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廣州市恒采節能科技有限公司
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節能爐頭除塵關鍵技術的研究

一、研究背景
在節能生產過程中，裝煤和出焦等環節產生大量有毒含塵污組織排放的廢氣，其中含有固體懸浮物、苯可溶物、苯并芘、H2S、NH3等有害物質，如長期接觸對人體健康十分有害。根據對節能生產過程中三類煙塵排放源（節能連續性、陣發性和事故性三類排放源）中所含有害物質數量的分析，節能煙塵中散發量最大、危害最嚴重的是裝煤過程中外逸的大量粗煤氣（即黃煙）和煤塵，其約占總污染物排放量的60%。而出焦散發的粉塵量約為裝煤時散發粉塵的一倍以上，尤其是在推出的焦炭成熟度不足時，焦炭中還殘留有大量的熱解產物，在推焦時和空氣接觸，燃燒生成細分散的炭黑，因而形成大量濃黑煙塵，嚴重污染了節能周圍的環境。而且出焦時爐門散發的煙塵直接逸散到爐頂面區域，對工人作業環境影響大，而國內對于出焦過程中爐門散發的煙氣沒有效果明顯的處理措施。
爐頭逸散煙塵的特點是間歇性排放、煙氣濕度大、溫度高、含有可燃氣體和焦油，而且產塵點會在長距離上頻繁移動，兼有固定源和移動源的特征。爐頭煙塵處理的難點主要有：
1、如何高效保證煙塵捕集率
爐頭周圍設備、構筑物較多，爐頭煙塵逸散速度快，如何根據現場情況研發合理的收塵裝置是保證煙塵捕集率的關鍵。
2、除塵系統如何適應節能生產工藝特點
出焦和平煤等節能生產過程是有規律的間歇性作業，整個節能不是所有的爐門都在逸散煙塵，需對爐頭煙塵逸散點進行精準控制。研發一套完全適應節能生產的爐頭除塵軟硬件系統是一大難題。
3、如何實現節能煙塵處理系統的穩定運行
從以往運行經驗看，節能煙塵中含有高溫揮發出的焦油及未燃燒充分的炭渣火星, 容易粘布袋和燒布袋，嚴重影響除塵器的穩定運行。
因此。研制出適應于新環保政策要求的的節能爐頭除塵技術迫在眉睫。
二、技術解決方案
節能爐頭除塵項目的具體技術路線及方案如下：
1、煙氣收集
關鍵之一是如何將出焦時產生的煙塵很好地收集。由于出焦時，節能爐門散發的煙塵主要產生點為：爐門框粘結的焦油遇高溫產生、爐門口處焦炭塌落至刮板機上產生、爐門邊緣粘結的焦油產生、以及推焦時焦炭產生。產塵量最大的是爐門周邊區域，同時，煙氣有熱動力性，在無外界干擾的情況下大部分煙氣均沿爐門向上逸散。如何將出焦時產生的煙塵有效收集我們采用的研發措施是，根據煙氣的特點，對影響煙氣收集的外界因素進行弱化；同時，通過合理布置收塵罩來保證煙氣很好的收集。
2、除塵系統可靠控制
除塵系統可靠控制必須做到系統只針對正在出焦的炭化室進行煙氣治理，而常規的電動或氣動閥門進行控制由于節能爐門上方溫度高，容易損壞，并且控制系統復雜。所設計開發出的控制裝置需能滿足前端煙氣收集率要求，根據前端煙氣收集系統閥門開啟數量及閥門開度確定合適的轉速，實現整個系統最優化運行。
3、高溫煙塵處理選擇
由于節能出焦時煙氣溫度高達150-200℃，為避免高溫煙氣進入布袋除塵器對設備造成損壞。同時煙氣中含火星粉塵如果直接卷入布袋，會引起布袋著火事故。因此，對于節能出焦的煙氣選擇一種成熟經濟可靠的煙氣處理系統。另外煙氣中含有煤氣和焦油，需增加預噴涂設施防止布袋粘結，以及除塵器倉室增加防爆閥。 
三、主要技術內容與創新
主要從建立高效的煙塵收集系統、研制適應節能生產工藝的爐頭除塵智能控制系統和開發適應節能煙塵特點的煙氣預處理系統三個方面進行研究。
1、建立高效的煙塵收集系統
節能有四大車設備，裝煤車、推焦車、攔焦車、熄焦車。采用在爐頭正上方布置固定式收塵罩的方法來解決收塵問題，一炭化室爐門一頂吸罩。利用密封措施保障煙塵收集效率，避免煙塵外溢并消除橫風影響密封措施包括。對推焦車設置移動擋板裝置，同時對攔焦車封閉，盡可能避免煙塵的泄露等。
對推節能門工作域構建二維幾何模型。通過模擬收塵罩高度、密封擋板寬度、風量對除塵效果的影響，研發合理的收塵裝置，可以實現對各塵源點逸散的煙
氣進行有效收集，無煙氣外溢。同時，通過數值模擬確定收塵罩罩口周圍的的壓強值，作為風機壓頭選型計算依據。
2、研制適應節能生產工藝的爐頭除塵智能控制系統
研發出一套系統，將支管閥門控制裝置布置在推焦車和攔焦車上，通過液壓缸驅動該控制裝置來實現閥門的啟閉，大大提高了除塵效率；同時，除塵風機與出焦信號進行聯鎖，當出焦時風機高速運轉，當出焦完成時，風機低速運轉，可以有效的節約能源。
3、開發適應節能煙塵特點的煙氣預處理系統
旋風阻火器的作用是借鑒多管旋風除塵器的原理，將煙氣中大于0.5mm的顆粒95%以上全部去除掉，保護布袋除塵器不被燒壞；采用預噴涂就是來防止由于油或水而導致其粘連、堵塞。
主要創新點：
1）開發的節能高效爐頭煙塵治理技術，可實現節能機側、焦側爐門在出焦及平煤過程中煙塵逸散的同步治理，顯著改善工作環境；
2）開發的煙氣收集系統，采用“爐門上方設固定除塵罩+推焦車封閉及兩側設移動密封擋板”形式，實現外界對爐門逸散煙塵影響降低到最低；
3）開發的收塵罩控制機構，滿足了節能間歇作業需求，實現對特定煙塵逸散點進行收集，提高除塵效率，降低系統能耗；
4）開發的高溫煙氣處理系統，可避免除塵器布袋著火及焦油粘粘布袋現象，確保凈煙氣粉塵超低排放（實測值3.1mg/Nm3，低于國家標準的10 mg/Nm3）。

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