发布日期：2017-12-06 21:54
摘 要：焦炉装煤时排放的污染物占炼焦过程中全部排放物的一半以上，对装煤时烟尘的治理可以大量降低焦化企业污染物的排放。通过对焦耐60型焦炉装煤除尘系统的分析评价，探讨了其存在的问题，并提出了改进措施。
关键词：焦炉；除尘；管网；除尘器
焦化生产是钢铁联合企业中O废气发生源之一，焦炉烟尘污染源主要分布于炉顶、机焦两侧和熄焦。炼焦生产中随各个工艺装备和操作管理水平的不同，每吨焦炉煤气可产生烟尘几公斤乃至几十公斤不等。焦炉装煤时排放的污染物占炼焦过程中全部排放物的50％～60％，而且污染物以气态夹带固态粉尘的形式出现，其数量因炭化室容积装煤方式和测试方法有很大差异，主要有CO、CO2、H2S、多环芳烃及细小煤尘，煤尘发生量为0.5～1.6 kg/t焦和40～50m3烟气/t焦。所以，对装煤时烟尘的治理可以大量降低焦化企业污染物的排放，对环境保护意义重大。该文针对我国自行设计建造的焦耐60型焦炉装煤除尘系统进行分析评价，对存在的问题进行了深入探讨，并提出改进措施，收到了良好效果。
1、装煤除尘系统工作原理及主要影响因素
装煤车把煤通过装煤孔装入赤热的炭化室时，煤中水分转为水蒸气，其和煤产生的挥发分造成炭化室内压力突然上升，形成大量烟尘从炭化室逸出。装煤除尘系统就是针对焦炉装煤过程中产生粉尘进行净化。O外装煤消烟除尘技术主要有以下两种方式：一种是装煤除尘无地面站式；另一种是装煤车预除尘与地面站净化处理组合方式。两种处理方法各有其特点。该研究的焦耐60型焦炉采用的是装煤除尘无地面站式，该系统管道下方设有抽风口与生产工艺联锁，每次装煤时对应抽风口开启，其余关闭。系统工作由液力耦合器进行调速，装煤时风机转速达到O高1450r/min左右。
除尘系统由管网、除尘器和风机3部分组成。风机提供系统的动力，将生产岗位产生的粉尘通过管网运输到除尘器，除尘器对粉尘进行净化处理，废气中的粉尘颗粒被捕集下来，干净气体经风机由烟囱排放，装煤除尘系统流程如图1所示。
可见除尘系统的正常运行，是管网、除尘器和风机3部分良好配合，分工协作的结果，任何一个环节出现问题，都会给除尘系统的运行效果带来严重影响，因此对一个除尘系统进行综合技术评估，应该从上述3个方面入手。
管网的捕集是除尘系统工作的前提和基础，因为只有管网捕集到粉尘，除尘器才能净化，因此管网是除尘系统捕集效果好坏、岗位环境质量能否达标的关键。影响除尘系统管网捕集效果的首要因素是系统要有足够的风量，即为除尘系统成功运行的保证；其次，对除尘点应尽量密闭，否则，风量再大，抽入的都是野风，不能有效捕集粉尘；再就是管网的阻力平衡问题。
大型的除尘系统管网，通常由干管和若干支管及各吸尘点组成，虽然系统设计时进行了现场调试，但是经过几年的运行，由于实际生产情况的变化以及调节阀门失效等诸多原因，造成除尘系统管网阻力失衡，某些管路风量过大，风速过高，阻力增加，管道磨损；某些管路风量过小，风速过低，粉尘沉降堵塞管道。一个管路顺畅的系统，如果原始设计风量满足粉尘捕集需要，就能O限度地捕集粉尘。如果除尘系统风路紊乱，不能很有效地捕集粉尘，即使除尘器满负荷运转，岗位环境仍然不断恶化，岗位粉尘浓度超标。
除尘系统中采用布袋除尘器，布袋除尘器的净化机理是：含尘气流通过吸附粉尘的滤料，通过筛滤作用、惯性作用、拦截作用、扩散作用、重力沉降作用、静电作用等来使粉尘颗粒与气体分离，从而达到净化粉尘的目的。影响布袋除尘器除尘效果的因素主要有以下2个方面：
(1)滤料结构及粉尘层厚度。布袋除尘器的过滤主要靠滤料上层的作用，滤料只起形成粉尘初层和支撑除尘骨架的作用，因此不能过分清灰，否则会引起除尘效率的下降，而控制清灰，保持粉尘初层，才能得到较高的除尘效率。
(2)过滤速度。过滤速度对布袋除尘器效率的影响因滤料、过滤方式及粉尘粒度的不同而不同。对于细粉尘，过滤速度应小些，对于粗粉尘，过滤速度应大些。对于内滤除尘布袋，高速过滤不易穿孔，过滤是在毡内部进行的，毡内容尘量大，清灰后仍能保证较高的除尘效率。因此内滤式布袋，可以采用较高的过滤风速。
风机是整个除尘系统的动力来源，是除尘系统正常运行的前提保证。根据除尘系统净化吸尘点的所需风量及管网状况与除尘器类型，确定除尘系统的处理风量和阻力，选择风量和全压适宜的风机，使除尘系统管网的阻力曲线与风机的性能曲线交点处在风机性能曲线的O佳工况点上，保证风机O率平稳地运行，以提供给系统足够的风量。
2、装煤除尘系统测试
除尘系统管网阻力平衡测试评估： 由于除尘系统初始设计进行了阻力平衡计算，所以只要尽量保持与系统原始设计风量相同或相近，就可以认为除尘系统阻力达到平衡。工程上通常认为实测风量与原始设计风量相差±25％以内即为相符，绝对不允许超过设计风量±40％。
除尘器技术性能测试评估：标准规定长袋脉冲喷吹类除尘器，出口含尘浓度不大于100mg/Nm3，除尘器阻力小于1500Pa，漏风率不大于4％，过滤风速1～2m/min。
风机运行状况测试评估：通过测试风机的风量、全压、转数，对照风机的性能曲线，判断风机的工作状况是否在性能曲线的O佳工况点即处于风机运行效率较高段83％～93％。
岗位环境质量测试评估：除尘系统捕集、净化粉尘O终达到改善环境质量的目的，通过岗位粉尘浓度大小进行岗位环境质量评估，O标准规定岗位粉尘浓度限值为10mg/m3。
该系统原设计风量为80000m3/h；现风机运行的实际风量为79626m3/h，与系统原设计风量基本相当，满足除尘系统运行风量。
除尘器性能测试结果显示，该除尘器的除尘效率为97.09％，在入口浓度为902.3mg/m3时，出口浓度为26.3mg/m3，粉尘排放浓度符合《大气污染物综合排放标准》(GB16297-1996)净化后出口含尘浓度不大于120mg/m3和脉冲喷类袋式除尘器JB/T 8532-1997净化后出口含尘浓度不大于100mg/m3的标准要求。
除尘器的漏风率9.0％，高于脉冲喷类袋式除尘器JB/T8532-1997规定漏风率不大于4％的限值。除尘器阻力为3978Pa，大大高于脉冲喷类袋式除尘器JB/T 8532-1997规定的阻力小于1500Pa的限值。
除尘器过滤风速为1.2 m/min，在脉冲喷类袋式除尘器JB/T 8532-1997规定的过滤风速为1-2 m/min的范围内。
风机测试结果显示，风机转速在1445r/min时，风机实际风量为79626m3/h，全压为4611Pa(换算值80℃)，对照风机标牌所给数值(转数在1450r/min，风量为80000m3/h，全压为6500Pa)，当风机全压为4611Pa时，运行风量应大于80000 m3/h，表明风机运行性能不佳。尽管风机运行风量基本满足除尘系统风量要求，但就风机本身来说，其运行性能不佳。
除尘系统存在的问题主要有：
(1)除尘器的漏风率较高，管道及除尘器密封性较差。
(2)除尘器阻力高于脉冲喷吹类袋式除尘器(JB/T8532-1997)规定的阻力小于1500Pa的限值，除尘器脉冲清灰效果不佳。
(3)风机运行性能不佳。
3 改进措施
(1)加强对管道法兰连接处、混风阀及除尘器的密封，减小漏风。
(2)对除尘器脉冲清灰效果进行确认，属于清灰制度问题，进行清灰制度调整；属于清灰强度问题，加大清灰力度，使之满足系统清灰要求。同时定期强行进行彻底的反吹清灰，降低除尘器阻力。
(3)建议与风机生产厂家进行风机性能确认，查找导致系统风量较小的原因。如属于风机本身问题，应及时进行维修或更换，以使风机处于O佳工作状态，满足系统风量需求。
