CN101260304A - 利用锅炉***进行焦炉消烟除尘的工艺及装置 - Google Patents
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Abstract
一种利用锅炉***进行焦炉消烟除尘的工艺及装置。在焦炉的顶部设有移动的烟尘捕集车，将出焦、装煤时散逸出来的烟尘进行捕集在燃烧室初步燃烧，分离焦沫后再引到锅炉内充分燃烧，既利用了热量，又利用锅炉的配套设施对烟气进行深度除尘、脱硫，达到清洁排放的目的。本工艺操作简单，节约投资，不需占地，而且消烟除尘效果好，达到国家二级排放标准。可以替代地面除尘站。为了实施工艺中所描述的烟尘收集，特地设计了专用的烟尘捕集车。适用于已建有完善锅炉***的厂家进行焦炉的消烟除尘。
Description
技术领域
本发明涉及一种利用锅炉***进行焦炉消烟除尘的工艺及其装置。
技术背景
焦炉装煤与出焦期间烟尘污染较大。主要特点是分散、烟尘量大、连续性与阵发性并存，温度高、带有明火、处理难度大。目前，主要的环保措施有炉顶消烟除尘车和地面除尘站：
1、炉顶消烟除尘车：
炉顶消烟除尘车，其特征是把烟气燃烧、洗涤、除水、除尘及引风机组合在一起，对顶装焦炉则与装煤机合为一台车；对捣固侧装焦炉则独立组合为一台车。车载在炉顶轨道移动工作。其使装煤与出焦时逸出的荒煤气及烟尘进行燃烧，达到消烟除尘的效果。
由于它在炉顶运行，存在以下缺点：
1)炉顶消烟除尘车组合多台设备，车重达到70-100吨。长期在炉顶运行，容易造成炉体变形。严重影响焦炉本体的使用寿命。
2)处理量受到限制，不能够将所有排放荒煤气、烟尘全部进行捕集处理掉，致使装煤或推焦时，空气中常伴有烟气颗粒物，污染环境。
3)只能做除尘处理，无法对硫含量进行控制。
2、地面除尘站：
地面除尘站除尘方式是目前焦炉消烟除尘较为先进的一种方法。其主要结构是：在焦炉旁设置固定的地面除尘工作站，将出焦、装煤产生的污染烟气送到地面工作站集中处理。在炉顶设洗尘车，在拦焦车上设吸尘罩，沿炉长设置管道输送***。在地面站设冷却器、袋式除尘机组(或其它除尘机组)、脱硫塔、引风机和烟囱。
地面除尘站存在以下缺点：
1)占地面积大，约800-1000m2。
2)由于风量损失，地面站负荷大。按碳化室高4.3m年产量60万吨的焦炉为例，风机需风压7500Pa以上，风量14-18万m3/h，电机功率在650KW左右。装机容量大，运行成本高，吨焦运行成本2.5-4元，加大了生产成本。
3)上述原因导致工程造价高，按年产量60万吨的焦炉为例，需投入1300-1800万元。且施工周期长，一般为6-8个月。
发明内容
本发明的目的是提供一种占地面积少，工程造价低，生产成本低，易操作，易维修的利用锅炉***进行焦炉消烟除尘的工艺及装置
本发明所采用的工艺流程叙述如下：
在焦炉的顶部设有移动的烟尘捕集车，将出焦、装煤时散逸出来的烟尘进行捕集在燃烧室初步燃烧，分离焦沫后再引到锅炉内充分燃烧，即利用了热量，又利用锅炉的配套设施对烟气进行深度除尘、脱硫，达到清洁排放的目的.
(1)收集荒煤气和烟尘
在出焦过程中，烟尘捕集车置于炭化室的炉顶上方相应位置，将烟尘捕集车的燃烧室自动翻板和机侧炉门收集配风套管自动翻板关闭，拦焦车伸缩套筒与焦炉的拦焦吸尘罩上方的口相接，集气管伸缩套筒与带自动翻板的集气管吸口相接，打开拦焦车自动翻板，开始打开焦测炉门出焦，推焦车将红焦从炭化室推出，焦炭通过导焦栅落入熄焦车车箱内，所产生阵发性烟尘及炉门框上方产生的烟尘，在热浮力及风机的抽吸作用下，收集过程中吸入空气，烟尘和空气的混合温度为150-200℃，通过拦焦车伸缩套筒进入混合器，再通过集气管伸缩套筒进入沿炉体设置的集气管道；
出焦完毕，关闭拦焦车自动翻板，同时打开燃烧室自动翻板和机侧炉门收集配风套管自动翻板。在装煤过程中，使烟尘捕集车的燃烧室下部两侧炉口伸缩套筒与焦炉炉顶炉口相接，由焦炉炭化室来的600-800℃高温可燃荒煤气进入烟尘捕集车的燃烧室内燃烧，通过调节燃烧室下端的可调节风门控制燃烧室温度为850-950℃，燃烧后的热废气与由机侧炉门收集配风套管收集的烟气在烟尘捕集车的混合器混合，由于机侧炉门收集配风套管收集的烟气同时吸入空气，使混合后的烟尘混合温度为200-250℃，混合后的烟尘气体通过集气管伸缩套筒进入沿炉体设置的集气管道；
为确保安全，防止爆鸣对设备造成冲击，在烟尘捕集车上安装了有安全卸放人孔，当发生爆鸣，***瞬间正压达到50-100mm水柱时，安全卸放人孔自动起跳卸压，压力正常后，自动复位；
(2)净化处理
集气管道烟尘气体经旋风分离器分离灰尘后，经鼓风机进入锅炉内为稳定鼓风机前管道真空度，在集气管道安装了一套自力式补风调压装置；当管道内真空度高时，风叶开大，配风量增大；反之，风叶关小，配风量减小；从而稳定管内真空在100-500Pa范围内。
烟尘气体进入锅炉在温度1000-1100℃，空气过量系数1.1-1.3的条件下充分燃烧，燃烧后的锅炉废气经换热，再经过静电除尘、湿法脱硫除尘后变成清洁的气体，经引风机，通过烟囱排入大气。
为了实现上述工艺中，设计了专用的烟尘捕集车和自力式补气调压装置。烟尘捕集车技术方案如下：
它是由支架、行走钢轮、电机、燃烧室和混合器组成，其特征在于支架装有行走钢轮和电机，支架上面安装有燃烧室和混合器，燃烧室下部两侧各有一根炉口吸管，炉口吸管下端有炉口伸缩套筒，在燃烧室下端安装了煤气自动点火喷嘴和可调节风门，燃烧室上部一侧有燃烧废气出气管与混合器相通，燃烧室上部另一侧有液压伸缩杆与机侧炉门收集配风套管相连，混合器上部有拦焦车伸缩套筒和机侧炉门收集配风套管，机侧炉门收集配风套管与混合器上部相通，混合器下部有集气管伸缩套筒，在混合器安装了安全卸放人孔。
如上所述的安全卸放人孔是由安全人孔本体、人孔盖板、配重块和限位杆组成，安全人孔本体安装有限位杆，限位杆上活动连接有人孔盖板，人孔盖板上有配重块。
如上所述的燃烧废气出气管内安装有燃烧室自动翻板。
如上所述的机侧炉门收集配风套管内安装有机侧炉门收集配风套管自动翻板。
如上所述的拦焦车伸缩套筒内安装有拦焦车自动翻板。
本发明的一种焦炉炉顶烟尘捕集车通过行走钢轮，在电机的作用下可在焦炉炉顶沿轨道自行移动。
为确保安全，防止爆鸣对设备造成冲击，在混合器安装了安全卸放人孔。当发生爆鸣，***瞬间正压达到50-100mm水柱时，安全卸放人孔自动起跳卸压，压力正常后，自动复位。
自力式补气调压装置的技术方案如下：
自力式补风调压装置是它是由框体、调压风叶和调压配重条组成，在补风调压装置框体上安装有可活动的调压风页，调压风页上有调压配重条。
沿炉长设置了水封式连续煤气供应槽，可以为移动的烟尘捕集车连续地提供燃烧用煤气。***设有煤气自动防回火装置。
本发明与现有技术相比具有如下优点：
1、在焦炉的顶部设有移动的烟尘捕集车，将出焦、装煤时散逸出来的烟尘进行捕集在燃烧室初步燃烧，分离焦沫后再引到锅炉内充分燃烧，即利用了热量，又利用锅炉的配套设施对烟气进行深度除尘、脱硫，达到清洁排放的目的.
2、本工艺操作简单，节约投资，不需占地，对焦炉顶烟尘捕集率高而且消烟除尘效果好，达到国家二级排放标准。
3、用锅炉***替代地面除尘站。
4、烟尘捕集车结构简单，在整车的设计过程中，对车上的组件进行了紧促型组合。大大减轻了车架的尺寸和重量。使整车的重量控制在20-25吨。
5、工程造价低，生产成本低，易操作，易维修。
附图说明
图1是本发明的烟尘捕集车结构示意图
图2是本发明的安全泄放人孔结构示意图
图3是本发明的自力式补气调压装置结构示意图
如图所示：
1、车体支架 2、行走钢轮
3、电机 4、炉口吸管
5、炉口伸缩套筒 6、可调节风门
7、气自动点火装置 8、机侧炉门收集配风套管
9、液压伸缩杆 10、燃烧室
11、燃烧废气出气管 12、炉门收集套管自动翻板
13、燃烧室自动翻板 14、安全泄放人孔
15、拦焦车自动翻板 16、拦焦车伸缩套筒
17、集气管伸缩套筒 18、混合器
19、安全人孔本体 20、人孔盖板
21、配重块 22、限位杆
23、调压装置框体 24、调压风页
25、调压配重条
具体实施方式：
实施例1
炉顶烟尘捕集车车体支架1装有行走钢轮2和电机3，支架1上面安装有燃烧室10和混合器18，燃烧室10下部两侧各有一根炉口吸管4，炉口吸管4下端有炉口伸缩套筒5，在燃烧室10下端安装了煤气自动点火喷嘴7和可调节风门6，燃烧室10上部一侧有燃烧废气出气管11与混合器18相通，燃烧废气出气管11内安装有燃烧室自动翻板13；混合器18上部有拦焦车伸缩套筒16和机侧炉门收集配风套管8，拦焦车伸缩套筒16内安装有拦焦车自动翻板15。机侧炉门收集配风套管8内安装有机侧炉门收集配风套管自动翻板12；混合器18下部有集气管伸缩套筒17，拦焦车伸缩套筒16内安装有拦焦车自动翻板15。各伸缩套筒均由液压伸缩杆9进行推动、拖动，在混合器18顶部安装了安全卸放人孔14。安全卸放人孔14安装有限位杆22，限位杆22上活动连接有人孔盖板20，人孔盖板20上有配重块21。
在出焦过程中，拦焦车移动至需要出焦的炭化室的相应位置，导焦栅对准需要出焦的炭化室。焦炉炉顶烟尘捕集车通过电机2带动行走钢轮1行走置于炭化室的炉顶上方相应位置，将燃烧室自动翻板13和机侧炉门收集套管自动翻板12关闭，拦焦车伸缩套筒16与焦炉的拦焦吸尘罩上方的口相接，集气管伸缩套筒17与带自动翻板的集气管吸口相接，打开拦焦车自动翻板15，开始打开焦测炉门出焦，推焦车将红焦从炭化室推出，焦炭通过导焦栅落入熄焦车车箱内，所产生阵发性烟尘及炉门框上方产生的烟尘，在热浮力及风机的抽吸作用下聚集于拦焦车吸尘罩中，烟尘和空气的混合温度为160℃，通过拦焦车伸缩套筒16进入混合器18，再通过集气管伸缩套筒17进入沿炉体设置的集气管道。
出焦完毕，关闭拦焦车自动翻板15，同时打开燃烧室自动翻板13和机侧炉门收集套管自动翻板12。开始装煤时，使燃烧室10下部两侧炉口伸缩套筒5与焦炉炉顶炉口相接(对捣固侧装焦炉来说)或与加煤漏斗的侧法兰对接(对顶装焦炉来说)，开始收集可燃荒煤气，由焦炉炭化室来的600℃高温可燃荒煤气通过炉口吸管4进入燃烧室10，接通净煤气并由煤气自动点火喷嘴7自动点火，由可调节风门6调节风量控制燃烧室温度为850℃使可燃荒煤气完全燃烧，完全燃烧后的废气通过燃烧废气出气管11进入混合器18。机侧炉门收集配风套管8在液压伸缩杆9的作用下伸到对应的焦炉炉门上方，开始收集焦炉炉门溢出的烟气和配风，并进入混合器18与燃烧废气混合，使混合后的烟尘气体温度为210℃，最后通过集气管伸缩套筒17进入沿炉体设置的集气管道。
集气管道上安装了自力式补风调压装置。补风调压装置框体23上安装有可活动的调压风页24，调压风页24上有调压配重条25。
烟尘气体经旋风分离器分离灰尘后，经鼓风机进入锅炉内，在温度1000℃，空气过量系数1.10的条件下充分燃烧，燃烧后的锅炉废气经换热，再经过静电除尘、湿法脱硫除尘后变成清洁的气体，经引风机，通过烟囱排入大气。
实施例2、
在出焦过程中，所产生阵发性烟尘及炉门框上方产生的烟尘，在热浮力及风机的抽吸作用下聚集于拦焦车吸尘罩中，烟尘和空气的混合温度为170℃。
在装煤过程中，由焦炉炭化室来的650℃高温可燃荒煤气进入燃烧室，调节风量控制燃烧室温度为875℃使可燃荒煤气完全燃烧，燃烧后的废气与焦炉炉门收集来的烟气和配风，进入混合器混合，混合后的烟尘气体温度为220℃。
集气管道烟尘气体经旋风分离器分离灰尘后，经鼓风机进入锅炉内，在温度1025℃，空气过量系数1.15的条件下充分燃烧。其它同实施例1。
实施例3
在出焦过程中，所产生阵发性烟尘及炉门框上方产生的烟尘，在热浮力及风机的抽吸作用下聚集于拦焦车吸尘罩中，烟尘和空气的混合温度为180℃。
在装煤过程中，由焦炉炭化室来的700℃高温可燃荒煤气进入燃烧室，调节风量控制燃烧室温度为900℃使可燃荒煤气完全燃烧，燃烧后的废气与焦炉炉门收集来的烟气和配风，进入混合器混合，混合后的烟尘气体温度为230℃。
集气管道烟尘气体经旋风分离器分离灰尘后，经鼓风机进入锅炉内，在温度1050℃，空气过量系数1.20的条件下充分燃烧。其它同实施例1。
实施例4
在出焦过程中，所产生阵发性烟尘及炉门框上方产生的烟尘，在热浮力及风机的抽吸作用下聚集于拦焦车吸尘罩中，烟尘和空气的混合温度为190℃。
在装煤过程中，由焦炉炭化室来的750℃高温可燃荒煤气进入燃烧室，调节风量控制燃烧室温度为925℃使可燃荒煤气完全燃烧，燃烧后的废气与焦炉炉门收集来的烟气和配风，进入混合器混合，混合后的烟尘气体温度为240℃。
集气管道烟尘气体经旋风分离器分离灰尘后，经鼓风机进入锅炉内，在温度1075℃，空气过量系数1.25的条件下充分燃烧。其它同实施例1。
实施例5
在出焦过程中，所产生阵发性烟尘及炉门框上方产生的烟尘，在热浮力及风机的抽吸作用下聚集于拦焦车吸尘罩中，烟尘和空气的混合温度为200℃。
在装煤过程中，由焦炉炭化室来的800℃高温可燃荒煤气进入燃烧室，调节风量控制燃烧室温度为950℃使可燃荒煤气完全燃烧，燃烧后的废气与焦炉炉门收集来的烟气和配风，进入混合器混合，混合后的烟尘气体温度为250℃。
集气管道烟尘气体经旋风分离器分离灰尘后，经鼓风机进入锅炉内，在温度1100℃，空气过量系数1.30的条件下充分燃烧。其它同实施例1。
实施效果与现有技术的对比：
本发明工艺与现在较为先进地面除尘站除尘工艺相比，具有投资少，运行能耗低，占地少等优势。
表1本发明工艺与地面除尘站除尘工艺投资消耗比较
| 项目 | 地面除尘站工艺 | 本发明除尘工艺 |
| 总投资 | 1500多万元(按配套60万吨/年焦产能计，下同) | 约地面站投资的20％ |
| 装机容量 | 650KW | 30KW(锅炉风机不计) |
| 热量的利用 | 用冷却水冷却 | 引入锅炉内发电 |
| 蒸汽用量 | 0.25t/h | 无 |
| 冷却水 | 18t/h | 无 |
| 占地面积 | 800m2 | 无 |
| 职工定员 | 8人(2人/班) | 无 |
烟尘气引入锅炉内代替了原来的冷空气，减少了预热热量，利用了焦炉烟尘的热量，节约了能源。同时后期的除尘、脱硫设施的负荷又没有明显增大。由于锅炉的除尘、脱硫要求一般比地面除尘站高。所以除尘效果达到甚至超过地面除尘站的除尘效果，个别指标达到国家一级排放标准。
表2本发明工艺与地面除尘站除尘工艺除尘效果比较
Claims (4)
1、一种利用锅炉***进行焦炉消烟除尘的工艺，其特征在于包括如下步骤：
(1)收集荒煤气和烟尘
在出焦过程中，烟尘捕集车置于炭化室的炉顶上方相应位置，将烟尘捕集车的燃烧室自动翻板和机侧炉门收集配风套管自动翻板关闭，拦焦车伸缩套筒与焦炉的拦焦吸尘罩上方的口相接，集气管伸缩套筒与带自动翻板的集气管吸口相接，打开拦焦车自动翻板，开始打开焦测炉门出焦，推焦车将红焦从炭化室推出，焦炭通过导焦栅落入熄焦车车箱内，所产生阵发性烟尘及炉门框上方产生的烟尘，在热浮力及风机的抽吸作用下，收集过程中吸入空气，烟尘和空气的混合温度为150-200℃，通过拦焦车伸缩套筒进入混合器，再通过集气管伸缩套筒进入沿炉体设置的集气管道；
出焦完毕，关闭拦焦车自动翻板，同时打开燃烧室自动翻板和机侧炉门收集配风套管自动翻板。在装煤过程中，使烟尘捕集车的燃烧室下部两侧炉口伸缩套筒与焦炉炉顶炉口相接，由焦炉炭化室来的600-800℃高温可燃荒煤气进入烟尘捕集车的燃烧室内燃烧，通过调节燃烧室下端的可调节风门控制燃烧室温度为850-950℃，燃烧后的热废气与由机侧炉门收集配风套管收集的烟气在烟尘捕集车的混合器混合，由于机侧炉门收集配风套管收集的烟气同时吸入空气，使混合后的烟尘混合温度为200-250℃，混合后的烟尘气体通过集气管伸缩套筒进入沿炉体设置的集气管道；
(2)净化处理
集气管道烟尘气体经旋风分离器分离灰尘后，经鼓风机进入锅炉内为稳定鼓风机前管道真空度，在集气管道安装了一套自力式补风调压装置；当管道内真空度高时，风叶开大，配风量增大；反之，风叶关小，配风量减小；从而稳定管内真空为1-5kPa；
烟尘气体进入锅炉在温度1000-1100℃，空气过量系数1.1-1.3的条件下充分燃烧，燃烧后的锅炉废气经换热，再经过静电除尘、湿法脱硫除尘后变成清洁的气体，经引风机，通过烟囱排入大气。
2、如权利要求1所述的一种利用锅炉***进行焦炉消烟除尘的工艺专用烟尘捕集车，其特征在于它是由支架(1)、行走钢轮(2)、电机(3)、燃烧室(10)和混合器(18)组成，其特征在于支架(1)装有行走钢轮(2)和电机(3)，支架(1)上面安装有燃烧室(10)和混合器(18)，燃烧室(10)下部两侧各有一根炉口吸管(4)，炉口吸管(4)下端有炉炉口伸缩套筒(5)，在燃烧室(10)下端安装了煤气自动点火喷嘴(7)和可调节风门(6)，燃烧室(10)上部一侧有燃烧废气出气管(11)与混合器(18)相通，燃烧废气出气管(11)内安装有燃烧室自动翻板(13)；混合器(18)上部有拦焦车伸缩套筒(16)和机侧炉门收集配风套管(8)，拦焦车伸缩套筒(16)内安装有拦焦车自动翻板(15)。机侧炉门收集配风套管(8)内安装有机侧炉门收集配风套管自动翻板(12)；混合器(18)下部有集气管伸缩套筒(17)，拦焦车伸缩套筒(16)内安装有拦焦车自动翻板(15)。各伸缩套筒均由液压伸缩杆(9)进行推动、拖动。在混合器(18)顶部安装了安全卸放人孔(14)。
3、如权利要求2所述的一种利用锅炉***进行焦炉消烟除尘的工艺专用烟尘捕集车，其特征在于所述的安全卸放人孔是由安全人孔本体(19)、人孔盖板(20)、配重块(21)和限位杆(22)组成，安全卸放人孔(14)安装有限位杆(22)，限位杆(22)上活动连接有人孔盖板(20)，人孔盖板(20)上有配重块(21)。
4、如权利要求1所述的一种利用锅炉***进行焦炉消烟除尘的工艺专用自力式补气调压装置，其特征在于它是由框体(23)、调压风叶(24)、和调压配重条(25)组成，在补风调压装置框体上安装有可活动的调压风页(24)，调压风页(24)上有调压配重条(25)。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| AD01 | Patent right deemed abandoned |
Effective date of abandoning: 20080910 |
|
| C20 | Patent right or utility model deemed to be abandoned or is abandoned |