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焦化生產是鋼鐵聯合企業中好廢氣發(fā)生源之一,焦爐煙塵汙染(rǎn)源(yuán)主要分布於爐頂、機焦兩側和熄焦。煉焦(jiāo)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(qì)可產生煙(yān)塵(chén)幾公斤乃至幾十公斤不(bú)等。焦爐裝煤時排放的汙染物占煉焦過程中全部排放物的50%~60%,而且汙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(hé)測試方法有很大差異,主要有CO、CO2、H2S、多(duō)環芳烴及細小煤塵,煤塵發(fā)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汙染物的排(pái)放,對環境保護意義重(chóng)大(dà)。該文針(zhēn)對我國自行設計建造的焦耐60型(xíng)焦爐裝煤焦化廠(chǎng)布袋除塵器係統進(jìn)行分析評價(jià),對存在(zài)的問題進行了深(shēn)入探討,並提出改(gǎi)進措施,收到了良好效果。
1、裝煤(méi)除塵係統工作原理及主要影響(xiǎng)因素
裝(zhuāng)煤車把煤(méi)通過裝煤孔裝入(rù)赤熱的炭化室時,煤中水分轉為水蒸氣,其和(hé)煤產生(shēng)的揮發分造成炭(tàn)化(huà)室內壓(yā)力突然上升,形成大量煙塵從炭化室逸出。裝煤除塵係統就是針對(duì)焦(jiāo)爐裝煤過程中(zhōng)產生粉塵進行淨化。國(guó)內外裝煤消(xiāo)煙除塵(chén)技術主要有(yǒu)以下兩種方式:一種是(shì)裝煤除塵無地麵(miàn)站(zhàn)式;另一種是裝煤車預除塵與地麵站淨化處理組合方式。兩種處理方(fāng)法各有(yǒu)其特點。該研(yán)究的焦耐60型焦爐采用的是裝煤除塵無地(dì)麵站式,該係統管道下方(fāng)設有抽風口與生產工藝聯鎖,每次(cì)裝煤(méi)時對應抽風口開啟(qǐ),其餘關閉。係統工作由液力耦合(hé)器進行(háng)調速,裝煤時風機轉速(sù)達到高1450r/min左(zuǒ)右。
除塵係統由管網、除塵器和風機3部分組成。風機提供係統的動力,將生產崗位產生的粉塵通過管網運輸到除塵器,除塵(chén)器(qì)對粉塵進行淨化處理,廢氣中的粉塵顆粒被捕集(jí)下來,幹淨氣體經風機由煙囪排(pái)放,裝煤除塵係統流程如圖1所示。
可見除塵係統(tǒng)的正常運行,是管網、除塵器和風機(jī)3部分良好配合,分(fèn)工協作的結果(guǒ),任何一個環節出現問題,都會給除塵係(xì)統的運行效果帶來(lái)嚴(yán)重影響,因此對(duì)一個除塵係統進(jìn)行綜合技(jì)術評估,應該從上(shàng)述3個方麵入手。
管網的捕集是除塵係統工作的前提和(hé)基礎,因為(wéi)隻(zhī)有管網捕集(jí)到粉塵,除塵器才能淨化,因此管網是除塵係統捕集效果好(hǎo)壞、崗位(wèi)環境質量能否(fǒu)達(dá)標的關鍵。影(yǐng)響(xiǎng)除塵係統管網捕集效果的首要因(yīn)素是係統要有足夠的風量,即為除塵係統成功運行的保證;其次,對(duì)除(chú)塵點應盡(jìn)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(zài)就是(shì)管網的阻力平衡問題。
大型的除塵係統管網,通(tōng)常由幹管(guǎn)和若(ruò)幹支(zhī)管及各(gè)吸塵點組成,雖然係統設計時進行了(le)現場調試,但是(shì)經過幾年(nián)的運行,由於實際生產情況(kuàng)的變化以(yǐ)及調節閥門失效等諸多原因,造(zào)成除塵係統(tǒng)管網阻力失衡,某些管路(lù)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。一個管路順暢的係統,如果原始設計風量滿足粉塵捕集需(xū)要,就能好限度地捕(bǔ)集粉塵。如果除塵(chén)係統風路(lù)紊亂,不(bú)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(bú)斷惡化,崗位粉塵濃度超標。
除塵係統中采用布(bù)袋除塵器,布袋除塵器的淨化機理是:含塵氣流通過(guò)吸附粉塵的濾料,通過篩濾作(zuò)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,從而達到淨化粉塵的目的。影響布袋除塵器除塵效果的因素主要有以(yǐ)下2個方麵:
(1)濾料結構及粉塵層(céng)厚度。布袋除塵器的過濾主要靠濾(lǜ)料上層的作用,濾料隻起(qǐ)形(xíng)成粉塵初層和支撐除塵骨架的作用,因此不能(néng)過分清灰,否(fǒu)則會(huì)引(yǐn)起除塵效率的下降(jiàng),而控(kòng)製清灰,保持粉塵初層,才能得到(dào)較高的除塵(chén)效率。
(2)過濾速度(dù)。過濾速度對布袋除塵器效率的影響因濾(lǜ)料、過(guò)濾方式及粉塵粒度的不同而不同。對於細粉塵,過濾速度應小些,對於粗粉塵,過(guò)濾速度應大些。對於內濾除塵布袋,高速過濾不易穿孔,過濾是在(zài)氈內部進行的,氈內容塵(chén)量(liàng)大(dà),清灰後仍能保證較高的除塵效率。因(yīn)此內濾式布袋,可以(yǐ)采用較高的過濾風速。
風機是整個除(chú)塵係統的動力來源,是除(chú)塵係統正常運行的前提保(bǎo)證。根據除塵係統淨化吸塵點的所需風量及管網狀況與除塵器類型,確定除塵係統的處理風量和(hé)阻力,選擇(zé)風量(liàng)和全壓(yā)適宜的風機(jī),使除塵係(xì)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不錯工況點上,保證風機高效率平穩地運(yùn)行,以提供給係統足夠的風量。
2、裝煤除塵係統測試
除(chú)塵係統管網阻力平衡測試評(píng)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(yǔ)係統原始設計風(fēng)量相(xiàng)同或相近,就可以認為除塵係統阻力達到平衡。工程上通常認為實測風量與原始設計風(fēng)量相差(chà)±25%以內即(jí)為(wéi)相符,絕對不允許超過設(shè)計風量±40%。
除塵器(qì)技術性能測(cè)試評估:標(biāo)準規定長袋脈衝噴吹類除塵器,出(chū)口(kǒu)含(hán)塵濃度(dù)不大於100mg/Nm3,除塵器阻力小於1500Pa,漏風率不大於4%,過(guò)濾(lǜ)風速1~2m/min。
風機(jī)運(yùn)行狀況(kuàng)測試評估:通過測試風機(jī)的風量、全壓、轉數,對照風機的性能曲線,判(pàn)斷風(fēng)機的(de)工作(zuò)狀況是(shì)否(fǒu)在性能曲線的不錯工(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(chú)塵係統捕集、淨化粉塵好終達到改善環境質量的目的,通過崗位粉塵濃度大小進(jìn)行崗位環境(jìng)質量評估(gū),國家標準規(guī)定崗位(wèi)粉塵濃度限值為10mg/m3。
該係統原設計風(fēng)量(liàng)為80000m3/h;現(xiàn)風機運行的實際風量為(wéi)79626m3/h,與係統原設(shè)計風量基本(běn)相當,滿足除塵係統運行風量。
除塵器性能測試(shì)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《大氣汙染物綜合排(pái)放標準》(GB16297-1996)淨化後出口含塵濃度不大於120mg/m3和脈衝噴類袋式除塵(chén)器JB/T 8532-1997淨化後出口含塵濃度(dù)不大(dà)於100mg/m3的標準要求(qiú)。
除塵器的漏(lòu)風率9.0%,高於脈衝噴類(lèi)袋(dài)式除塵器JB/T8532-1997規定漏風(fēng)率不大於4%的限值。除塵器阻力為3978Pa,大大高於脈衝噴類袋式除塵器(qì)JB/T 8532-1997規定的阻力小於1500Pa的限值。
除塵器過濾風速為1.2 m/min,在脈衝噴類袋式除塵(chén)器JB/T 8532-1997規定的過(guò)濾風速(sù)為1-2 m/min的範圍(wéi)內(nèi)。
風機測試結果顯(xiǎn)示,風機(jī)轉速在1445r/min時,風機實際風量為79626m3/h,全壓為4611Pa(換算值(zhí)80℃),對照風機標牌所(suǒ)給數值(轉數在1450r/min,風量為80000m3/h,全壓為6500Pa),當風機全壓(yā)為4611Pa時,運行風量(liàng)應大於80000 m3/h,表明風機運行性能不佳。盡管風機運行風量(liàng)基本滿足除塵(chén)係統風量要求,但就風機本(běn)身(shēn)來說,其運行性能不佳。
焦(jiāo)化廠布(bù)袋除塵器除塵係統存在的問題主要(yào)有:
(1)除塵器(qì)的漏風率較高,管道(dào)及除塵器(qì)密封(fēng)性較差。
(2)除塵器阻力高於脈衝噴吹(chuī)類袋式除塵器(JB/T8532-1997)規定的阻力小於1500Pa的限值,除塵器脈衝清灰效果不佳。
(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(chú)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(yú)清灰製度問題,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(xì)統(tǒng)清灰要求。同時定期強行進行徹(chè)底的反吹清灰(huī),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(zhǎo)導致係統風量較小的原因。如屬於風(fēng)機本身問題(tí),應及時進行維修或更換,以使風機處於不錯工作狀態,滿(mǎn)足係統風量需求。


