顶装焦炉装煤烟尘处理与焦炉烟气净化耦合系统及工艺技术方案

本发明专利技术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。本发明专利技术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。

The coupling system and technology of top loading coke oven coal dust treatment and coke oven flue gas purification

【技术实现步骤摘要】
顶装焦炉装煤烟尘处理与焦炉烟气净化耦合系统及工艺
本专利技术涉及煤焦化
，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。
技术介绍
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。对于焦炉烟气的净化，通常由于焦炉烟气温度偏低，在进行焦炉烟气脱硝时，往往需要采用价格昂贵且脱硝效率偏低的催化剂，在需要达到超低排放指标时，经常需要通过将加热炉燃烧燃气产生高温废气掺混到焦炉烟气中以提高焦炉烟气温度的方式，使其满足使用脱硝效率较高、价格偏低的催化剂的需要，明显增加了建设投资和长期的运行能耗。综上所述，为了有效避免装煤过程中由装煤烟尘治理引起的上述问题同时解决焦炉烟气温度偏低问题，提高煤气净化系统的顺行性和焦油质量，促进煤调湿等节能技术的推广实施，提高焦炉烟气净化效率，有必要针对装煤过程产生的烟尘采用新的技术路线和技术手段，开发一种新的装煤烟尘处理工艺。
技术实现思路
本专利技术提供了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，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。为了达到上述目的，本专利技术采用以下技术方案实现：顶装焦炉装煤烟尘处理与焦炉烟气净化耦合系统，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；顶装焦炉的炭化室顶部设上升管，上升管的中部通过桥管连接集气管，桥管上设煤气切断阀；所述上升管的顶部设导烟三通A，导烟三通A的接口一、接口二相对设置，且两者的中心连线与上升管的轴线同轴，接口一与上升管的顶部开口相连，接口二设水封阀；所述导烟三通B的接口一与导烟三通A的接口三通过连接管道一相连，连接管道一上设烟气切断阀；所述导烟三通B的接口二、接口三分别通过连接管道二与对应侧相邻炭化室导烟三通B的对应接口相连，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。所述烟气燃烧装置为体积不小于3m3的烟气燃烧室，烟气燃烧室的侧壁上设有点火装置和助燃气体引入口。所述焦炉烟气脱硫脱硝装置的烟气入口通过焦炉烟气管道连接顶装焦炉的总烟道，靠近焦炉烟气脱硫脱硝装置的焦炉烟气管道上设燃烧烟气入口，风机的入口与烟气燃烧装置的高温烟气出口相连，风机的出口与燃烧烟气入口相连。沿烟气流动方向，所述炉顶装煤烟尘管道的起始端与集气管通过连通管相连，连通管上设平衡阀。还包括设置在炉顶装煤车上的炉顶装煤密封装置，如图3、图4所示，所述炉顶装煤密封装置为套筒式炉顶装煤密封装置，由自内向外依次设置的内套筒、滑动套筒、密封连接套筒及外套筒组成，所述内套筒为下煤通道，其顶部与装煤车的煤斗出料口相连；滑动套筒能够沿内套筒竖直滑动；密封连接套筒通过外套筒与煤斗相连接，密封连接套筒的底端设球面结构与装煤孔座配合实现对装煤孔的密封；外套筒上设有可伸缩柔性连接结构。顶装焦炉装煤烟尘处理与焦炉烟气净化耦合工艺，包括如下步骤：1)向炭化室内装煤操作开始前，通过关闭桥管上的煤气切断阀将对应炭化室的上升管与集气管隔断，同时关闭水封阀，使上升管与大气隔绝；2)炉顶装煤车移动到待装煤炭化室的上方，打开该炭化室对应的装煤孔盖后，将滑动套筒、密封连接套筒降下，通过密封连接套筒底端的球面结构与装煤孔座组成的球面密封结构对装煤孔进行密封；3)开启待装煤炭化室对应的的烟气切断阀，使其上升管与炉顶装煤烟尘管道连通；4)装煤时产生的大量烟尘在风机的作用下依次通过上升管、导烟三通A、烟气切断阀、导烟三通B、炉顶装煤烟尘管道进入烟气燃烧装置，在烟气燃烧装置内，烟气中的煤本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.顶装焦炉装煤烟尘处理与焦炉烟气净化耦合系统，其特征在于，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；顶装焦炉的炭化室顶部设上升管，上升管的中部通过桥管连接集气管，桥管上设煤气切断阀；所述上升管的顶部设导烟三通A，导烟三通A的接口一、接口二相对设置，且两者的中心连线与上升管的轴线同轴，接口一与上升管的顶部开口相连，接口二设水封阀；所述导烟三通B的接口一与导烟三通A的接口三通过连接管道一相连，连接管道一上设烟气切断阀；所述导烟三通B的接口二、接口三分别通过连接管道二与对应侧相邻炭化室导烟三通B的对应接口相连，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。/n

【技术特征摘要】
1.顶装焦炉装煤烟尘处理与焦炉烟气净化耦合系统，其特征在于，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；顶装焦炉的炭化室顶部设上升管，上升管的中部通过桥管连接集气管，桥管上设煤气切断阀；所述上升管的顶部设导烟三通A，导烟三通A的接口一、接口二相对设置，且两者的中心连线与上升管的轴线同轴，接口一与上升管的顶部开口相连，接口二设水封阀；所述导烟三通B的接口一与导烟三通A的接口三通过连接管道一相连，连接管道一上设烟气切断阀；所述导烟三通B的接口二、接口三分别通过连接管道二与对应侧相邻炭化室导烟三通B的对应接口相连，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。


2.根据权利要求1所述的顶装焦炉装煤烟尘处理与焦炉烟气净化耦合系统，其特征在于，所述烟气燃烧装置为体积不小于3m3的烟气燃烧室，烟气燃烧室的侧壁上设有点火装置和助燃气体引入口。


3.根据权利要求1所述的顶装焦炉装煤烟尘处理与焦炉烟气净化耦合系统，其特征在于，所述焦炉烟气脱硫脱硝装置的烟气入口通过焦炉烟气管道连接顶装焦炉的总烟道，靠近焦炉烟气脱硫脱硝装置的焦炉烟气管道上设燃烧烟气入口，风机的入口与烟气燃烧装置的高温烟气出口相连，风机的出口与燃烧烟气入口相连。


4.根据权利要求1所述的顶装焦炉装煤烟尘处理与焦炉烟气净化耦合系统，其特征在于，沿烟气流动方向，所述炉顶装煤烟尘管道的起始端与集气管通过连通管相连，连通管上设平衡阀。


5.根据权利要求1所述的顶装焦炉装煤烟尘处理与焦炉烟气净化耦合系统，其特征在于...

【专利技术属性】
技术研发人员：王满，李旭东，杨忠义，王明登，
申请(专利权)人：中冶焦耐大连工程技术有限公司，
类型：发明
国别省市：辽宁;21