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文丘里花崗巖水膜除塵在焦?fàn)t上的應(yīng)用工學(xué)論文
摘要:從工作原理、工藝特點(diǎn)、除塵控制，及除塵效率，論證文丘里—花崗巖水膜除塵工藝是適宜在焦?fàn)t推焦除塵上應(yīng)用的。
關(guān)鍵詞:文丘里；水膜除塵；特點(diǎn)；工作原理；除塵效率；運(yùn)行；控制；效果
前言
焦?fàn)t煉焦廢氣污染物主要產(chǎn)生于裝煤和推焦兩個工序，占焦?fàn)t廢氣污染物的60%以上。傳統(tǒng)的攔焦車、接焦和熄焦的設(shè)備是敞開的。出焦時推焦車將焦炭從炭化室推出，通過導(dǎo)焦柵落入熄焦車內(nèi)，熾熱焦炭在此過程中跌落、破裂，并在空氣中部分燃燒，產(chǎn)生大量煙氣、粉塵。焦?fàn)t煉焦過程中產(chǎn)生的有毒污染物主要以粉塵為載體而存在，這些污染物排放到大氣中，給生產(chǎn)工人及廠區(qū)附近的居民帶來極大危害，對企業(yè)和社會也造成不利的影響。六盤水德馬焦化公司現(xiàn)有4座焦?fàn)t，設(shè)計生產(chǎn)能力120萬噸，屬于大型焦化企業(yè)和粉塵污染大戶,為了有效治理粉塵污染,2006年德馬焦化公司在1#焦?fàn)t采用了文丘里—花崗巖水膜除塵工藝進(jìn)行試驗(yàn)，通過一年實(shí)踐表明，文丘里—花崗巖水膜除塵工藝是適宜在焦?fàn)t推焦除塵上應(yīng)用的。
1、文丘里—花崗巖水膜除塵工藝
高溫?zé)焿m通過攔焦車上的集塵裝置（吸氣罩）捕集后，由除塵風(fēng)機(jī)引到爐前集塵干管，集塵干管中的高溫?zé)焿m從文丘里管頂部送入,進(jìn)行初次降塵，文丘里管下部引出的煙塵從花崗巖水膜除塵器的低部進(jìn)入，按至下而上方式運(yùn)行，進(jìn)行噴淋洗滌凈化（即二次除塵）。大量塵粒被洗滌沉淀后進(jìn)入熄焦池，脫塵后的煙氣經(jīng)風(fēng)機(jī)引至煙囪排入大氣中。除塵風(fēng)機(jī)的液力隅合器油溫由一臺板式換熱器與冷水進(jìn)行逆向換熱冷卻，冷水從高位槽中用一臺泵供給；文丘里—花崗巖水膜除塵器噴淋洗滌耗用水量由真空泵抽吸熄焦水池供給，洗滌后與粉塵一起進(jìn)入熄焦沉淀池。
2、選用文丘里—花崗巖水膜除塵依據(jù)和必要性
2.1 貫徹落實(shí)國家關(guān)于《焦化準(zhǔn)入條件》中環(huán)保要求：淘汰落后工藝，減少城市環(huán)境污染，加強(qiáng)企業(yè)自律，提高工藝技術(shù)和裝備水平，加快技術(shù)改造，積極采用適用技術(shù)，改善生產(chǎn)環(huán)境，增加企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益。
2.2 德馬焦化公司焦?fàn)t設(shè)置受場地限制，周圍可利用空間較小,必須因地制宜地選擇除塵設(shè)施。
2.3 煙氣中顆粒污染物處理器有多種。常見的有：機(jī)械除塵器、濕式除塵器、過濾式除塵器、靜電除塵器等。水膜除塵工藝常用于焚燒爐、化肥制造、石灰窯及鑄造車間化鐵爐的除塵上。文氏管除塵器常用于煉鐵、煉鋼、造紙煙氣及動力鍋爐煙塵除塵上。將文氏管與水膜除塵結(jié)合并應(yīng)用在4.03m鞍-62型焦?fàn)t出焦除塵上,在國內(nèi)尚屬首創(chuàng)。目前廣泛采用脈沖袋式地面除塵站。除塵效率高，但投資亦高。對年產(chǎn)30萬噸全焦的1#焦?fàn)t，僅除塵工程耗費(fèi)上千萬元。對企業(yè)而言，壓力是極大的，且后期生產(chǎn)時對布袋需求量大。配套設(shè)施多，運(yùn)行維護(hù)費(fèi)用都比較大，然而文丘里—花崗巖水膜除塵工程，不包括攔焦車（含攔焦車除塵罩）在內(nèi)投資在595萬左右、同時占用面積小，構(gòu)造及工藝操作簡單，維護(hù)量小，配套設(shè)施較少，基建投資較低，凈化效率高的特點(diǎn)等諸多優(yōu)點(diǎn)受到企業(yè)青睞。各種除塵器性能比較見附表1。
2.4 本著投資省、經(jīng)濟(jì)適用、操作簡單、技術(shù)成熟、可靠，凈化效率高等因素，結(jié)合煉焦塵粒特點(diǎn)，同時符合國家的環(huán)境治理政策，又適應(yīng)企業(yè)的經(jīng)濟(jì)狀況。最終確定選擇文丘里與水膜除塵相結(jié)合的除塵工藝。
3、文丘里—花崗巖水膜除塵器構(gòu)造
文丘里—花崗巖水膜除塵器是濕法除塵器中一種，也叫洗滌式除塵器，它是一種利用水與含塵氣體相互接觸，伴隨有熱、質(zhì)的傳遞，經(jīng)過洗滌使塵粒與氣體分離的設(shè)備。文丘里—花崗巖水膜除塵器是在花崗巖水膜除塵器前增設(shè)文丘里管，屬于雙級濕式除塵裝置。它主要由文丘里管、水膜除塵器主筒、溢水槽、水進(jìn)入?yún)^(qū)和水封鎖氣器及水膜除塵器副筒組成。從筒體、文丘里管、凈煙室、溢水槽、灰斗、頂部煙過道等均采用花崗石內(nèi)襯。
4、水膜濕法除塵工藝控制要點(diǎn)及運(yùn)行狀況
4.1、除塵工藝控制要點(diǎn)
1）影響除塵效果的關(guān)鍵之一。是從摘門機(jī)開始摘爐門到移動推焦車、推焦桿開始推焦時的操作時間把握至關(guān)重要。為確保除塵效果，當(dāng)爐門摘開后不急于移開爐門，待推焦車司機(jī)用對講機(jī)確認(rèn)可以推焦時，方可移開爐門，開始推焦，使除塵風(fēng)機(jī)高速運(yùn)轉(zhuǎn)時間與摘門推焦時間同步進(jìn)行。
2）影響除塵效果的關(guān)鍵之二。煙塵噴淋洗滌水壓達(dá)不到0.30MPa以上時，除塵效果不好，尾部煙囪排放有少量黑煙。停水特殊情況更不能使用除塵站，避免高溫?zé)焿m烤壞除塵器。
4.2、運(yùn)行狀況
4.2.1除塵器理論除塵效率
煙氣中焦塵的顆粒愈小，對它的捕集愈困難，對0.5-5μm的塵粒其除塵凈化效率可達(dá)90%以上，壓力損失范圍為0.80—9.0kPa，煙塵排放中的塵�？赡苄〉降陀�0.25μm。對焦粉特性的除塵，除塵效率愈高，消耗的能量也愈大。
文氏管除塵器除塵效率，對5μm以下的塵粒，其除塵效率可按經(jīng)驗(yàn)公式估算：η=（1－9266*△P－1.43）×100，
式中△P——文氏管壓力損失，Pa
總凈化效率η=（1－Co/ Ci）×100%.
式中Ci、Co——污染物在裝置入口和出口濃度。
4.2.2 水膜濕法除塵運(yùn)行實(shí)際效果
1#焦?fàn)t推焦水膜除塵站運(yùn)行以來，改進(jìn)控制點(diǎn)后，推焦過程煙塵的外泄量大為減少，焦側(cè)的操作環(huán)境大有改觀，減少粉塵對周邊生活環(huán)境污染，其社會效益無法估量。水膜濕法除塵系統(tǒng)煙塵處理效果比較直觀，從水的顏色變化就能觀察出來。經(jīng)查證,出焦過程產(chǎn)生顆粒物質(zhì)量濃度5 g/m3-12 g/m3，煙塵污染物經(jīng)過該系統(tǒng)處理后，顆粒物排放質(zhì)量濃度不大于125 mg/m3。經(jīng)過核算，該處理系統(tǒng)的除塵凈化效率達(dá)到95%以上。達(dá)國家外排煙塵濃度≤300 mg/m3的二級標(biāo)準(zhǔn)。
該環(huán)保工程建設(shè)總投資595萬元。運(yùn)行成本：電費(fèi)61.68萬元/年，維護(hù)費(fèi)3.00萬元/年，人工費(fèi)5.76萬元/年，焦粉回收外售35.00萬元/年。節(jié)約工業(yè)用水32萬元/年。合計運(yùn)行費(fèi)16.44萬元/年，折合噸焦運(yùn)行成本0.27元/噸焦。
5、結(jié)論
從工程投資和運(yùn)行的結(jié)果證明了文丘里—花崗巖水膜除塵不僅在化肥制造行業(yè)，煉鐵、煉鋼行業(yè)，動力鍋爐以及熱電行業(yè)等方面使用，還能在焦化行業(yè)應(yīng)用。如能在提高小顆粒粉塵的捕集效率、除塵器出口夾帶液滴和粉焦的儲存等方面進(jìn)一步完善，則推焦水膜濕法除塵站治理效果會明顯優(yōu)于干式推焦地面除塵站。因此，文丘里與花崗巖水膜聯(lián)合使用的除塵方式，在實(shí)踐中得到成功應(yīng)用，具有較好的環(huán)境效益和社會效益，對于同類型焦?fàn)t除塵具有借鑒意義。對于中小型規(guī)模的焦化企業(yè)可有推廣價值。
存在問題是，使用高壓電源，起停時較繁瑣，建議在今后的推廣中改為低壓電源，更有利于現(xiàn)場的操作和維護(hù)工作。運(yùn)行操作及管理方面的問題，應(yīng)根據(jù)具體情況進(jìn)行分析與總結(jié)，只有這樣才能使焦化廠的除塵系統(tǒng)在運(yùn)行及管理水平上不斷提 高，達(dá)到保護(hù)操作環(huán)境防止大氣污染的國家標(biāo)準(zhǔn)。
參考文獻(xiàn)
�。�1］花崗巖水膜除塵器產(chǎn)品說明書
�。�2］德馬焦化公司1#焦?fàn)t出焦除塵改造工程設(shè)計技術(shù)說明書
�。�3］張殿印，王純.除塵器手冊.化學(xué)工業(yè)出版社.環(huán)境科學(xué)與工程出版中心.2005.
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