一种用于焦炉外溢烟气的车载式除尘回收系统及方法与流程

本发明属于焦化行业，尤其涉及一种用于焦炉外溢烟气的车载式除尘回收系统及方法。

背景技术：

焦炉在装煤过程中排放出大量烟尘和有害气体(荒煤气)，主要成份有固体悬浮物(TSP)、苯可溶物(BSO)、苯并芘(BaP)、硫化物、氰化物及一氧化碳等，浓度大、易扩散，污染环境且危害人体健康。

现有技术提供一种除尘设备，包括集尘罩、旋风分离器、风机和布袋除尘器，在风机工作下，集尘罩收集装煤过程中溢出的荒煤气后，经管道送到旋风分离器进行一级除尘，再送到布袋除尘器进行二级除尘后排放，该设备有效减少了烟尘的散出，降低了对环境的污染及人体危害，但经两级除尘的荒煤气中含有一氧化碳等气体，外排后依然污染环境，影响周围居民及生态环境；现有技术还提供了一种将荒煤气燃烧的流程，虽然解决了上述问题，但由于燃烧过程中产生水蒸气及热量，因此在后续流程增加了冷却等相关流程，流程操作繁琐。另外，上述两种现有技术在实际使用过程中，机侧炉门处仍有大量荒煤气溢出，得不到有效收集；同时，因荒煤气中存在有酸碱腐蚀性气体，布袋除尘器易损坏，使用寿命低，更换频率大。

技术实现要素：

针对机侧炉门处的外溢荒煤气、气体污染环境、流程繁琐及布袋除尘器易损等问题，本发明提供一种用于焦炉外溢烟气的车载式除尘回收系统及方法。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种用于焦炉外溢烟气的车载式除尘回收系统，主要包括集尘单元、除尘单元、回收单元和烟筒，其中：

所述集尘单元主要包括集尘罩和活动式吸罩；所述活动式吸罩包括假炉门和假炉门框，所述假炉门外套有所述假炉门框，所述假炉门框用于对接炉门门柱；所述活动式吸罩的上方固定有所述集尘罩；

所述除尘单元主要包括焦炭过滤器、支架、喷涂装置、布袋除尘器和除尘风机；所述焦炭过滤器安置在所述支架上，所述焦炭过滤器主要包括进料阀门、卸料阀门、进气口、出气口和焦炭腔，焦炭颗粒装在所述焦炭腔中，所述进、卸料阀门用于装、卸焦炭颗粒；所述集尘罩出气口连接所述焦炭过滤器进气口，所述焦炭过滤器出气口连接所述布袋除尘器进气口，所述布袋除尘器的出气口连接除尘风机，烟气经管道在各装置间传输；所述喷涂装置连接所述布袋除尘器进气口的管道并接通，用以对所述布袋除尘器进行喷涂，所述布袋除尘器设有自动排灰系统；所述烟筒安装在所述布袋除尘器与所述除尘风机的管道间并连通；

所述回收单元包括净气回收装置和移动式粉尘回收装置，所述净气回收装置与所述烟筒相连，回收净化后的气体；所述移动式粉尘回收装置开设有第一连接口，所述第一连接口连接所述布袋除尘器的自动排灰系统，回收粉尘。

可选地，所述车载式除尘回收系统，所述焦炭过滤器为旋风式焦炭过滤器，还包括外壳体、隔腔板、旋风腔和排灰阀门，其中：

所述外壳体由圆筒部和圆锥部组成，所述圆筒部在所述圆锥部的上方，所述圆筒部与所述圆锥部直径较大端相连接；所述外壳体底端设有所述排灰阀门，所述排灰阀门上设有排灰孔，用于排灰；所述外壳体顶端设有所述进料阀门；

所述隔腔板固定连接在所述圆筒部的内壁上，将所述外壳体的内腔分为两部分，所述隔腔板与所述外壳体顶端之间的腔体为所述焦炭腔，用于装载焦炭颗粒；所述隔腔板与所述外壳体底端之间的腔体为所述旋风腔，用于烟气初步除尘；所述隔腔板上设有所述卸料阀门，所述卸料阀门上设有均匀分布的通气孔；

所述进气口沿切向开设在所述旋风腔的侧壁上，所述出气口开设在所述焦炭腔的侧壁上。

可选地，所述车载式除尘回收系统，所述隔腔板为圆锥结构隔腔板，其中：

所述隔腔板直径较大的一侧固定连接在所述圆筒部内壁上，直径较小的一侧连接所述卸料阀门。

可选地，所述车载式除尘回收系统，所述隔腔板包括隔腔圆锥部和隔腔圆筒部，其中：

所述隔腔圆锥部直径较大的一侧固定连接在所述圆筒部内壁上，直径较小的一侧固定连接所述隔腔圆筒部；在远离所述隔腔圆锥部的所述隔腔圆筒部的一端连接有所述卸料阀门。

可选地，所述车载式除尘回收系统，所述移动式粉尘回收装置还开设有第二连接口，所述第二连接口连接所述排灰阀门所在端的所述外壳体。

可选地，所述车载式除尘回收系统，所述卸料阀门为多层板结构，通气孔的孔径为2-3mm。

可选地，所述车载式除尘回收系统，所述进料阀门和卸料阀门均为电动控制；所述活动式吸罩配有电动调节系统，用于调节所述活动式吸罩与炉门距离。

可选地，所述车载式除尘回收系统，所述焦炭颗粒的粒度为5-10mm；所述焦炭过滤器上装有振荡器，用以辅助卸料；所述焦炭过滤器配有焦粒装料系统和焦粒回收系统，所述焦粒装料系统用于对所述焦炭腔装料，所述焦粒回收系统用于回收使用后的焦炭颗粒。

可选地，所述车载式除尘回收系统，还包括辅助风机和防爆装置，其中：

所述辅助风机安装在所述焦炭过滤器出气口的管道中，增强对所述焦炭过滤器出气口处的气体引力；

所述防爆装置安装在出气口的管道上。

一种用于焦炉外溢烟气的除尘回收方法，包括以下步骤：

(1)集尘单元与炉门形成密闭空间，对机侧炉门处的外溢烟气进行收集，得到待处理荒煤气；

(2)所述待处理荒煤气进入除尘单元进行除尘净化，所述除尘单元主要包括焦炭过滤器、布袋除尘器和除尘风机，其中：

在除尘风机的引力下，所述待处理荒煤气进入所述焦炭过滤器，经所述焦炭过滤器焦炭腔内的焦炭颗粒吸附后，去除气体中大量的粉尘颗粒及酸碱性气，得到初级过滤气体；

所述初级过滤气体进入布袋除尘器进行二次除尘，去除气体中的细小尘粒，得到净化气体；

(3)回收单元回收所述净化气体以及除尘中的尘粒。

可选地，所述一种用于焦炉外溢烟气的除尘回收方法，所述待处理荒煤气在所述焦炭过滤器中依次进行旋风除尘和焦粒除尘，得到所述初级过滤气体。

本发明具有以下优点：

本发发明提供一种用于焦炉外溢烟气的车载式除尘回收系统，主要包括集尘单元、除尘单元和回收单元。通过集尘单元的假炉门和假炉门框，可将机侧炉门处的荒煤气有效收集；除尘单元主要有焦炭过滤器和布袋除尘器，焦炭过滤器的焦炭颗粒起吸附作用，可吸附荒煤气中大量的粉尘颗粒及酸碱性气体，同时也有效提升布袋除尘器的使用寿命，并且使用后的焦炭颗粒可回收利用；通过旋风式焦炭过滤器，除尘单元可执行三级除尘，其中焦炭过滤器执行两级除尘，第一级除尘为旋风除尘，除去荒煤气中的较大颗粒；第二级除尘是通过焦炭过滤器中的焦炭颗粒的吸附作用，去除较小颗粒以及酸碱性气体，旋风除尘为后续的焦炭颗粒吸附过程减小了工作压力，提升吸附效果；布袋除尘器进行第三级除尘。本发明提供的车载式除尘回收系统结构简单，取消了一般流程中的荒煤气燃烧过程，节省了流程，提高烟气除尘净化效率；除尘净化后的气体与尘粒不对环境排放，均由回收单元回收再次利用。

附图说明

图1为本发明提供的一种用于焦炉外溢烟气的车载式除尘回收系统的结构示意图；

图2为本发明提供的一种用于焦炉外溢烟气的车载式除尘回收系统工作流程图；

图3为本发明提供的另一种用于焦炉外溢烟气的车载式除尘回收系统的结构示意图；

图4为本发明提供的一种焦炭过滤器结构示意图；

图5为本发明提供的一种焦炭过滤器俯视结构示意图；

图6为本发明提供的第二种焦炭过滤器结构示意图；

图7为本发明提供的第三种焦炭过滤器结构示意图。

图1-图7中：11-集尘罩，12-活动式吸罩，21-焦炭过滤器，22-支架，23-喷涂装置，24-布袋除尘器，25-除尘风机，26-辅助风机，30-烟筒，31-净气回收装置，32-移动式粉尘回收装置，40-防爆装置，211-进料阀门，212-卸料阀门，213-进气口，214-出气口，215-焦炭腔，216-外壳体，217-隔腔板，218-旋风腔，219-排灰阀门；

其中，图5为图4沿AA方向的结构示意图。

具体实施方式

下面结合实施例和附图对本发明做进一步说明，但本发明不受下述实施例的限制。

以下为本发明提供的用于焦炉外溢烟气的车载式除尘回收系统实施例：

实施例一

图1所示的装置，为本发明提供的第一实施例，主要包括集尘单元、除尘单元、回收单元和烟筒30，其中：

集尘单元主要包括集尘罩11和活动式吸罩12，活动式吸罩12由假炉门和假炉门框两部分组成，假炉门外套有假炉门框，活动式吸罩12的上方固定有集尘罩11；使用时假炉门框对接在炉门门柱上，机侧炉门处的外溢烟气囤积在炉门与活动式吸罩12形成的空间中，集尘罩11对外溢烟气进行收集；

除尘单元主要包括焦炭过滤器21、支架22、喷涂装置23、布袋除尘器24和除尘风机25；焦炭过滤器21安置在支架22上，焦炭过滤器21主要包括进料阀门211、卸料阀门212、进气口213、出气口214和焦炭腔215，通过进料阀门212将焦炭颗粒装进焦炭腔215，通过卸料阀门213将焦炭颗粒卸出，焦炭颗粒起吸附作用，净化烟气中的有毒物质；根据图1所示，按烟气行进方向，集尘罩11、焦炭过滤器21、布袋除尘器24、除尘风机25依次经管道连接，喷涂装置23连接布袋除尘器24进气口的管道并接通，在除尘前，用以对布袋除尘器24进行喷涂，布袋除尘器24设有自动排灰系统；烟筒30安装在布袋除尘器24与除尘风机25的管道间并连通；除尘风机25为整个系统内的烟气提供吸力；

回收单元包括净气回收装置31和移动式粉尘回收装置32，净气回收装置31与烟筒30相连，回收净化后的气体；移动式粉尘回收装置32设有第一连接口，第一连接口连接布袋除尘器24的自动排灰系统，回收粉尘。

荒煤气中含有大量的粉尘和酸碱性气体，经过焦炭过滤器21的吸附，可有效去除大量粉尘和酸碱性气体，提高布袋除尘器24的使用寿命；系统中设有回收单元，净气回收装置31收集的气体、移动式粉尘回收装置32收集的尘粒以及使用后的焦炭颗粒均可再次利用；系统中不涉及燃烧装置，故不涉及后续的冷却处理，所以本发明提供的装置节约了荒煤气的除尘流程，提高了除尘效率，并且不对周围环境排放。

如图1所示，本发明还可以包括辅助风机26，安装在焦炭过滤器21出气口的管道中，增强对焦炭过滤器21出气口处的气体吸力；还可以包括防爆装置40，两组防爆装置40分别安装在焦炭过滤器21、布袋除尘器24出气口的管道上，防止系统内压力过强引起爆炸。

同时，集尘罩11可适当增加宽度，如两炉门的宽度，以增加烟气的收集面积，提高收集率；活动式吸罩12可配有电动调节系统，用于调节活动吸罩12与炉门距离；进料阀门211、卸料阀门212、排灰阀门219均可为电动控制，焦炭过滤器21可配有焦粒装料系统和焦粒回收系统，焦粒装料系统用于装料，焦粒回收系统用于回收使用后的焦炭颗粒；焦炭过滤器21上还可以装有振荡器，在卸料时，开启振荡器可加快焦炭颗粒的卸出；除尘风机可为变频调节风机，烟气过大时提高转速，提高对烟气的吸力。

本发明中，焦炭颗粒的粒度为510mm：焦炭颗粒过大会增加颗粒之间的空间，烟气流窜导致得不到有效吸附；焦炭颗粒过小，一是颗粒上的孔洞少，吸附效果不好，二是颗粒之间的空间小，气体流动性差，难以传输。

相应地，本发明还提供了一种用于焦炉外溢烟气的车载式除尘回收方法，可参见图2，具体包括以下步骤：

(1)集尘单元与炉门形成密闭空间，对机侧炉门处的外溢烟气进行收集，得到待处理荒煤气；

(2)待处理荒煤气进入除尘单元进行除尘净化，所述除尘单元主要包括焦炭过滤器、布袋除尘器和除尘风机，其中：

在除尘风机的引力下，待处理荒煤气进入焦炭过滤器，经焦炭过滤器焦炭腔内的焦炭颗粒吸附后，去除气体中大量的粉尘颗粒及酸碱性气，得到初级过滤气体；

初级过滤气体进入布袋除尘器进行二次除尘，去除气体中的细小尘粒，得到净化气体；

(3)回收单元回收净化气体以及除尘中的尘粒，回收单元主要包括净气回收装置和移动式粉尘回收装置，其中：净气回收装置回收所述净化气体；移动式粉尘回收装置回收布袋除尘器滤出的尘粒。

使用前，开启喷涂装置对布袋除尘器进行预喷涂；焦炭颗粒由焦粒装料系统装进焦炭过滤器中，由焦粒回收系统回收使用后的焦炭颗粒；必要时，开启辅助风机，增加焦炭过滤器出气口处的吸力。

实施例二

如图3所示的装置，为本发明提供的第二实施例。需要说明的是，本实施例是在实施例1的技术方案的基础上的进一步改进，实施例1所描述的技术方案同样适用于本实施例2，所以实施例2描述的比较简单，相关之处参见实施例1中的说明即可。

如图3所示，本发明提供的第二实施例主要包括集尘单元、除尘单元、回收单元和烟筒30，其中除尘单元中的焦炭过滤器21为旋风式焦炭过滤器，移动式粉尘回收装置32还开设有第二连接口。

如图4所示，旋风式焦炭过滤器主要包括进料阀门211、卸料阀门212、进气口213、出气口214、焦炭腔215、外壳体216、隔腔板217、旋风腔218和排灰阀门219，其中：

外壳体216由圆筒部和圆锥部组成，圆筒部在圆锥部的上方，圆筒部与圆锥部直径较大端相连接；外壳体216顶端设有进料阀门211；外壳体216底端设有排灰阀门219，排灰阀门219设有排灰孔，用于旋风排灰；

隔腔板217固定连接在圆筒部的内壁上，将外壳体216的内腔分为两部分：隔腔板217与外壳体216顶端之间的腔体为焦炭腔215，用于装载焦炭颗粒；隔腔板217与外壳体216底端之间的腔体为旋风腔218，用于烟气初步除尘；隔腔板217上设有卸料阀门212，卸料阀门212上设有均匀分布的通气孔；出气口214开设在焦炭腔215的侧壁上，如图5所示，进气口213沿切向开设在旋风腔218的侧壁上。

如图3所示，移动式粉尘回收装置32的第二连接口连接外壳体216的下部，收集从排灰阀门219排出的粉尘颗粒。

如图4所示的焦炭过滤器，经集气罩11收集的荒煤气沿外壳体216的切向，从进气口213进入旋风腔218，沿外壳体的内壁由上向下作螺旋形旋转运动，这股向下旋转的气流为外涡旋；外涡旋到达排灰阀门后转而向上，沿轴心向上旋转，这股向上旋转的气流为内涡旋。外涡旋气流作旋转运动时，尘粒在惯性离心力的推动下，要向外移动，接触到外壳体216内壁的尘粒在气流和重力的共同作用下，沿壁面落下经排灰阀门219排出，由移动式粉尘回收装置32收集，此过程为第一级除尘；内涡旋气流向上经卸料阀门212通气孔进入焦炭腔215，进行焦炭颗粒吸附，即第二级除尘；然后经出气口214进入布袋除尘器24进行第三级除尘。

卸料阀门212通气孔的孔径为2-3mm，可以是多层板结构，避免焦炭颗粒堵塞通气孔。

旋风式焦炭过滤器可提供两级除尘，经过旋风除尘后，可降低焦炭颗粒吸附除尘的工作压力，从而提高除尘效率；尘粒由移动式粉尘回收装置32收集后，可再次利用。

相应地，在实施例一中所述的“一种用于焦炉外溢烟气的车载式除尘回收方法”中，步骤(2)中的焦炭过滤器执行两级除尘：旋风除尘和焦粒除尘；待处理荒煤气沿切向进入焦炭过滤器后，在焦炭过滤器的旋风腔进行旋风除尘，去除较大尘粒；然后进入焦炭腔进行焦粒除尘，进一步去除气体中的尘粒及酸碱性气体，从而得到初级过滤气体；旋风除尘滤出的尘粒由移动式粉尘回收装置回收。

如图6所示，焦炭过滤器的隔腔板217还可以为圆锥结构隔腔板，直径较大的一侧固定连接在圆筒部内壁上，直径较小的一侧连接卸料阀门212，如此可增加焦炭腔215的容积，缩短内涡旋气流进入焦炭腔215的行程距离。

如图7所示的焦炭过滤器，隔腔板217包括隔腔圆锥部和隔腔圆筒部，隔腔圆锥部直径较大的一侧固定连接在所述圆筒部内壁上，直径较小的一侧固定连接隔腔圆筒部，卸料阀门212连接在隔腔圆筒部上，如此可增加旋风腔218的容积，有利于外涡旋气流的旋转，同时也缩短了内涡旋气流进入焦炭腔215的行程距离。

使用说明：

参照本发明提供的第二实施例，对本发明的操作及使用进行说明：

1、使用前：

1.1预喷涂：打开喷涂装置，对布袋除尘器进行喷涂；

1.2装焦炭颗粒；关闭焦炭过滤器的卸料阀门，打开装料阀门，调取焦粒装料系统对准装料口进行装料；

1.3对位：启动除尘车与炉门对位，大车对位后，启动活动式吸罩电动按钮，调整假炉门与炉门距离，假炉门框对准并贴靠炉门立柱；对位结束，关闭活动式吸罩电动按钮；

1.4移动式粉尘回收装置第二连接口对接焦炭过滤器排灰口，第一连接口连接布袋除尘器的自动排灰系统；

1.5启动布袋除尘器的自动排灰系统，检查各管道、装置连接情况；

2、使用：

开启除尘风机后，焦炉进行装煤；根据烟气量，调节除尘风机频率；必要时，开启辅助风机，加大焦炭过滤器出口处的吸力；

3、使用结束：

3.1关闭除尘风机、辅助风机、布袋除尘器的自动排灰系统；

3.2启动活动式吸罩电动按钮，收回活动式吸罩；

3.3启动除尘车；

3.4断开移动式粉尘回收装置的两个连接口的连接，移动移动式粉尘回收装置，对收集的尘粒回收；

3.5卸料：打开排灰阀门，焦炭过滤器排灰口对接焦粒回收系统，开启卸料阀门、振荡器；

3.6对接净气回收系统，打开净气回收装置，对消烟除尘后的气体进行回收。

4、注意事项：每次使用均需更换焦炭颗粒。

以上的本发明实施方式并不构成对本发明保护范围的限定。

本领域技术人员在考虑说明书及实践这里发明的公开后，将容易想到本发明的其它实施方案。本发明旨在涵盖本发明的任何变型、用途或者适应性变化，这些变型、用途或者适应性变化遵循本发明的一般性原理并包括本发明未公开的本技术领域中的公知常识或惯用技术手段。说明书和实施例仅被视为示例性的，本发明的真正范围和精神由下面的权利要求指出。

应当理解的是，本发明并不局限于上面已经描述并在附图中示出的精确结构，并且可以在不脱离其范围进行各种修改和改变。本发明的范围仅由所附的权利要求来限制。