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焦炉装煤用除尘布袋

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焦炉装煤烟气中含有焦油等成分。为防止黏结与堵塞,传统上一般采用湿式除尘系统。随着滤料技术、预喷涂技术和防爆技术的发展,使布袋除尘器代替湿式除尘器成为可能。通过对于武布袋除尘器及其系统和湿武双文氏警除尘墨及其系统在装备、运行成本和实际使用状况进行比较,结果显示:干武布袋除尘系统在节能方面具有很大的优势,是焦炉装煤除尘的发展方向。

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焦炉炉顶装煤时,因煤与炭化室赤热炉壁接触,会产生大量含尘烟气,约占焦炉阵发性烟尘扩散的60%,为实现焦炉装煤的无烟操作,有效控制粉尘无组织排放,宝钢在焦炉建设时均设置了装煤车除尘(约占装煤烟尘的60%)和桥管处喷射高压氨水抽吸烟气(约占装煤烟尘的40%)。

由于焦炉装煤烟气与一般烟气有所不同,除粉尘外,焦炉装煤烟气中还含有荒煤气、焦油烟等,这就使烟气净化工艺变得复杂。宝钢在20世纪80年代建设的一、二期焦炉中,装煤除尘采用的是带燃烧、洗涤功能的湿式双文氏管除尘系统,而在20世纪90年代建设的三期焦炉中,则采用了非燃烧法干式布袋除尘系统。干式布袋除尘系统与湿式双文氏管除尘系统相比,具有明显的技术经济优势,因此,在近几年里。宝钢已分步将一、二期焦炉原有的湿式双文氏管除尘系统改造成干式布袋除尘系统,取得了良好的效果。

1.湿式双文氏管装煤除尘系统工艺流程及主要问题

湿式双文氏管装煤除尘系统主要有两大部分组成,分别是设于装煤车上的点火燃烧再水洗的烟尘捕集预处理装置和设于地面的洗涤除尘站,两部分之间由管道连通。除尘工艺流程见图1。

装煤车上的点火燃烧再水洗的烟尘捕集预处理装置从各个煤斗分别抽引含有荒煤气的烟气,通过抽吸筒下部的火花塞点燃其中的荒煤气燃烧,燃烧后的热废气汇集至粗洗器中经喷水洗涤,使烟气温度降至45—70℃,含尘量由109/m3(标况)降至2~3 g,m3(标况),粗洗后烟气经水雾分离后送至地面除尘站进一步处理。这套装置的目的是为了防止系统内可燃成分太高而引起爆炸。可防止荒煤气内所含的焦油和粉尘黏结而堵塞管道及设备,降低烟气中的含尘浓度,减轻地面洗涤除尘站的处理压力。

地面洗涤除尘站主要由两级文丘里洗涤器及其脱水器、两级串联风机、消声器、排气筒、水处理系统以及连接管道等组成。经燃烧粗洗后的烟气进入文 装煤车上的吸尘罩和导通管随车移动。吸尘罩丘里洗涤器,经过两级水洗除尘后,其烟气中的含尘 为内外筒夹套式结构,装煤时,落下吸尘罩和内套筒,质量浓度达到50mg/m3(标况)以下,满足排放标准要求,通过排气筒达标排放。

湿式双文氏管装煤除尘系统虽然能够基本满足环保要求,但也存在着一些明显的不足。能耗高,由于采用两级文氏管除尘,使系统阻力很高,达到31000 Pa,为保证烟气的输送,使用两级风机串联运行,2台风机的总装机容量达到了l 410 kw。其次,由于荒煤气中含有少量H2S等酸性气体,燃烧后形成亚硫酸等酸性雾滴,对管道、设备等腐蚀严重。此外,由于粗洗器和文丘里洗涤器产生废水,使水处理系统相对复杂,维护管理工作量大。

2.干式布袋装煤除尘系统工艺流程

非燃烧法干式布袋除尘系统主要有3部分组成:即车载吸尘罩及导通管等、地面除尘站以及预喷涂装置,3部分均由管道连通。除尘系统见图2。

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装煤车上的吸尘罩和导通管随车移动。吸尘罩为内外筒夹套式结构,装煤时,落下吸尘罩和内套筒,直接抽吸装煤孔逸出的烟气,并与从吸尘罩的开口部位吸人的空气混合,对烟气进行稀释,稀释后的烟气经炉顶固定管道、地面连接管道进入带预喷涂装置的脉冲布袋除尘器。导通管上设有手动调节挡板,可以调节吸尘罩的抽风量,增大或减少冷却混合的空气量,在确保烟气不燃烧状态的同时,维持气体流速、温度等要求。

地面除尘站主要由脉冲布袋除尘器、离心风机、消声器、排气筒以及连接管道等组成。从装煤车吸尘罩中抽吸的含尘气体进入除尘器后与滤袋外预喷涂的初始保护粉尘层接触,烟气中的焦油被粉尘吸附。粉尘被过滤,净化后的气体经风机、消声器、排气筒排入大气,排放烟气的实际含尘质量浓度低于20 mg/m3(标况)。随着滤袋上粉尘的不断积存,除尘器的阻力随之增加。清灰装置定时或定压差用压缩空气对布袋进行逆向喷吹清灰,滤袋上被清除的粉尘落入下部灰斗中。为防止设备结露产生腐蚀和黏结,在除尘器灰斗部分设有蒸汽加热保温措施。

为防止烟尘中的焦油黏结除尘器滤袋,另外还设有预喷涂装置。预喷涂装置主要有贮灰仓、高压罗茨风机及管道等组成。将从拦焦除尘系统收集下来的焦粉作为预涂料,用真空压送罐车送入预喷涂料仓内,在每次清灰作业结束,下一炉装煤时含尘气体进入除尘器前,先用高压罗茨风机将焦粉通过预喷涂装置送入除尘器入口管道,并使其均匀涂在滤袋外层,成为初始保护层,以防止焦油黏结布袋。

为防止气体中的可燃成分增多引起的爆炸对设备造成的破坏,在除尘器每个仓室设一个泄爆阀,当产生爆炸,仓室内压力瞬间上升至5000Pa时,泄爆膜片被涨破,仓室迅速泄压,从而达到设备泄爆的目的。

3.两种装煤除尘系统的比较

带燃烧、洗涤功能的湿式装煤除尘系统是基于20世纪80年代的技术发展水平,它主要是考虑到烟气中的焦油会对干式除尘设备形成黏结,导致除尘器的失效,同时也考虑到爆炸等其他因素。尽管湿式除尘系统也具有较高的除尘效率,根据定期连续监测,湿式除尘系统排放烟气中的实际含尘质量浓度基本能控制在35 mg/m3以下,满足环保的要求。但是它的能耗非常高,对节能不利。此外,湿式除尘系统还存在严重的设备、管道的腐蚀问题。

装煤千式布袋除尘系统除具有更高的除尘效率,可降低排放烟气中的含尘浓度,减少系统设备的腐蚀外,其主要的特点是可以极大地降低系统的装机容量,减少系统的能源消耗,提高环保设施的运行经济性。当然,干式除尘系统在消除烟气中的微量有害物质方面无能为力,这是它的一个不足。

4.结论

根据循环经济的要求,节能降耗与污染物减排是我国钢铁工业走可持续发展道路的两个主要方面,两者相辅相成,不能偏废。从焦炉装煤除尘由湿式双文氏管除尘器发展到干式布袋除尘器的过程以及它们长期运行的实际状况,在基本不影响主要污染物减排的前提下,干式布袋除尘系统大幅度地提高能源的利用率,减少能源消耗,体现循环经济的思想,对焦炉装煤及其类似工艺的除尘系统的设置及改造具有一定的借鉴意义。

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