一、 概述
大型搗固焦化企業(yè)，采用側(cè)裝煤方式，作業(yè)時(shí)有大量煙氣外溢，對(duì)周邊環(huán)境造成嚴(yán)重污染。
我公司根據(jù)焦化企業(yè)的實(shí)際情況，本著“投資少，運(yùn)行費(fèi)用低，占地面積小，處理效果穩(wěn)定，煤氣回收節(jié)約能源”的原則進(jìn)行攻關(guān)，研制出“煤氣回收除塵成套設(shè)備”。
我們?cè)诩夹g(shù)研發(fā)過(guò)程中堅(jiān)持走“科技含量高、經(jīng)濟(jì)效益好、資源消耗低、環(huán)境污染少、人力資源得到充分發(fā)揮”的新型工業(yè)化道路。此項(xiàng)發(fā)明采用新的工藝技術(shù)，沖破“搗固焦?fàn)t側(cè)裝煤逸散荒煤氣含氧量高，不能進(jìn)入集氣管道”的禁區(qū)，直接將裝煤過(guò)程中溢出的高氧荒煤氣回收，大大提高了經(jīng)濟(jì)效益，取代了消煙除塵車，降低各種成本支出，提高了化產(chǎn)品的回收率。
采用MN型導(dǎo)煙管和加煤口水封裝置，國(guó)內(nèi)首創(chuàng)。
二、 治理的必要性
裝入炭化室的煤料，夾帶進(jìn)大量的空氣。裝煤開(kāi)始時(shí)，空氣中的氧與入爐的細(xì)微煤粒燃燒生成炭黑，形成黑煙。裝爐煤與灼熱的爐壁接觸，極具升溫產(chǎn)生大量碳、硫、氮單質(zhì)及化合物并伴有水汽和烴類有機(jī)物，此時(shí)煙氣成暗黃色。其中一部分進(jìn)入焦?fàn)t集氣管，另一部分通過(guò)爐頂排氣孔和爐門縫不嚴(yán)密處溢出，其體積約占焦?fàn)t總排放量的60%。
在裝煤操作中，排出的煙氣中有煤粉、荒煤氣、硫氮氧化物等大量有害物質(zhì)，其中還有對(duì)人類健康產(chǎn)生嚴(yán)重威脅的多環(huán)芳香烴，如苯并芘、7、12-二甲基苯并蒽、3-甲級(jí)膽蒽、二苯并芘、二苯（a,i）芘等，如果不加以治理，會(huì)對(duì)周圍環(huán)境產(chǎn)生嚴(yán)重污染，惡化勞動(dòng)條件，對(duì)員工的身體健康造成很大威脅，違反國(guó)家環(huán)保政策。因此，一定要采取強(qiáng)有力的措施加強(qiáng)對(duì)裝煤時(shí)溢出煙氣的控制。
據(jù)統(tǒng)計(jì)在焦?fàn)t裝煤過(guò)程中，一噸入爐煤的污染物排放量約2.37kg，其中主要污染物有固體顆粒物（TSP）,苯并芘（BaP）、苯可容物（BSO）、二氧化硫（S02）等。其中BSO排放量為0.499kg/t煤，Bap排放量為0.000908 kg/t煤，Bap等有害物質(zhì)均已TSP為載體而存在，因此污染物對(duì)TSP的收集、處理是治理焦?fàn)t污染的關(guān)鍵。
三、 工藝選擇的依據(jù)
加強(qiáng)操作時(shí)產(chǎn)生的爐頂煙氣中含有大量的煤粉、硫單質(zhì)及其化合物、碳氮氧化物、苯并芘及其他多環(huán)芳香烴等多種成分，其中可燃性成分和可燃性氣體占大部分比重，如直接單獨(dú)采用布袋除塵、靜電除塵、濕式除塵等常規(guī)處理，只能去除煙氣中的粉塵，并不能去除其中的有害成分，這些成分排放到空氣中照樣造成污染，并經(jīng)常出現(xiàn)粘布袋、堵塞靜電除塵和堵塞除塵系統(tǒng)現(xiàn)象。在這類煙氣處理過(guò)程中，應(yīng)使待處理煙氣首先通過(guò)高溫環(huán)境，煙氣中的煤粉、一氧化碳、硫單質(zhì)及其化合物、苯并芘及其他可燃性成分在高溫環(huán)境下燃燒并產(chǎn)生裂解，轉(zhuǎn)變成穩(wěn)定無(wú)害的成分，而且發(fā)生一系列物理性質(zhì)的轉(zhuǎn)變。保持高溫裂解腔的持續(xù)高溫，是可燃性物質(zhì)充分燃燒裂解的必要條件，也是影響總體處理效果的關(guān)鍵所在。
通過(guò)上述步驟處理過(guò)的煙氣，其中的一氧化碳、苯并芘等可燃性氣體及有機(jī)物已經(jīng)與氧發(fā)生氧化、高溫裂解反應(yīng)，生產(chǎn)二氧化碳、水等，所以此后處理氣體的重點(diǎn)，主要是去除由煤粉，燃燒后生產(chǎn)的粉塵，由于此時(shí)煙氣溫度和濕度比較高，所以后續(xù)處理適合采用濕式除塵系統(tǒng)，在除塵的同時(shí)可以降低煙氣的溫度。在裝煤過(guò)程中溢出的荒煤氣全部燃燒后排放是一種資源的極度浪費(fèi)。
煤氣回收除塵成套設(shè)備可對(duì)加煤煙塵進(jìn)行有效處理，煤氣得到回收，節(jié)約能源，可達(dá)到爐頂煤氣零排放。
新技術(shù)的使用，解決了裝煤過(guò)程中的高含氧煤氣和荒煤氣全部抽吸回收的問(wèn)題。節(jié)約了裝煤過(guò)程中的能源，降低能耗，同時(shí)消煙除塵效果顯著，焦?fàn)t生產(chǎn)環(huán)境更加符合環(huán)保要求，荒煤氣回收量增加。經(jīng)過(guò)反復(fù)試驗(yàn)，反復(fù)檢測(cè)，煤氣含氧量均在0.4-0.6%之間，完全符合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)（煤氣含氧量≤1%）。
這種技術(shù)的使用可降低焦?fàn)t建設(shè)投資，取代消煙除塵車及附屬設(shè)備，并且可降低運(yùn)行成本，同時(shí)焦?fàn)t生產(chǎn)環(huán)保更加符合環(huán)保要求而使裝煤產(chǎn)生的荒煤氣在負(fù)壓作用下抽入焦氣管，并進(jìn)一步回收利用。
回收高氧煤氣后的化學(xué)產(chǎn)品（煤氣、焦油、硫銨、粗苯、硫磺等）回收率明顯提高，綜合經(jīng)濟(jì)效益可提8-10元/噸焦。
四、 爐頂煙氣凈化工藝—煤氣回收除塵成套設(shè)備
本工藝采用局部安裝噴射設(shè)備使裝煤過(guò)程中形成局部負(fù)壓，從而，使裝煤產(chǎn)生的荒煤氣在負(fù)壓作用下抽入集氣管并進(jìn)一步回收利用。
新工藝的采用，沖破“搗固焦?fàn)t側(cè)裝煤逸散荒煤氣含氧量高，不能進(jìn)入焦氣管道”禁區(qū)，直接將裝煤過(guò)程中溢出的高氧荒煤氣回收利用，大大節(jié)約了能源，提高了經(jīng)濟(jì)效益，取代了硝煙除塵車，降低各種成本支出，同時(shí)提高了化產(chǎn)品的回收率。
本工藝主要包括以下三部分：一是水泵房和集氣管橋管設(shè)置有高壓氨水處理系統(tǒng)，利用高壓氨水系統(tǒng)進(jìn)行抽吸；二是阻礙焦?fàn)t頂部設(shè)置有沿爐頂軌道運(yùn)行MN型管爐頂導(dǎo)煙車，導(dǎo)煙車上有M型和N型導(dǎo)煙管、自動(dòng)抓蓋和落蓋系統(tǒng)，利用兩套以上噴射系統(tǒng)同時(shí)抽吸高壓煤氣；三是爐頂加煤口設(shè)有水封裝置。
處理程序?yàn)椋寒?dāng)搗固加煤車開(kāi)始加煤時(shí)，MN管已完成對(duì)接并自動(dòng)打開(kāi)加煤蓋，碳化室內(nèi)的煙氣在高壓氨水負(fù)壓下經(jīng)過(guò)爐頂加煤口水封裝置被吸入，MN型管中，通過(guò)MN型管進(jìn)入隔壁碳化室，隨即進(jìn)入上升管橋管和集氣管中，煤氣得到回收，同時(shí)起到消炎除塵的作用，爐頂煙氣達(dá)到零排放。
1、MN型管具有導(dǎo)煙量大，阻力小的特點(diǎn)，可有效減少系統(tǒng)阻力，自動(dòng)抓蓋和落蓋系統(tǒng)可杜絕抓蓋和落蓋瞬間的煙氣外逸，加煤口水封裝置可杜絕氧氣進(jìn)入焦氣管，高壓氨水采用高壓力中流量的設(shè)計(jì)，可有效增加系統(tǒng)負(fù)壓。
2、加煤煙氣凈化工藝流程
MN型管導(dǎo)煙車 爐口水封 加煤煙氣

隔壁炭化室 回收
 

上升管橋管 集氣管

高壓氨水

3、解決高氧煤氣的回收問(wèn)題，即高壓氨水抽吸
側(cè)裝煤逸出的荒煤氣要達(dá)到直接回收進(jìn)入集氣管，首先要解決集氣管的正常工作壓力問(wèn)題，集氣管正常工作壓力為80-120Pa，這種正常工作條件無(wú)法回收逸出的荒煤氣，只有在負(fù)壓條件下才有可能將荒煤氣吸入集氣管而集氣管壓力又不允許負(fù)壓操作。在這種情況下，利用高壓氨水將氨水中間槽抽出，經(jīng)過(guò)安全閥整定壓力后，輸送到焦?fàn)t，裝煤時(shí)，高壓氨水經(jīng)過(guò)三通閥切換進(jìn)入高壓噴頭，利用高壓作用在橋管內(nèi)噴灑，使碳化室及上升管形成負(fù)壓（約-100Pa），裝煤產(chǎn)生的荒煤氣在負(fù)壓作用下抽水集氣管，然后通過(guò)化產(chǎn)車間的鼓風(fēng)機(jī)輸送到后續(xù)工段，提取寶貴的化產(chǎn)品（煤氣、焦油、硫銨、粗苯、硫磺等）
4、解決煤氣充分回收問(wèn)題，即爐頂除塵口冒煙
由于一套高壓噴射系統(tǒng)形成的吸力及流量不能滿足設(shè)計(jì)需求，經(jīng)過(guò)分析結(jié)焦時(shí)間及煤氣發(fā)生曲線，進(jìn)一步得到論證：可以利用相鄰碳化室共同消化裝煤產(chǎn)生的荒煤氣，因此我們?cè)O(shè)計(jì)符合現(xiàn)有生產(chǎn)情況的導(dǎo)煙除塵車，利用兩套以上噴射系統(tǒng)同時(shí)抽吸高氧煤氣。
再利用兩套以上噴射系統(tǒng)同時(shí)抽吸高氧煤氣的同時(shí)，考慮到導(dǎo)煙車與爐頂除塵口的密封問(wèn)題（就是在生產(chǎn)過(guò)程中消煙除塵車對(duì)著爐頂除塵口抽吸，一直效果不好，有冒煙現(xiàn)象，并導(dǎo)致煤氣含氧量高），為了進(jìn)一步降低煤氣含氧量，增加安全系數(shù)，我們經(jīng)過(guò)反復(fù)設(shè)計(jì)研究，設(shè)計(jì)出了爐頂水封座，通過(guò)爐頂水封座可以使導(dǎo)煙過(guò)程完全在水封密封的環(huán)境下進(jìn)行，經(jīng)過(guò)這項(xiàng)改造可以進(jìn)一步降低氧氣進(jìn)入系統(tǒng)的幾率，保證了生產(chǎn)安全系數(shù)，同時(shí)裝煤產(chǎn)生的荒煤氣能夠被更充分的回收。
5解決導(dǎo)煙系統(tǒng)（導(dǎo)煙順序，邊爐導(dǎo)煙車自動(dòng)抓蓋問(wèn)題）
我們經(jīng)過(guò)詳細(xì)分析結(jié)焦時(shí)間及煤氣發(fā)生曲線，最終確定可以利用三個(gè)碳化室同時(shí)回收裝煤產(chǎn)生的荒煤氣，由于設(shè)計(jì)了M型導(dǎo)煙管，利用M型導(dǎo)煙管將裝煤過(guò)程中產(chǎn)生的荒煤氣到如相鄰導(dǎo)入相鄰碳化室共同消化裝煤產(chǎn)生的荒煤氣通過(guò)采用M型導(dǎo)煙管，荒煤氣的回收利用率大大提高，尤其使邊爐導(dǎo)煙問(wèn)題得到了完善解決，同時(shí)也減少了對(duì)大氣的污染。
在保證各系統(tǒng)正常工作情況下，為了降低工人的勞動(dòng)強(qiáng)度盡可能實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化操作，同時(shí)進(jìn)一步降低操作過(guò)程中含氧氣體進(jìn)入系統(tǒng)的幾率，我們進(jìn)一步設(shè)計(jì)了自動(dòng)抓蓋，落蓋系統(tǒng)。
至此，在各設(shè)備運(yùn)行下，掙個(gè)導(dǎo)煙系統(tǒng)基本完善，基本可以實(shí)現(xiàn)無(wú)煙裝煤并嚴(yán)格控制了裝煤回收的高氧氣的含氧量，在保證設(shè)備效益和經(jīng)濟(jì)效益的情況下同時(shí)保證了安全生產(chǎn)。
五、 工藝參數(shù)控制
高壓氨水壓力（3.8Mpa）的確定，高壓氨水壓力過(guò)高，對(duì)爐體副作用下，極易造成爐體串漏，且對(duì)相關(guān)零部件工藝要求有很高的要求。壓力過(guò)低，達(dá)不到要求的局部負(fù)壓。介于這種情況人員經(jīng)過(guò)研究實(shí)驗(yàn)最終確定高壓氨水壓力為3.8Mpa,比較符合工藝的要求。
高壓氨水流量（30m3/h）的確定；高壓氨水流量有高壓噴頭的流量決定（每個(gè)高壓噴頭流量大約在9-10m3/h）.
六、 工藝原理
1、 高壓氨水部分
利用高壓氨水泵將氨水 氨水中間槽中出，經(jīng)過(guò)安全閥整定壓力后，輸送到焦?fàn)t，裝煤時(shí)，高壓氨水經(jīng)過(guò)三通閥切換進(jìn)入高壓噴頭，利用高壓作用在橋管噴灑，使碳化室及上升管形成負(fù)壓（-100pa左右），裝煤產(chǎn)生的荒煤氣在負(fù)壓作用下抽入集氣管，然后通過(guò)化產(chǎn)車間的鼓風(fēng)機(jī)輸送到后續(xù)工段，提取寶貴的化產(chǎn)品。
2、 焦?fàn)t導(dǎo)煙部分
在a號(hào)裝煤時(shí)，利用導(dǎo)煙車將c號(hào)、d號(hào)與a號(hào)相連。a號(hào)產(chǎn)生的荒煤氣通過(guò)導(dǎo)煙管進(jìn)入c號(hào)和d號(hào)，然后在a、c、d、三組高壓抽吸系統(tǒng)作用下進(jìn)入集氣管。
七、 煤氣回收除塵成套設(shè)備工藝特點(diǎn)
本套設(shè)備投資少，運(yùn)行費(fèi)低，占地面積小，處理效果穩(wěn)定，運(yùn)行可靠，操作簡(jiǎn)便，維護(hù)費(fèi)用低，煤氣回收節(jié)約能源，采用MN型號(hào)導(dǎo)煙管和加煤口水封裝置，國(guó)內(nèi)首創(chuàng)，爐頂煙氣達(dá)到零排放。
八、運(yùn)行費(fèi)用分析
項(xiàng)目總的投資幾百萬(wàn)元，一年時(shí)間即可回收投資
1、 使用消煙除塵車：利用消煙除塵車上的風(fēng)機(jī)將在裝煤過(guò)程中逸散出的荒煤氣和粉塵吸入燃燒室，然后通過(guò)車上的文丘里除塵系統(tǒng)把燃燒后的廢氣凈化處理，然后排入大氣。
1）。對(duì)環(huán)境不同程度上還有污染：
荒煤氣在燃燒過(guò)程中，會(huì)產(chǎn)生大量的CO2和少量的SO2、CO等，對(duì)環(huán)境造成局部污染。
2、 維護(hù)費(fèi)用高：
3、 運(yùn)行成本高，浪費(fèi)水電能源
4、 裝煤過(guò)程中溢出的荒煤氣全部燃燒掉也是一種極大的浪費(fèi)。
使用MN型導(dǎo)煙車：利用MN型導(dǎo)煙管將這種過(guò)程中產(chǎn)生的荒煤氣導(dǎo)入相鄰碳化室，然后通過(guò)高壓氨水噴灑系統(tǒng)直接回收。
1、 外逸荒煤氣回收。
2、 焦油的增收。
3、 粗苯的增收。
4、 硫胺的增收。
5、 節(jié)約水電。
6、 社會(huì)效益高。

九、 技術(shù)保障及服務(wù)承諾
1、 積極貫徹“用戶至上，質(zhì)量第一”的方針，按照國(guó)家有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范進(jìn)行設(shè)計(jì)、制造和按裝，嚴(yán)把質(zhì)量關(guān)。
2、 設(shè)備投入正常使用前，我公司派專業(yè)技術(shù)人員對(duì)有關(guān)人員進(jìn)行技術(shù)培訓(xùn)。
3、 設(shè)備投入正常使用過(guò)程中出現(xiàn)問(wèn)題，請(qǐng)及時(shí)通知我公司，保證在最短的時(shí)間內(nèi)到達(dá)現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行處理。
4、 設(shè)備主體維修一年，附屬設(shè)備按國(guó)家相關(guān)“三包”規(guī)定執(zhí)行，在保修期內(nèi)，設(shè)備（布袋等消耗材料除外）因質(zhì)量原因出現(xiàn)問(wèn)題，我方負(fù)責(zé)免費(fèi)維修；超過(guò)保修期后，我方只收成本費(fèi)。