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焦(jiāo)化(huà)生產是(shì)鋼(gāng)鐵(tiě)聯合企業中(zhōng)好廢氣發生源之一,焦爐煙塵汙染源主要分布於爐頂、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(méi)氣可產(chǎn)生煙塵幾公斤乃至幾十公斤不等。焦爐裝煤時排放的汙染物占煉焦過程中全部排(pái)放物的50%~60%,而且汙(wū)染物以氣態(tài)夾帶固態粉(fěn)塵的形式出現,其數量因炭(tàn)化室容(róng)積裝(zhuāng)煤方式和測試方法有(yǒu)很大差異,主要有(yǒu)CO、CO2、H2S、多環芳(fāng)烴及細小煤塵,煤塵發生量為0.5~1.6 kg/t焦(jiāo)和40~50m3煙(yān)氣/t焦。所以,對裝煤時煙塵的(de)治理可以大量降低焦化企(qǐ)業汙染物(wù)的排(pái)放,對環境保護意義重大。該文針(zhēn)對我國(guó)自行(háng)設計建造(zào)的焦耐60型焦爐裝煤焦化廠布袋除塵(chén)器係統(tǒng)進行分析評價,對存在(zài)的問題進行了深入探討,並提出改進措施,收到了良(liáng)好效果。
1、裝煤除塵係統工作原理及主要影響因素
裝(zhuāng)煤車把煤通過裝煤孔裝入赤(chì)熱的炭化室時,煤中水分轉為水蒸氣,其和煤產生的(de)揮發分造成炭化室內壓力突然上升,形(xíng)成大(dà)量(liàng)煙塵從炭化室逸出。裝煤除塵係統就是針對焦爐裝煤過(guò)程中產生粉塵進行淨化(huà)。國內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麵站式;另一種是裝煤車預(yù)除塵與地麵站淨化處(chù)理組合(hé)方式。兩種處理方法(fǎ)各(gè)有其特點。該研究的焦耐60型焦爐采用的是裝煤除塵無地麵站式,該係統管道下(xià)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,其餘關閉。係統工作(zuò)由(yóu)液力耦合器進行調速,裝煤時風機轉(zhuǎn)速達到高1450r/min左右。
除塵係統由管網、除塵(chén)器和風(fēng)機3部分(fèn)組成。風機提供係(xì)統的動力,將生產崗位(wèi)產生的粉塵通(tōng)過管網(wǎng)運輸到除(chú)塵器,除塵(chén)器對粉塵進行(háng)淨化處理,廢氣中的粉塵顆(kē)粒被(bèi)捕集下來,幹淨氣體經風機由煙囪排放,裝煤除塵係(xì)統流程如圖1所示。
可見除塵係統(tǒng)的正常運行,是管(guǎn)網、除塵器和風機3部分良好配合,分工協作的結果,任何一(yī)個環節出現問題,都會給除(chú)塵係統(tǒng)的運行效果帶來嚴重影響,因此對一個除(chú)塵係統(tǒng)進行綜合(hé)技術評估,應該從上述3個方麵入手。
管網的捕集是除塵(chén)係統工作的前提和基礎,因為隻有管網(wǎng)捕(bǔ)集(jí)到粉塵,除塵器才能(néng)淨化,因此管網是除塵(chén)係統(tǒng)捕(bǔ)集效果好壞、崗位環境質量能否達標(biāo)的關鍵。影響除塵係統管網(wǎng)捕集效果的首要因素是係統要有(yǒu)足夠的風量,即為除塵係統成功運行(háng)的保證;其次,對除塵點應盡量密(mì)閉,否則,風量再大,抽入的都是野(yě)風,不能有效捕集粉塵;再就是管網的(de)阻(zǔ)力平衡問(wèn)題。
大(dà)型的除塵係統管網,通常由(yóu)幹管和(hé)若幹支管及各吸塵點組成,雖然係統(tǒng)設計時進行(háng)了現場調試,但是經過幾年的運行(háng),由於實(shí)際(jì)生產情況的變化以及調節閥門失效(xiào)等諸多原因,造成除塵係統管網阻力失衡,某些(xiē)管路風量過大,風(fēng)速過高,阻力增加,管道磨損;某(mǒu)些管路風量過小,風速過低,粉塵沉(chén)降堵塞管道。一個管(guǎn)路順暢的係統,如(rú)果原始設計風量(liàng)滿足粉塵捕集需要,就能好限度地捕集粉塵(chén)。如果除塵係統風路紊亂(luàn),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(wèi)粉塵濃度超標。
除塵係統(tǒng)中采用布袋除塵(chén)器,布(bù)袋除(chú)塵器的淨化機理是(shì):含塵氣流(liú)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(yǔ)氣(qì)體分離,從而達到淨化粉塵的目的。影響布袋除塵(chén)器除塵效果的(de)因素(sù)主要有以下2個方麵:
(1)濾料結(jié)構及粉塵層厚度。布(bù)袋除塵器的(de)過濾(lǜ)主要靠濾料上層的(de)作用(yòng),濾料隻起(qǐ)形成粉塵初層和(hé)支撐除塵骨架的作用,因此不能過分清灰(huī),否則會引起除塵效率的下降(jiàng),而控製清灰,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(bù)袋(dài)除塵器效率(lǜ)的影響因濾料、過濾方式(shì)及粉塵粒度的不同而不同。對於細(xì)粉塵,過濾(lǜ)速度(dù)應小些,對於粗粉塵,過濾速度應大些。對於內濾除塵(chén)布袋,高速過濾不易穿孔,過濾是在氈內部(bù)進行的,氈內容塵量(liàng)大,清灰後(hòu)仍能保證較高(gāo)的除塵效率。因此內濾(lǜ)式布袋,可以采用較(jiào)高的過濾風速。
風機是整個(gè)除塵(chén)係統的動力來源,是除塵係統(tǒng)正常運行的前提保證。根據除塵係統(tǒng)淨化吸(xī)塵點(diǎn)的所需風量(liàng)及管網(wǎng)狀況與除塵器類型(xíng),確定除塵係統(tǒng)的處理風量和阻力,選(xuǎn)擇風量(liàng)和全壓適宜的風機,使除塵係統(tǒng)管網的阻力曲線與風(fēng)機的性能曲線交點(diǎn)處在風機(jī)性能曲線的不(bú)錯工況點上,保證風機高效率(lǜ)平穩地運(yùn)行,以提供(gòng)給係(xì)統足夠的(de)風量。
2、裝煤除塵係統測試
除塵係統管(guǎn)網阻力平衡測試評估: 由於除塵係統初始設計進行了阻力平衡計算,所以隻要盡量保持與係統原始設計風量相同或相(xiàng)近,就可以認為除塵係統阻力(lì)達(dá)到平衡。工程上通常認為實測風量(liàng)與原始設計風量相差±25%以內即為相(xiàng)符(fú),絕對不允許超過設計風量±40%。
除塵器技術性能測(cè)試評估:標準規定長袋脈衝噴吹類除塵(chén)器,出口含塵(chén)濃度不大於100mg/Nm3,除塵器阻力小於1500Pa,漏風率不大於4%,過濾風速1~2m/min。
風機運行狀(zhuàng)況測試評估:通過測試風機的風量、全壓、轉(zhuǎn)數,對照風機的性能曲線,判斷風機的工作狀(zhuàng)況是否在性能曲線的不錯(cuò)工(gōng)況點即處於風機運行效率較高段83%~93%。
崗位環境質量測試評估:除塵(chén)係統捕集、淨化粉塵好終達到改善環境(jìng)質量的目的,通過崗位粉塵濃度大小(xiǎo)進行崗位環境(jìng)質量評估,國家標準規定崗位粉塵濃度限值為10mg/m3。
該係統原設(shè)計風量為80000m3/h;現風(fēng)機運行的(de)實際風量為79626m3/h,與係統原設計風量基本相當,滿足除塵係統運行風量。
除塵器性能測試結果顯示,該除(chú)塵器的除(chú)塵效(xiào)率為97.09%,在入(rù)口(kǒu)濃度(dù)為902.3mg/m3時,出口(kǒu)濃度為26.3mg/m3,粉塵排放濃度符合《大氣汙染物綜合排放標準》(GB16297-1996)淨化後(hòu)出口含塵濃度不大於120mg/m3和脈衝噴類袋式除塵器JB/T 8532-1997淨化後出口含塵濃度不大於100mg/m3的標準要求。
除塵器的(de)漏風率9.0%,高於脈衝噴類袋式除塵器JB/T8532-1997規定漏(lòu)風率不大於4%的(de)限值。除(chú)塵器阻力為3978Pa,大大高於脈衝噴類袋式除塵器JB/T 8532-1997規定的阻力(lì)小於1500Pa的限值。
除塵(chén)器過(guò)濾風(fēng)速為1.2 m/min,在脈衝噴類袋式除塵器JB/T 8532-1997規定的過濾風速為1-2 m/min的範圍內。
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(wéi)80000m3/h,全(quán)壓為6500Pa),當風(fēng)機全壓為4611Pa時,運行風量應(yīng)大於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(zú)除塵(chén)係(xì)統風量要求,但就風機本身來說,其運行性能(néng)不佳。
焦化廠布袋除塵器除塵係統存在的問題主要(yào)有:
(1)除塵器的漏風率較高,管(guǎn)道及除塵器密封性較差。
(2)除(chú)塵器阻力高(gāo)於脈衝噴(pēn)吹類袋式除塵器(JB/T8532-1997)規定的阻力小於1500Pa的限值,除塵器(qì)脈衝清灰效果不佳。
(3)風(fēng)機運行性能不佳。
3 改進措施
(1)加強對管道法蘭連(lián)接處、混風閥及除塵器的密封,減小漏風。
(2)對除塵器脈衝清灰效果進行確認,屬於清灰(huī)製度問題,進行清灰製度調整;屬於清灰強度問題,加大清灰力度,使之滿足係統清灰要求(qiú)。同時定期強行進行徹底的反吹清灰,降(jiàng)低除塵器阻力。
(3)建議與風機生產廠家進行風(fēng)機性能確認,查找導致係統風量較(jiào)小的原因。如屬於風(fēng)機本身問題(tí),應(yīng)及時進行維修或更換,以使風機處於不錯工作狀態,滿足係(xì)統(tǒng)風量需求。


