發布日期：2017-12-06 21:54
摘 要：焦爐裝煤時排放的污染物占煉焦過程中全部排放物的一半以上，對裝煤時煙塵的治理可以大量降低焦化企業污染物的排放。通過對焦耐60型焦爐裝煤除塵系統的分析評價，探討了其存在的問題，并提出了改進措施。
關鍵詞：焦爐；除塵；管網；除塵器
焦化生產是鋼鐵聯合企業中O廢氣發生源之一，焦爐煙塵污染源主要分布于爐頂、機焦兩側和熄焦。煉焦生產中隨各個工藝裝備和操作管理水平的不同，每噸焦爐煤氣可產生煙塵幾公斤乃至幾十公斤不等。焦爐裝煤時排放的污染物占煉焦過程中全部排放物的50％～60％，而且污染物以氣態夾帶固態粉塵的形式出現，其數量因炭化室容積裝煤方式和測試方法有很大差異，主要有CO、CO2、H2S、多環芳烴及細小煤塵，煤塵發生量為0.5～1.6 kg/t焦和40～50m3煙氣/t焦。所以，對裝煤時煙塵的治理可以大量降低焦化企業污染物的排放，對環境保護意義重大。該文針對我國自行設計建造的焦耐60型焦爐裝煤除塵系統進行分析評價，對存在的問題進行了深入探討，并提出改進措施，收到了良好效果。
1、裝煤除塵系統工作原理及主要影響因素
裝煤車把煤通過裝煤孔裝入赤熱的炭化室時，煤中水分轉為水蒸氣，其和煤產生的揮發分造成炭化室內壓力突然上升，形成大量煙塵從炭化室逸出。裝煤除塵系統就是針對焦爐裝煤過程中產生粉塵進行凈化。O外裝煤消煙除塵技術主要有以下兩種方式：一種是裝煤除塵無地面站式；另一種是裝煤車預除塵與地面站凈化處理組合方式。兩種處理方法各有其特點。該研究的焦耐60型焦爐采用的是裝煤除塵無地面站式，該系統管道下方設有抽風口與生產工藝聯鎖，每次裝煤時對應抽風口開啟，其余關閉。系統工作由液力耦合器進行調速，裝煤時風機轉速達到O高1450r/min左右。
除塵系統由管網、除塵器和風機3部分組成。風機提供系統的動力，將生產崗位產生的粉塵通過管網運輸到除塵器，除塵器對粉塵進行凈化處理，廢氣中的粉塵顆粒被捕集下來，干凈氣體經風機由煙囪排放，裝煤除塵系統流程如圖1所示。
可見除塵系統的正常運行，是管網、除塵器和風機3部分良好配合，分工協作的結果，任何一個環節出現問題，都會給除塵系統的運行效果帶來嚴重影響，因此對一個除塵系統進行綜合技術評估，應該從上述3個方面入手。
管網的捕集是除塵系統工作的前提和基礎，因為只有管網捕集到粉塵，除塵器才能凈化，因此管網是除塵系統捕集效果好壞、崗位環境質量能否達標的關鍵。影響除塵系統管網捕集效果的首要因素是系統要有足夠的風量，即為除塵系統成功運行的保證；其次，對除塵點應盡量密閉，否則，風量再大，抽入的都是野風，不能有效捕集粉塵；再就是管網的阻力平衡問題。
大型的除塵系統管網，通常由干管和若干支管及各吸塵點組成，雖然系統設計時進行了現場調試，但是經過幾年的運行，由于實際生產情況的變化以及調節閥門失效等諸多原因，造成除塵系統管網阻力失衡，某些管路風量過大，風速過高，阻力增加，管道磨損；某些管路風量過小，風速過低，粉塵沉降堵塞管道。一個管路順暢的系統，如果原始設計風量滿足粉塵捕集需要，就能O限度地捕集粉塵。如果除塵系統風路紊亂，不能很有效地捕集粉塵，即使除塵器滿負荷運轉，崗位環境仍然不斷惡化，崗位粉塵濃度超標。
除塵系統中采用布袋除塵器，布袋除塵器的凈化機理是：含塵氣流通過吸附粉塵的濾料，通過篩濾作用、慣性作用、攔截作用、擴散作用、重力沉降作用、靜電作用等來使粉塵顆粒與氣體分離，從而達到凈化粉塵的目的。影響布袋除塵器除塵效果的因素主要有以下2個方面：
(1)濾料結構及粉塵層厚度。布袋除塵器的過濾主要靠濾料上層的作用，濾料只起形成粉塵初層和支撐除塵骨架的作用，因此不能過分清灰，否則會引起除塵效率的下降，而控制清灰，保持粉塵初層，才能得到較高的除塵效率。
(2)過濾速度。過濾速度對布袋除塵器效率的影響因濾料、過濾方式及粉塵粒度的不同而不同。對于細粉塵，過濾速度應小些，對于粗粉塵，過濾速度應大些。對于內濾除塵布袋，高速過濾不易穿孔，過濾是在氈內部進行的，氈內容塵量大，清灰后仍能保證較高的除塵效率。因此內濾式布袋，可以采用較高的過濾風速。
風機是整個除塵系統的動力來源，是除塵系統正常運行的前提保證。根據除塵系統凈化吸塵點的所需風量及管網狀況與除塵器類型，確定除塵系統的處理風量和阻力，選擇風量和全壓適宜的風機，使除塵系統管網的阻力曲線與風機的性能曲線交點處在風機性能曲線的O佳工況點上，保證風機O率平穩地運行，以提供給系統足夠的風量。
2、裝煤除塵系統測試
除塵系統管網阻力平衡測試評估： 由于除塵系統初始設計進行了阻力平衡計算，所以只要盡量保持與系統原始設計風量相同或相近，就可以認為除塵系統阻力達到平衡。工程上通常認為實測風量與原始設計風量相差±25％以內即為相符，絕對不允許超過設計風量±40％。
除塵器技術性能測試評估：標準規定長袋脈沖噴吹類除塵器，出口含塵濃度不大于100mg/Nm3，除塵器阻力小于1500Pa，漏風率不大于4％，過濾風速1～2m/min。
風機運行狀況測試評估：通過測試風機的風量、全壓、轉數，對照風機的性能曲線，判斷風機的工作狀況是否在性能曲線的O佳工況點即處于風機運行效率較高段83％～93％。
崗位環境質量測試評估：除塵系統捕集、凈化粉塵O終達到改善環境質量的目的，通過崗位粉塵濃度大小進行崗位環境質量評估，O標準規定崗位粉塵濃度限值為10mg/m3。
該系統原設計風量為80000m3/h；現風機運行的實際風量為79626m3/h，與系統原設計風量基本相當，滿足除塵系統運行風量。
除塵器性能測試結果顯示，該除塵器的除塵效率為97.09％，在入口濃度為902.3mg/m3時，出口濃度為26.3mg/m3，粉塵排放濃度符合《大氣污染物綜合排放標準》(GB16297-1996)凈化后出口含塵濃度不大于120mg/m3和脈沖噴類袋式除塵器JB/T 8532-1997凈化后出口含塵濃度不大于100mg/m3的標準要求。
除塵器的漏風率9.0％，高于脈沖噴類袋式除塵器JB/T8532-1997規定漏風率不大于4％的限值。除塵器阻力為3978Pa，大大高于脈沖噴類袋式除塵器JB/T 8532-1997規定的阻力小于1500Pa的限值。
除塵器過濾風速為1.2 m/min，在脈沖噴類袋式除塵器JB/T 8532-1997規定的過濾風速為1-2 m/min的范圍內。
風機測試結果顯示，風機轉速在1445r/min時，風機實際風量為79626m3/h，全壓為4611Pa(換算值80℃)，對照風機標牌所給數值(轉數在1450r/min，風量為80000m3/h，全壓為6500Pa)，當風機全壓為4611Pa時，運行風量應大于80000 m3/h，表明風機運行性能不佳。盡管風機運行風量基本滿足除塵系統風量要求，但就風機本身來說，其運行性能不佳。
除塵系統存在的問題主要有：
(1)除塵器的漏風率較高，管道及除塵器密封性較差。
(2)除塵器阻力高于脈沖噴吹類袋式除塵器(JB/T8532-1997)規定的阻力小于1500Pa的限值，除塵器脈沖清灰效果不佳。
(3)風機運行性能不佳。
3 改進措施
(1)加強對管道法蘭連接處、混風閥及除塵器的密封，減小漏風。
(2)對除塵器脈沖清灰效果進行確認，屬于清灰制度問題，進行清灰制度調整；屬于清灰強度問題，加大清灰力度，使之滿足系統清灰要求。同時定期強行進行徹底的反吹清灰，降低除塵器阻力。
(3)建議與風機生產廠家進行風機性能確認，查找導致系統風量較小的原因。如屬于風機本身問題，應及時進行維修或更換，以使風機處于O佳工作狀態，滿足系統風量需求。
