高壓氨水在搗鼓焦爐裝煤消煙中的應用工學論文

　　論文關鍵詞：搗固焦爐；消煙除塵；高壓氨水；消煙裝煤原理工藝；經濟效益

　　論文摘要：隨著煤炭資源的日益開采，優質的煉焦煤越來越少，搗固焦爐能擴大氣煤、弱粘煤的用量，搗固焦爐的優勢日益凸現，搗固煉焦工藝已逐步被生產企業所青睞。但由于搗固煉焦裝煤是在機側爐門進行的，冒煙比較嚴重。為了保護環境，采取在集氣管上增加高壓氨水噴灑管道，在裝煤時開啟高壓氨水配合除塵車聯合操作，達到了良好的環保效果。

　　一、生產中存在的問題

　　我公司采用的是化學工業第二院設計的TJL4350D型2×63孔雙聯火道、廢氣循環、煤氣下噴、單熱式側裝煤搗固焦爐。年產冶金焦80萬噸，設計雙集氣管荒煤氣導出系統，低壓氨水冷卻荒煤氣，未設置高壓氨水管道。焦爐生產過程中造成的環境污染主要是煙塵污染，搗固煉焦側裝煤時，將搗固好的煤餅從機側裝入炭化室。由于機側爐門完全敞開，致使大量的荒煤氣從機側爐門逸出。若不對逸出的荒煤氣進行收集和處理，勢必對環境造成較大的危害。

　　我單位先后采用了爐頂消煙除塵車法和爐頂導煙車+地面除塵站法。但除塵效果都不是很好。

　　二、原因分析

　　我公司目前主要采用消煙除塵車除塵和爐頂導煙車+地面除塵站法兩種方法除塵，消煙除塵車除塵其主要原理是工作原理：在驅動風機的作用下，裝煤產生的煙塵經罩在爐口上的吸口吸入燃燒室進行燃燒，燃燒后的高溫煙氣（含塵）經噴淋室噴灑降溫后、經過文氏管除塵器（由文氏管和除沫器組成）進行氣液兩相分離后，氣體通過風機外排。此工藝存在外除塵設備龐大，設備維護維修工作繁重，在運行過程中，存在煙囪出口時常有黑煙、黃煙，除塵效果不夠徹底現象，此外對不同的爐溫和配煤比，消煙除塵車的運行工況也需作一定的調整，消煙除塵車難以在不同的工況下都能穩定的工作。爐頂導煙車+地面除塵站我公司采用的出焦除塵二合一的除塵系統，裝煤出焦除塵共用一套風機除塵系統，出焦裝煤交替進行，不需要進行噴粉。導煙車+地面除塵站法：該法使用效果在一定的程度上比消煙除塵車要好些。但存在焦爐機側爐口進大量冷風的現象，對爐體不利。針對于此，我們通過向除塵效果好的兄弟單位考察學習，結合我廠焦爐綜合治理，2009年4月，在我廠原有消煙除塵車和導煙除塵車加地面除塵站的基礎上，增設高壓氨水系統實現了裝煤消煙并投入運行，取得了良好效果。

　　三、高壓氨水消煙裝煤原理工藝簡介

　　炭化室加煤時集氣管壓力達到300～400Pa，使大量荒煤氣外逸。利用高壓氨水在橋管氨水噴頭的噴灑，在橋管內噴灑區域的后方及上升管內產生較大的負壓，并在炭化室內靠近上升管底部區域形成負壓，使荒煤氣及煙塵由炭化室經上升管、橋管、吸入集氣管內，以避免荒煤氣從機側裝煤口處溢出。

　　四、改造方法

　　利用集氣管上原有的低壓氨水噴嘴，在增加兩臺高壓氨水泵的基礎上，從循環氨水槽布置到集氣管一趟管道，構成高壓氨水噴灑系統。該流程為高低壓合一噴嘴流程，采用三通球閥進行操作和采用導流式噴嘴進行高、低壓氨水噴灑。該改造中在循環氨水槽人孔處引DN100管道，在剩余氨水槽后面重新做兩臺泵礎安裝高壓氨水泵，氨水泵采用的是功率90KW，電壓380V，流量43m3/h，轉速為2950r/min的多級泵，設置為開一備一，焦爐高壓氨水設計壓力控制在1.8～3.0MPa，氨水管道上設置了2.5MPa泄壓安全閥，系統高壓氨水壓力超過2.5MPa時氨水通過，橋管下方設有三通閥，便于實現低壓氨水和高壓氨水之間的切換。由于集氣管和吸氣管上安裝煤氣自動調節閥，有效的平衡了兩側焦爐的集氣管壓力，緩沖了裝煤時開啟高壓氨水后帶來的集氣管壓力波動。配合原有的導煙除塵車+地面除塵站在搗鼓焦爐裝煤消煙除塵過程中達到了良好的除塵效果。

　　五、高壓氨水壓力的確定

　　氨水壓力的大小將直接關系到上升管根部吸力的大小和消煙的效果。因此，合理確定爐頂氨水壓力是消煙裝煤的關鍵。高壓氨水工作壓力選擇的原則，上升管根部吸力是消煙的保障，吸力太小，消煙的動力則不足，消煙效果差。吸力太大，則吸入的空氣量和煤粉塵太多，造成荒煤氣中氧含量增高和炭化室內放炮，甚至危及鼓風機和電捕焦油器的安全，同時煤粉塵太多會造成管道堵塞。經反復試驗，確定高壓氨水的工作壓力為2.2MPa，維持炭化室壓力為零或稍微負壓；使裝煤時集氣管的吸氣量控制在大體與煤氣發生量和由裝煤孔漏入的空氣量一致，使加煤口略有少許荒煤氣外逸。這樣既大大減輕了裝煤煙塵對生產工人的危害，又保證了集氣管的暢通。

　　六、使用效果

　　高壓氨水噴灑系統投入后，按每天100爐計算，每天節約消煙車噴淋用水約40噸，多回收煤氣約12萬立方，溢散煤氣重新返回集氣管后，焦油、粗苯等的回收率明顯提高，綜合經濟效益可提高9～10元/噸焦。在停爐檢修時間，利用高壓氨水清掃集氣管，可防止集氣管中焦油渣沉積，代替了人工清掃，減輕工人勞動強度，減少了上升管和消煙除塵設備的維修維護工作，大大節省人力和維修成本消耗，裝煤時爐頂基本無冒煙、跑火現象，除塵效果明顯增強。

　　七、結論

　　采取高壓氨水噴灑后，焦爐操作管理得到改善，經濟效益、社會效益和環保效益明顯，但在高壓氨水的使用過程中還存在一些問題，需在今后的操作過程中加以改進：

　　1．開啟和關閉高壓氨水過程中，會帶來集氣管壓力的波動，易造成焦爐串漏，集氣管上自動調節閥應保持其靈敏性，以避免集氣管壓力波動對焦爐爐體的影響。

　　2．加強操作管理，嚴格操作制度，保證正常噴射時循環氨水必須不帶焦油，經常檢查噴嘴和氨水管，發現堵塞及時清掃，同時避免因裝煤后忘關高壓閥而抽壞爐體及氨水進入爐內。

　　3．裝煤過程中，用高壓氨水噴灑時，應不斷的注意煤氣的含氧。

　　4．由于裝煤操作是間歇進行的，高壓氨水泵必須連續運行，無用功多、耗電量大，導致高壓氨水循環噴射系統運行成本偏高。以我廠90kW電機為例：月耗電達7.2萬kWh，年耗電達86.4萬kWh，電價以0.6元／kWh計，則每年運行成本中僅電費一項就需51.84萬元，若采用變頻調速電機則可節電40%左右，每年可節約電費20萬元。

　　參考文獻

　　[1]邢光春，黃偉源．高壓氨水消煙裝煤運行情況分析[J]．江蘇冶金，1999，（4）．

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