炭化室裝煤產(chǎn)生的煙塵來(lái)自以下幾方面:
(1)裝爐煤和高溫墻接觸、升溫,產(chǎn)生大量水蒸汽和粗煤氣。
(2)裝入炭化室的煤料置換出大量的空氣,空氣與入爐的細煤粒不完全燃燒,形成黑煙。
(3)因爐頂空間瞬時(shí)堵塞而噴出的煤氣。
(4)隨上升水蒸汽和煤氣同時(shí)揚棄的細煤粉,以及平煤時(shí)帶出的細煤粒。
裝煤煙塵治理主要有兩種方法,一種是機械除塵法,另一種是噴射消煙除塵法。
1 噴射消煙除塵法
早在60年代,前蘇聯(lián)就已使用蒸汽噴射進(jìn)行消煙除塵,但因蒸汽引入增加了酚水的排出,使能耗量加大, 目前都已改為高壓氨水消煙除塵。80年代我國在推行雙集氣管、順序裝煤、保持合適的吸力(上升管底部保持在160~200Pa負壓)、精心操作等條件下,使高壓氨水噴射消煙控制率達到60% ,效果較好。不過(guò),有時(shí)由于操作時(shí)吸力過(guò)大,使煤塵帶人量增加,造成下段工序堵塞嚴重、焦油中游離碳含量過(guò)高。再者,由于重力裝煤,大量煤料瞬間注入炭化室,且套筒密封性不佳,使煙塵控制效果不理想。影響該技術(shù)的另一個(gè)因素是操作管理難度加大,如高壓氨水三通閥。即使如此,目前仍有德國、俄國等堅持采用這一技術(shù),煙塵控制率可達到80% 。該技術(shù)要點(diǎn)如下:
(1)采用螺旋給料機裝煤,使煤料均勻裝入炭化室。
(2)采用四個(gè)裝煤孔裝煤,下料均勻。
(3)裝煤車(chē)帶有氣密性套筒和球面裝煤孔座,二者緊密接觸,減少空氣漏人。
(4)保持合適的吸力,不致影響后序工藝操作。
(5)平煤小爐門(mén)有密封套,并減少平煤次數。
采取以上措施使裝煤冒煙時(shí)間每爐控制在1Is之內,應用該技術(shù)將跨越管設于裝煤車(chē)上,可省去人工開(kāi)爐蓋及移動(dòng)跨越管的操作 并將煙氣在返回工藝系統時(shí)回收,省去了排放煙塵末端治理的復雜操作,粗苯及焦油的回收量也稍有增加。鑒于機械裝煤煙塵治理耗資較多,短期內全面推廣使用還存在一定困難,尤其對于一大批現有中小型焦化廠(chǎng),采用這一改進(jìn)型高壓氨水一跨越管消煙裝煤技術(shù)不失為可行之策。
2 裝煤機械除塵法
目前國內外的裝煤機械除塵凈化有以下幾種類(lèi)型,現分述如下。(1)德國埃森Schal ko—CEAG廠(chǎng)的裝煤煙塵控制是在裝煤車(chē)上設置燃燒洗滌除塵凈化系統。在具備自動(dòng)啟、閉爐蓋的裝煤車(chē)上,采用密封良好的下煤漏嘴,并在其上設自動(dòng)升降套筒,從此處吸煙塵。煙塵經(jīng)車(chē)上的抽吸一燃燒一水洗滌凈化系統排至大氣, 但其排出尾氣含塵濃度較高(約2.6mg/m ),尚不能滿(mǎn)足我國排放標準。為此,我國自行設計改進(jìn)的洗滌設施采用兩級洗滌,后一級采用高效可調矩形喉管文氏洗滌器,洗滌后可使尾氣含塵小于150mg/m ,符合我國外排標準。
(2)車(chē)上燃燒,地面站洗滌凈化系統。該系統已在寶鋼焦化一、二期上應用。將抽吸的煙氣在車(chē)上燃燒、預洗滌后再送地面站洗滌(三段文氏管)凈化。裝煤煙塵含塵約2~lOg/m ,經(jīng)車(chē)上燃燒預洗滌后減至0.5~3g/m ,再經(jīng)地面站最終凈化,外排氣體含塵10~20mg/m ,其控制率>95% ,缺點(diǎn)是能耗大,產(chǎn)生污水。
(3)車(chē)上燃燒,地面站干式除塵凈化系統。裝煤過(guò)程煙氣在車(chē)上燃燒,200oC尾氣不經(jīng)洗滌直接導人地面站,冷卻后再經(jīng)袋式
除塵器外排。為防止煙氣中殘留焦油物堵塞濾袋,袋式除塵器采用預涂層措施,其控制率可達95% 。此系統已在本鋼2號焦爐上采用,袋式除塵器后煙道排放尾氣中的BaP 為0.128~0.1861~g/m ; BSO 為0.47~0.841~g/m ,可達到我國環(huán)保要求。
(4)裝煤車(chē)不設燃燒設施,煙氣混入空氣經(jīng)冷卻后人地面站,再經(jīng)袋式除塵后排放。該系統也采取預涂層措施,控制率不亞于上述系統。
(5)裝煤車(chē)不設燃燒裝置,煙氣通過(guò)兩級文氏管洗滌冷卻后排放。由于不設燃燒裝置,設備簡(jiǎn)化。鑒于BaP常溫下蒸汽濃度小,故對BaP的去除有效,但對苯的去除有限。
3
裝煤除塵的有效途徑 控制焦爐裝煤除塵最有效的措施是配以地面除塵站的裝煤法和密閉式可控裝煤法,其除塵效率均可達99.5% 。地面除塵站占地面積大、能耗高、投資多,目前難以實(shí)現。密閉式可控裝煤法適用于我老焦爐的改造,它可利用現有的煤氣排送和廢氣處理系統。由于裝煤操作是在密閉、快速和可控條件下進(jìn)行的,因此可以將裝煤時(shí)的氣體產(chǎn)生量降低到現有設備可處理的水平。