双吸式高压氨水无烟装煤技术的应用
作者：佚名发布时间：1970-01-01
山西阳光焦化集团有限公司建有一组2×65孔JN60-6型焦炉，采用双吸式高压氨水无烟装煤技术治理装煤烟尘。投产以来，经不断摸索和改进操作管理，取得了较好的应用与治理效果。装煤时，初期冒烟时间不超过10s，末期不冒黄烟，焦炉炉顶无组织排放的3项指标均达到了GB16171-96的要求。
1 双吸式高压氨水无烟装煤技术的原理
双吸式高压氨水无烟装煤技术是在高压氨水无烟装煤技术基础上发展起来的，基本原理仍是装煤时利用桥管阀体处的氨水喷嘴，喷射压力2.0MPa以上的高压氨水，在上升管根部形成负压，将炭化室内的装煤烟尘抽吸到集气管中。一般只在装煤炭化室使用常规的高压氨水，尽管压力也不低，但仍不能产生足够的吸力将装煤烟尘完全吸走，故仍有大量烟尘外冒。基于此，在装煤车装煤套筒的外面，增加了逸散烟尘的收集罩，通过导管导入到N+2号炭化室，该炭化室与N号装煤炭化室同时使用高压氨水。由于此时该炭化室已处于结焦末期，煤气发生量已比较少，故在此炭化室内同样处于负压状态，可将因高压氨水所形成负压不足而逸散出的荒煤气、烟尘等重新收集起来，吸入该炭化室，经上升管进入集气管，以实现真正的无烟装煤。
JN 60型焦炉有4个装煤孔，采用了3个侧吸管。使用时高压氨水压力要求在2.5MPa以上，入炉煤水分在10％左右，装煤时间180s 。
2 JN60型焦炉的消烟操作与实践
JN60型焦炉属于大容积焦炉，与JN43型焦炉相比，焦炉的外形尺寸有较大的变化。炭化室长15980mm、高6000mm，有效容积38.5m3。由于炭化室容积大、长度长，焦侧第4装煤孔远离上升管，使用双吸式高压氨水无烟装煤技术能否达到装煤地面站同样的消烟效果，存在不同意见。系统刚投用时，由于受高压氨水压力低、操作不熟练、集气管系统的压力波动大等因素的影响，装煤时一度黑烟滚滚，装煤后仍从炉盖处冒出浓黄烟，很不理想。经过分析讨论，采取若干措施后，情况有了明显好转。
2.1 硬件配置及改造
（1）装煤车改造。使用高压氨水无烟装煤技术时，对装煤车没有特殊要求。公司采用大连重工生产的螺旋给料装煤车，车上带有与装煤地面站配套的加煤烟尘收集与导出装置。将去地面站的导烟管堵上盲板，在装煤烟尘收集箱加设了导烟管，将烟尘导入与N号装煤炭化室相距两个炭化室中心距的N+2号炭化室内。鉴于JN60型焦炉的炭化室较长，分别在机中、焦中、焦侧3个装煤孔设置了导烟管，导烟管靠可升降套筒与炉顶密封，将装煤套筒与除尘套筒升降机构连为一体，实现了同步升降。
（2）增加装煤除尘套筒与炉顶的密封。由于焦炉炉顶沿横向、纵向方向不可能处于同一高度，使得焦炉装煤套筒在落到装煤口附近时，与炉顶之间有时会出现较大的间隙，形成烟气外逸的主要通道，除了结构上适当改进，保证装煤套筒和除尘套筒都能落到炉顶表面，另外，在套筒下边增加了耐磨耐温耐火的石棉材料，采用软接触，保证了套筒与炉顶表面的密封，起到了较好的效果。
2.2 操作指标的合理调整
（1）稳定高压氨水的操作压力。稳定高压氨水的操作压力是使用双吸式高压氨水无烟装煤技术的关键。在投用初期，因高压氨水压力波动较大，低时仅为0.5MPa左右，高时可达3.0MPa 。当高压氨水泵的运行设置为自动时，当出口压力低于0.4MPa时，高压泵的变频电机重新转入高速，压力方可回升。由于高、低压限值设置较宽，由下限值升到上限值的时间较长，故造成无烟装煤效果很差。为此，将高压氨水泵设为手动控制，在出炉期间保持高压氨水泵连续高速运行。同时，严格氨水三通阀的切换制度，不允许装煤时同时打开两个以上上升管的高压氨水阀。当三通阀泄漏时，马上更换，防止泄压。在装煤车没到时，不允许提前打开高压氨水阀；要求装煤结束后，马上关闭高压氨水阀。多种手段并用后，炉顶高压氨水压力可稳定在2.5MPa以上，无烟装煤效果大有好转。
（2）稳定入炉煤的水分。若入炉煤的水分偏大，不仅会增加焦化废水量，同时，由于采用螺旋装煤，极易造成卸煤螺旋的堵塞。另外，将大大增加煤料进炉后的水汽量，造成短时间内炉内压力骤增，增加了煤气烟尘外泄的机会。焦炉投产初期，入炉精煤以外购精煤为主，而受洗选工艺的限制和洗煤装备水平的限制，精煤水分偏大，一般在12.0％以上，造成配煤室、煤塔下煤困难，装煤车螺旋经常堵塞，导致生产不顺。为此，我们延长了外购精煤在精煤堆场的堆放时间，同时，将公司选煤一厂经离心机脱水的瘦焦煤运出一部分到新备煤系统，而将外购高水分的瘦焦煤分出一部分去老备煤系统使用，适当增加新系统中水分低、粒度大的1/3焦煤的配入比例，将入炉煤水分控制在11.0%以下，使得装煤时下煤顺利，保证了装煤时间和消烟效果。
2.3 操作管理的改进
（1）加强上升管等管道的“三通一活”管理。在炼焦过程中，保持上升管、桥管、集气管的畅通和阀体翻板的灵活，对于集气管压力稳定、保持炭化室内煤气的顺利导出十分重要，对于实现无烟装煤也极为重要。焦炉生产初期，由于管理上的问题，上升管石墨清理不及时而造成了堵塞，严重时桥管内的通道只有原通道直径的1/3，装煤时炉内压力高，必然导致装煤时冒烟很大。为此，规范上升管的操作，做到每炉清理到位，解决装煤时冒烟的问题起到了十分重要的作用。
（2）确保除尘管的畅通。装煤时冒出的烟尘中，颗粒物含量较大，一般在5000mg/m3以上，在导出的管路上易沉积，缩小了装煤烟气的流通有效面积，影响消烟效果。为此，要求每班对除尘管进行清理，确保除尘侧吸管的畅通，最大限度保证除尘效果。
（3）加强推焦与装煤操作的配合。为保证消烟除尘效果，必须加强推焦车平煤操作与装煤车的配合，最好等平煤结束后，煤车再提套筒，由于炉顶空间已畅通，此时荒煤气就不会泄漏出来。当煤车套筒提起后，由机侧到焦侧迅速盖上装煤孔盖，以确保无烟效果。及时地盖上装煤孔盖，不仅可减少荒煤气的外泄，而且对减少煤气的含氧量、热值波动大有帮助。
3 结束语
经过不断总结改进，采用双吸式高压氨水无烟装煤技术的JN60型焦炉取得了较好的效果。经现场检查和实地监测，炉顶无组织排放的颗粒物、苯并［a］芘、苯可溶物等分别为0.815～1.833 mg/m3、0.0014～（9.8×10-5）mg/m3、0.049～0.247mg/m3，均低于标准值2.5mg/m3、0.0025mg/m3、0.60mg/m3；达到了《炼焦炉大气污染物排放标准》(GB16171-96)中二级标准限值要求。作为焦炉无烟装煤技术的一种，只要加强操作管理，完全可以在6m焦炉这样的大型焦炉上推广应用。
