一种捣固焦炉机侧装煤烟尘定向控制系统及方法与流程

本发明涉及焦炉烟尘治理技术领域，尤其涉及一种捣固焦炉机侧装煤烟尘定向控制系统及方法。

背景技术：

捣固焦炉炼焦是机械化室式炼焦工艺的一种，与顶装焦炉相比，可增加弱黏结煤配比、高效利用炼焦煤资源，是适合我国炼焦煤资源状况的优选工艺技术，目前捣固炼焦工艺在我国已经得到了广泛应用。

然而，相对于顶装焦炉，捣固焦炉在装煤过程中产生的烟尘具有烟气量大、含水量高及粘性大等特点，更由于装煤采用的是侧装煤工艺，装煤过程中炭化室与大气接触面大而导致烟尘捕集难度大，使得捣固焦炉装煤过程中烟尘外逸严重，对大气环境造成了严重污染。

对于捣固焦炉装煤过程产生的烟尘的捕集与处理，广大环保工作者和相关科技人员投入了大量的精力，也应用了多种治理工艺和技术，如炉顶烟尘捕集燃烧后湿式除尘净化工艺、炉顶烟尘捕集燃烧后结合干式地面除尘站净化工艺、利用炉顶u形管导烟装置将烟气导入煤气收集系统并结合炉头烟捕集地面站处理工艺等。这些装煤烟尘治理工艺对捣固焦炉装煤烟尘起到了一定的控制和净化作用，但对于装煤过程中从机侧敞开的炉门处外逸的烟尘，都没能进行十分有效的控制和收集，致使捣固焦炉装煤过程中外逸烟尘依然严重，对环境的污染仍然在持续，给生产企业带来了巨大的环保压力，在一定程度上限制了捣固炼焦技术的应用和推广。

对于捣固焦炉装煤时从机侧敞开的炉门处外逸的烟尘，通常采用在机侧炉门处设置密封炉门框加强炉门处的密封，同时在密封框上方设置烟尘捕集罩收集从炉口逸出烟尘的方式进行控制。但在实际生产中，常常由于各种原因使得从炉口外逸的装煤烟尘量很大，密封炉门框密封作用有限，上方的烟尘捕集罩也只能收集部分外逸烟尘，一大部分烟尘仍然得不到有效控制。

技术实现要素：

本发明提供了一种捣固焦炉机侧装煤烟尘定向控制系统及方法，通过炉顶导烟孔对炭化室内机侧烟气进行抽吸，在机侧炉顶密闭空间内形成一定的负压，同时被抽吸的烟气在机侧炉口向炭化室内喷射，阻止了炉内烟气向机侧炉口的运动，从而对装煤烟尘的逸散进行有效控制，并实现装煤时荒煤气的全部回收。

为了达到上述目的，本发明采用以下技术方案实现：

一种捣固焦炉机侧装煤烟尘定向控制系统，包括炉顶移动导烟装置和机侧炉口密封装置；所述炉顶移动导烟装置设置在移动小车上，并可在驱动装置带动下实现升降和水平伸缩动作；炉顶移动导烟装置由依次连接的定向烟气收集管、密封导烟套管、导烟连接管、导烟风机、密封对接套管组成，定向烟气收集管自机侧炉顶导烟孔伸入炭化室内，密封导烟套管用于与机侧炉顶导烟孔密封连接；机侧炉口密封装置由导烟罩和机侧炉门密封框组成，密封对接套管用于与导烟罩顶部密封对接，导烟罩底部与机侧炉门密封框固定连接；炉顶移动导烟装置与机侧炉口密封装置对接后，且机侧炉门密封框与机侧炭化室两侧炉柱密封接触后，机侧炉口密封装置与炭化室两侧炉柱、炉口上部端墙之间形成封闭空间；机侧炉门密封框内设柔性密封体与装入时的煤饼两侧保持密封接触，导烟罩内设密封导流板与装入时的煤饼顶部保持密封接触。

所述密封导烟套管与机侧炉顶导烟孔之间为接触密封，两者之间具有周向闭合的接触线或接触面。

所述导烟风机为离心风机或轴流风机，导烟风机配置有变频电机或变速电机，或在与导烟风机连接的管道上设风量调节装置。

所述定向烟气收集管底部为烟气吸入口，烟气吸入口朝向机侧。

基于所述系统的一种捣固焦炉机侧装煤烟尘定向控制方法，包括如下步骤：

1)装煤开始前，打开机侧炉顶导烟孔盖，将炉顶移动导烟装置移动到待装煤的炭化室炉顶的正上方；同时移动机侧炉口密封装置，使其正对炉口，此时机侧炉门密封框的两侧分别与待装煤的炭化室两侧炉柱接触，从而实现对机侧炉口的密封；

2)通过驱动装置将密封导烟套管降下，定向烟气收集管自机侧炉顶导烟孔伸入炭化室内，密封导烟套管与机侧炉顶导烟孔密封连接，实现对机侧炉顶导烟孔的密封；

3)通过驱动装置将密封对接套管的自由端与已经定位的机侧炉口密封装置上部的导烟罩密封对接，实现炉顶移动导烟装置与机侧炉口密封装置的密封连接；

4)装煤操作时，炭化室内装煤过程中产生的烟气大部分在炉顶导烟系统中高压氨水作用下通过上升管进入焦炉集气系统；此时开启炉顶移动导烟装置中的导烟风机，利用导烟风机产生的负压抽取机侧炉口向炭化室内流动的烟气，烟气从烟气吸入口的正面、下面进入定向烟气收集管，然后依次通过密封导烟套管、导烟连接管、密封对接套管进入机侧炉口密封装置；在机侧炉口密封装置的引导下，在机侧炉口上部形成具有一定速度及压力且流向炭化室内部的气流，该气流能够在机侧炉口上部阻止炭化室内装煤烟气的外逸；同时产生引射作用，将集聚在机侧炉口密封装置内的烟气引入炭化室内，实现对机侧炉口处的气体密封，有效防止炉口处装煤烟气外逸；

5)自机侧炉口流向炭化室内的烟气，与新产生的装煤烟气混合，一部分在机侧炉顶导烟孔处被导烟风机抽出作为机侧炉口的引射气流，其余混合烟气在炉顶导烟系统的作用下，沿煤饼与炭化室之间的两侧缝隙及顶部空间进入焦炉集气系统，从而实现捣固焦炉机侧装煤烟气的全部回收。

在焦炉机侧装煤过程中，适当调节导烟风机的风量，保证装煤过程中产生的烟气不从机侧炉口外逸的同时，还要避免因导烟风量过大而从机侧炉口处引入过量的空气进入炭化室。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

1)利用导烟风机的动力，通过炉顶导烟孔对炭化室内机侧烟气进行抽吸，在机侧炉顶密闭空间内形成一定的负压，减少了烟气向机侧炉口的外逸；同时在导烟风机的作用下，被抽吸的烟气在机侧炉口向炭化室内喷射，阻止了炉内烟气向机侧炉口的运动，进一步加强了对炭化室内烟气外逸的控制，可有效避免机侧炉口烟气的外逸；

2)对机侧炉口外逸烟气的控制是采用装煤时产生的炉内荒煤气，在适当风量作用下，可减少或避免室外冷空气向炭化室内的进入，一方面降低了进入焦炉集气系统的氧气含量，提高了后续系统的安全性，另一方面避免冷空气对机侧炉口处耐火材料砌体的骤冷作用，可提高机侧炉口焦炉砌体的使用寿命；

3)利用导烟系统的烟气循环作用，将装煤过程产生的烟气全部控制在炭化室内，最终进入焦炉集气系统，一方面实现了对装煤过程产生的荒煤气的全部回收，节约了煤气资源，另一方面可取消现有技术中机侧炉头烟捕集及后续的地面除尘净化系统，降低工程建设投资，更可避免地面除尘净化系统后续的高额的运行费用和复杂的处理工艺；

4)采用烟气定向收集管，可实现对炭化室内烟气有选择性的抽取，减少导烟系统对炭化室内导烟孔焦侧烟气的不利影响，降低导烟风机风量，提高烟气控制效果。

附图说明

图1是本发明所述一种捣固焦炉机侧装煤烟尘定向控制系统的结构示意图。

图2是图1中的a向视图。

图3是图2中的b-b视图。

图中：1.定向烟气收集管1-1.烟气吸入口2.密封导烟套管3.导烟连接管4.导烟风机5.密封对接套管6.导烟罩6-1.密封导流板7.机侧炉门密封框7-1.密柔性导流体8.炭化室9.煤饼10.炉顶11.炉柱

具体实施方式

下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步说明：

如图1-图3所示，本发明所述一种捣固焦炉机侧装煤烟尘定向控制系统，包括炉顶移动导烟装置和机侧炉口密封装置；所述炉顶移动导烟装置设置在移动小车上，并可在驱动装置带动下实现升降和水平伸缩动作；炉顶移动导烟装置由依次连接的定向烟气收集管1、密封导烟套管2、导烟连接管3、导烟风机4、密封对接套管5组成，定向烟气收集管1自机侧炉顶导烟孔伸入炭化室8内，密封导烟套管2用于与机侧炉顶导烟孔密封连接；机侧炉口密封装置由导烟罩6和机侧炉门密封框7组成，密封对接套管5用于与导烟罩6顶部密封对接，导烟罩6底部与机侧炉门密封框7固定连接；炉顶移动导烟装置与机侧炉口密封装置对接后，且机侧炉门密封框与机侧炭化室8两侧炉柱11密封接触后，机侧炉口密封装置与炭化室8两侧炉柱11、炉口上部端墙之间形成封闭空间；机侧炉门密封框7内设柔性密封体7-1与装入时的煤饼9两侧保持密封接触，导烟罩6内设密封导流板6-1与装入时的煤饼9顶部保持密封接触。

所述密封导烟套管2与机侧炉顶导烟孔之间为接触密封，两者之间具有周向闭合的接触线或接触面。

所述导烟风机4离心风机或轴流风机，导烟风机4配置有变频电机或变速电机，或在与导烟风机4连接的管道上设风量调节装置。

所述定向烟气收集管2底部为烟气吸入口1-1，烟气吸入口1-1朝向机侧。

基于所述系统的一种捣固焦炉机侧装煤烟尘定向控制方法，包括如下步骤：

1)装煤开始前，打开机侧炉顶导烟孔盖，将炉顶移动导烟装置移动到待装煤的炭化室炉顶10的正上方；同时移动机侧炉口密封装置，使其正对炉口，此时机侧炉门密封框7的两侧分别与待装煤的炭化室8两侧炉柱11接触，从而实现对机侧炉口的密封；

2)通过驱动装置将密封导烟套管降下，定向烟气收集管1自机侧炉顶导烟孔伸入炭化室8内，密封导烟套管2与机侧炉顶导烟孔密封连接，实现对机侧炉顶导烟孔的密封；

3)通过驱动装置将密封对接套管5的自由端与已经定位的机侧炉口密封装置上部的导烟罩6密封对接，实现炉顶移动导烟装置与机侧炉口密封装置的密封连接；

4)装煤操作时，炭化室8内装煤过程中产生的烟气大部分在炉顶导烟系统中高压氨水作用下通过上升管进入焦炉集气系统；此时开启炉顶移动导烟装置中的导烟风机4，利用导烟风机4产生的负压抽取机侧炉口向炭化室8内流动的烟气，烟气从烟气吸入口1-1的正面、下面进入定向烟气收集管1，然后依次通过密封导烟套管2、导烟连接管3、密封对接套管5进入机侧炉口密封装置；在机侧炉口密封装置的引导下，在机侧炉口上部形成具有一定速度及压力且流向炭化室室内部的气流，该气流能够在机侧炉口上部阻止炭化室内装煤烟气的外逸；同时产生引射作用，将集聚在机侧炉口密封装置内的烟气引入炭化室8内，实现对机侧炉口处的气体密封，有效防止炉口处装煤烟气外逸；

5)自机侧炉口流向炭化室8内的烟气，与新产生的装煤烟气混合，一部分在机侧炉顶导烟孔处被导烟风机4抽出作为机侧炉口的引射气流，其余混合烟气在炉顶导烟系统的作用下，沿煤饼9与炭化室8之间的两侧缝隙及顶部空间进入焦炉集气系统，从而实现捣固焦炉机侧装煤烟气的全部回收。

在焦炉机侧装煤过程中，适当调节导烟风机4的风量，保证装煤过程中产生的烟气不从机侧炉口外逸的同时，还要避免因导烟风量过大而从机侧炉口处引入过量的空气进入炭化室8。

如图1、图2所示，所述密封导流板6-1为一端铰接在导烟罩6内的板状件，密封导流板6-1可向煤饼9装入方向的上方抬起，其沿炭化室8宽度方向通长设置；在装煤时，密封导流板6-1的底部与煤饼9的顶部始终保持线接触。

如图3所示，所述柔性导流体7-1设在机侧炉门密封框7对应煤饼9装入一侧，其为能够向内转动的对开结构，装煤时，煤饼9顶开柔性导流体7-1后通过机侧炉门密封框7装入炭化室8内，在煤饼9向内移动的过程中，柔性导流体7-1通过自身弹性作用或外界施加的弹簧力等作用，始终贴紧在煤饼9两侧。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。