵具有借鑒意義。

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