[发明专利]顶装焦炉装煤烟尘处理与焦炉烟气净化耦合系统及工艺

说明书

本发明涉及一种顶装焦炉装煤烟尘处理与焦炉烟气净化耦合系统及工艺，所述系统包括导烟三通A、导烟三通B、烟气燃烧装置、风机、焦炉烟气脱硫脱硝装置、焦炉烟气余热回收装置；桥管上设煤气切断阀；导烟三通B与导烟三通A的连接管上设烟气切断阀；各个炭化室的导烟三通B的对应接口串联后组成炉顶装煤烟尘管道；所述炉顶装煤烟尘管道通过烟尘输送管道依次连接烟气燃烧装置、风机、焦炉烟气脱硫脱硝装置、焦炉烟气余热回收装置及烟囱。本发明能够有效避免顶装焦炉装煤过程中产生的烟尘导入煤气系统而出现的煤气净化系统及设备顺行不利、焦油产品质量降低等问题，促进煤调湿工艺的应用，提高焦炉烟气脱硝效率的同时降低运行能耗。

技术领域

本发明涉及煤焦化技术领域，尤其涉及一种顶装焦炉装煤烟尘处理与焦炉烟气净化耦合系统及工艺。

背景技术

在炼焦生产中，应用最为广泛的是蓄热式焦炉，从装煤的方式上，通常可分为顶装焦炉和捣固焦炉两类。无论是顶装焦炉还是捣固焦炉，其炼焦用煤料的装入基本上都是采用热装方式，即在炭化室处于高温状态下向炭化室内装入炼焦用煤。在装煤过程中，装入炭化室的煤料与炭化室炽热内壁接触或在炭化室内高温环境下会瞬间产生大量烟气，产生的大量烟气中会携带一定量的煤料颗粒。为了防止或减少向炭化室装煤过程中产生的大量烟尘从炭化室内外逸而对周围环境造成的污染，针对装煤过程，通常采用Proven、OPR等无烟装煤工艺，或利用高压氨水喷射结合对炉顶外逸烟尘、机侧炉门外逸烟尘捕集后再通过装煤除尘系统净化的工艺。

对于Proven、OPR等无烟装煤工艺，其是在炭化室顶部的装煤孔利用装煤机械进行有效密封，同时通过提高焦炉煤气集气管的吸力，在炭化室内形成微负压，将装煤时产生的大量烟尘通过与焦炉煤气集气管相连通的上升管、桥管导入集气管，从而实现无烟装煤操作。在这个过程中，虽然装煤时产生的烟气被导入煤气系统，但其携带的煤尘也被带入煤气系统，在通过桥管时，大部分煤尘被用于煤气降温的氨水洗涤下来而随着焦油氨水进入焦油中，在后续的焦油氨水分离过程中形成焦油渣，还有一部分煤尘进入到后续的初冷器及电捕焦油器中，会增加初冷器的运行阻力、降低初冷器的冷却效率，同时因煤尘进入焦油，会降低焦油的质量，生成一定量需要专门处理的焦油渣。

对于利用高压氨水喷射结合对炉顶外逸烟尘、机侧炉门外逸烟尘捕集后再通过装煤除尘系统净化的工艺，一方面，需要在装煤时在炭化室顶部的装煤孔利用装煤机械进行有效密封，利用装煤车上设置的或机侧炉门上方设置的装煤烟尘捕集设施对外逸的装煤烟尘进行捕集，再将捕集的烟尘通过除尘管道送入装煤除尘系统中进行净化处理，为此需要建设相应的装煤除尘地面站系统或车载装煤除尘系统，运行时也需要消耗一定量的水、压缩空气、蒸汽、电能等动力介质。另一方面，在装煤炭化室对应的桥管处或邻近炭化室对应的桥管处，需要设置高压氨水喷射设施，利用高压氨水喷射形成的吸力，将装煤过程中产生的大部分烟尘通过上升管、桥管导入集气管，为此需要设置高压氨水系统，在高压氨水系统运行时消耗一定量的电能的同时，被带入煤气系统的煤尘仍然会给后续的煤气净化系统带来前述的不利影响以及降低焦油的质量等相关问题。

随着焦化行业的发展以及对节能降耗的愈加重视，对入炉煤在装入炭化室之前通过干燥预热等手段降低入炉煤水分的煤调湿技术受到了业内的关注，人们试图通过煤调湿技术降低炼焦能耗，但在实施该项技术的实践中，不可避免地遇到了因煤料水分变少而导致装煤过程中被导入煤气系统的煤尘大量增加的问题，煤尘的大量增加给后续的煤气净化系统的顺行和焦油质量均带来了严重影响，往往因此而使众多企业对煤调湿技术的使用望而却步，使煤调湿技术的推广遭遇较大阻力。

从整个炼焦过程看，若对装煤时产生的烟气全部回收，可以回收约2～4％的煤气。现有的装煤烟尘治理工艺，虽然将装煤时产生的部分或全部烟气导入了煤气系统，实现了煤气资源的有效回收，但也带来了上述问题，而且此时烟气温度较低，烟气中水分含量较高，有效的煤气成分不高，同时由于烟气导入系统产生的吸力，会增加烟气中氧气的含量，对后续的煤气净化系统的安全运行也具有一定的威胁。