一种焦炉烟尘全封闭集中收集和处理方法与流程

本发明涉及焦炉除尘技术领域，尤其涉及一种焦炉烟尘全封闭集中收集和处理方法。

背景技术

焦化行业是关系国民经济命脉的重要产业，近年来发展迅速，但焦化生产所带来严重的环境污染问题也日渐突出。在焦炉生产过程中，装煤、推焦、出焦等生产环节会向大气中排放大量阵发性烟尘；炉门、炉顶装煤孔、看火孔等部位也会逸散无组织排放烟尘。烟尘内包含有焦油类物质的煤气和大量粉尘，对周边环境造成重大危害。

目前焦化生产中，对装煤、推焦、出焦操作时排放的烟尘可以通过焦炉机械、炉头烟收集装置等配合对应的集尘干管进行收集，再送到对应的除尘地面站进行处理，但对逸散烟尘并没有很好的控制手段。随着国家对环保要求的不断提高，焦炉现有除尘技术已很难满足要求，只有不断发展先进、节能、高效的环保新工艺，才能积极推动焦化行业持续稳定的健康发展。

技术实现要素：

本发明提供了一种焦炉烟尘全封闭集中收集和处理方法，实现了对焦炉逸散烟尘及作业时的阵发性烟尘的集中收集，实现焦炉全部烟尘的一体化治理，同时配套了完善的安全设施，保证全封闭后焦炉的安全运行；为长久以来困扰企业的焦炉烟尘污染问题提供了一个切实有效的解决方案。

为了达到上述目的，本发明采用以下技术方案实现：

一种焦炉烟尘全封闭集中收集和处理方法，采用全封闭式的烟尘收集罩将焦炉及其附属设施全部封闭在内，在烟尘收集罩顶部设烟尘收集管网，烟尘收集管网包括炉顶装煤烟尘收集管、机侧推焦烟尘收集管、焦侧出焦烟尘收集管及烟尘收集主管；焦炉各孔炭化室的炉顶区、机侧和焦侧分别一一对应地设置有炉顶装煤烟尘收集管、机侧推焦烟尘收集管、焦侧出焦烟尘收集管；炉顶装煤烟尘收集管的底部开口位于焦炉炉顶区，用于收集炭化室装煤作业时排放的烟尘及炉顶区的逸散烟尘；机侧推焦烟尘收集管的底部开口位于焦炉机侧，用于收集炭化室推焦作业时排放的烟尘及机侧的逸散烟尘，焦侧出焦烟尘收集管的底部开口位于焦炉焦侧，用于收集炭化室出焦作业时排放的烟尘及焦侧的逸散烟尘；炉顶装煤烟尘收集管、机侧推焦烟尘收集管和焦侧出焦烟尘收集管将焦炉逸散烟尘与装煤、推焦及出焦时排放的烟尘全部集中收集到烟尘收集主管中后，通过烟尘输送管道送往除尘系统中进行集中处理。

所述炉顶装煤烟尘收集管、机侧推焦烟尘收集管、焦侧出焦烟尘收集管中分别设翻板阀；焦炉正常生产时，正在进行装煤、推焦或出焦作业的炭化室对应的各个烟尘收集管中翻板阀的开度调至80％以上，其他炭化室对应的烟尘收集管中翻板阀的开度根据需要在20％以内调节。

所述烟尘收集罩的四周设有多个反吹风口，分别与对应的反吹风机连接，定期向烟尘收集罩内鼓入新鲜空气。

所述烟尘收集罩的顶部沿焦炉长向及宽向均设有多个顶部排风口，顶部排风口处分别设自力式风帽；焦炉生产事故状态时，通过设置在烟尘收集罩上的多个自力式风帽强制排风，同时通过多个反吹风口向烟尘收集罩内鼓入新鲜空气。

所述烟尘收集罩的中部设有向上方突出且收拢的槽形结构，该槽形结构沿焦炉长向通长设置，烟尘收集管网设于该槽形结构的下方。

所述除尘系统为除尘地面站，除尘地面站设抽吸风机。

所述烟尘收集罩上设有多个导火装置；导火装置由导火管及导火管盖/导火管阀门组成，导火管一一对应地设于焦炉上升管的上方，导火管的底端开口与焦炉上升管的顶端开口相对设置，导火管的顶端延伸到烟尘收集罩外；导火管的顶端开口处设导火管盖，或者导火管内设导火管阀门，导火管盖/导火管阀门与焦炉上升管的水封盖联动实现同步开闭；焦炉事故状态下，焦炉上升管中荒煤气燃烧产生的火焰及高温烟气直接进入导火管并由导火管引出焦炉除尘罩外，对烟尘收集罩起保护作用。

所述焦炉上升管的水封盖、导火管盖/导火管阀门还设有手动启闭装置；事故状态引发停电时，通过手动启闭装置开闭焦炉上升管的水封盖、导火管盖/导火管阀门，同时反吹风机由备用的柴油发电机驱动，通过反吹风口向烟尘收集罩内鼓入新鲜空气。

所述烟尘收集罩由钢结构骨架及围护系统组成，钢结构骨架设于焦炉外围，钢结构骨架的顶部安装自力式风帽；围护系统包括屋面板和墙面板。

所述烟尘收集罩内设有消防装置、可燃及有毒气体检测报警装置。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

1)在焦炉区域设置全封闭的烟尘收集罩，将焦炉生产中产生的逸散烟尘及作业时排放的阵发性烟尘进行集中收集，实现了焦炉全部烟尘的有组织排放，大大提升了焦炉整体除尘效果；

2)将逸散烟尘与装煤、推焦及出焦产生的烟尘集中收集后送入除尘系统进行集中处理，有利于节能降耗，减少设备投入及设备占地面积；

3)焦炉全封闭后，最重要的是控制烟尘收集罩内的可燃及有毒气体浓度，防止对作业人员和生产设施造成损害，消除安全隐患；本发明通过设置反吹风口，定期向烟尘收集罩内鼓入新鲜空气，保证焦炉全封闭后系统的安全运行；

4)焦炉全部封闭后，焦炉上升管也处于烟尘收集罩内，焦炉生产中，上升管水封盖开启时，荒煤气燃烧产生的火焰与高温烟尘具有温度高、火焰长的特点，而且每个结焦周期均会出现；事故状态下上升管水封盖存在被迫开启的可能，此时大量高温烟尘与荒煤气将从焦炉上升管逸散，直接炙烤烟尘收集罩的内侧，导致其受热变形甚至烧毁；本发明通过在焦炉上升管上方设置导火管解决了上述问题，有效保护烟尘收集罩；

5)事故状态尤其是停电状态下不仅除尘系统无法正常运行，所有电动设备都处于停运状态；而焦炉逸散烟尘并不会停止；本发明中，焦炉上升管的水封盖、导火管盖/导火管阀门均同时配备手动启闭装置，反吹风机同时配置柴油发电机，自力式风帽无需额外的驱动力，可有效保证事故状态下焦炉的安全运行及烟尘收集罩内的环境处于安全状态；

6)烟尘收集罩内还设有消防装置、可燃及有毒气体检测报警装置，安全设施完备，能够进一步提高安全性。

附图说明

图1是本发明所述一种焦炉烟尘全封闭集中收集和处理方法的原理示意图。

图2是本发明所述烟尘收集管网的结构示意图。

图中：1.烟尘收集罩2.焦炉3.机侧推焦机4.焦侧拦焦机5.炉顶装煤车6.烟尘收集管网61.炉顶装煤烟尘收集管62.机侧推焦烟尘收集管63.焦侧出焦烟尘收集管64.烟尘收集主管7.烟尘输送管道8.除尘地面站9.抽吸风机10.自力式风帽11.焦炉上升管12.导火装置13.反吹风口14.反吹风机15.消防装置16.翻板阀

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2所示，本发明所述一种焦炉烟尘全封闭集中收集和处理方法，采用全封闭式的烟尘收集罩1将焦炉2及其附属设施全部封闭在内，在烟尘收集罩1顶部设烟尘收集管网6，烟尘收集管网6包括炉顶装煤烟尘收集管61、机侧推焦烟尘收集管62、焦侧出焦烟尘收集管63及烟尘收集主管64；焦炉2各孔炭化室的炉顶区、机侧和焦侧分别一一对应地设置有炉顶装煤烟尘收集管61、机侧推焦烟尘收集管62、焦侧出焦烟尘收集管63；炉顶装煤烟尘收集管61的底部开口位于焦炉炉顶区，用于收集炭化室装煤作业时排放的烟尘及炉顶区的逸散烟尘；机侧推焦烟尘收集管62的底部开口位于焦炉机侧，用于收集炭化室推焦作业时排放的烟尘及机侧的逸散烟尘，焦侧出焦烟尘收集管63的底部开口位于焦炉焦侧，用于收集炭化室出焦作业时排放的烟尘及焦侧的逸散烟尘；炉顶装煤烟尘收集管61、机侧推焦烟尘收集管62和焦侧出焦烟尘收集管63将焦炉逸散烟尘与装煤、推焦及出焦时排放的烟尘全部集中收集到烟尘收集主管64中后，通过烟尘输送管道7送往除尘系统中进行集中处理。

所述炉顶装煤烟尘收集管61、机侧推焦烟尘收集管62、焦侧出焦烟尘收集管63中分别设翻板阀16；正常生产时，正在进行装煤、推焦或出焦作业的炭化室对应的各个烟尘收集管61、62、63中翻板阀16的开度调至80％以上，其他炭化室对应的烟尘收集管61、62、63中翻板阀16的开度根据需要在20％以内调节。

所述烟尘收集罩1的四周设有多个反吹风口13，分别与对应的反吹风机14连接，定期向烟尘收集罩1内鼓入新鲜空气。

所述烟尘收集罩1的顶部沿焦炉2长向及宽向均设有多个顶部排风口，顶部排风口处分别设自力式风帽10；焦炉生产事故状态时，通过设置在烟尘收集罩1上的多个自力式风帽10强制排风，同时通过多个反吹风口13向烟尘收集罩1内鼓入新鲜空气。

所述烟尘收集罩1的中部设有向上方突出且收拢的槽形结构，该槽形结构沿焦炉2长向通长设置，烟尘收集管网6设于该槽形结构的下方。

所述除尘系统为除尘地面站8，除尘地面站8设抽吸风机9。

所述烟尘收集罩1上设有多个导火装置12；导火装置12由导火管及导火管盖/导火管阀门组成，导火管一一对应地设于焦炉上升管11的上方，导火管的底端开口与焦炉上升管11的顶端开口相对设置，导火管的顶端延伸到烟尘收集罩1外；导火管的顶端开口处设导火管盖，或者导火管内设导火管阀门，导火管盖/导火管阀门与焦炉上升管11的水封盖联动实现同步开闭；焦炉事故状态下，焦炉上升管11中荒煤气燃烧产生的火焰及高温烟气直接进入导火管并由导火管引出焦炉除尘罩1外，对烟尘收集罩1起保护作用。

所述焦炉上升管11的水封盖、导火管盖/导火管阀门还设有手动启闭装置；事故状态引发停电时，通过手动启闭装置开闭焦炉上升管11的水封盖、导火管盖/导火管阀门，同时反吹风机14由备用的柴油发电机驱动，通过反吹风口13向烟尘收集罩1内鼓入新鲜空气。

所述烟尘收集罩1由钢结构骨架及围护系统组成，钢结构骨架设于焦炉外围，钢结构骨架的顶部安装自力式风帽10；围护系统包括屋面板和墙面板。

所述烟尘收集罩1内设有消防装置、可燃及有毒气体检测报警装置。

本发明的总体构思是(以顶装焦炉为例进行说明)：设置一个全封闭的烟尘收集罩1，将焦炉2及其附属设施如焦炉机械(包括炉顶装煤车5、机侧推焦机3及焦侧拦焦机4)均置于该烟尘收集罩1内部，这样可以全面收集焦炉2生产过程中产生的烟尘。在烟尘收集罩1的顶部高点位置设烟尘收集管网6，通过烟尘输送管道7与除尘系统(除尘地面站8)连接，借助抽吸风机9的吸力将收集到的焦炉烟尘送至除尘系统；烟尘收集管网6包括炉顶装煤烟尘收集管61、机侧推焦烟尘收集管62及焦侧出焦烟尘收集管63，以上3个收集管61、62、63同时用于收集对应区域的逸散烟尘，即焦炉2产生的所有烟尘最终均通过烟尘输送管道7送入除尘系统中，经集中净化处理后的净烟气达标排放。

烟尘收集罩1为全封闭结构，采用钢结构骨架，外部设围护系统，其中屋面板和墙面板可采用彩钢板或采光板，在局部温度较高部位，钢结构骨架需涂耐高温漆并外包耐火陶瓷纤维或其它耐高温隔热材料。

焦炉2正常生产时，烟尘收集管网6与焦炉控制系统联动实现烟气量收集的自动调节，且正在进行装煤、推焦及出焦作业区域的烟尘收集管61、62、63比其他区域烟尘收集管61、62、63中翻板阀16的开度更大。如当第n孔炭化室进行推焦作业时，第n孔炭化室对应的机侧推焦烟尘收集管62、第n孔炭化室的焦侧出焦烟尘收集管63、第n-2孔炭化室的炉顶装煤烟尘收集管61中翻板阀16的开度均调至80％～100％，其余各孔炭化室对应的机侧推焦烟尘收集管62、焦侧出焦烟尘收集管63、炉顶装煤烟尘收集管61中翻板阀16的开度可根据需要调节至20％。同时，抽吸风机9采用变频控制形式，其转速可以根据烟尘发生量进行实时调节，以实现节能降耗的目的。

在烟尘收集罩1的四周设有多个反吹风口13，反吹风机14定期启动自反吹风口13向烟尘收集罩1内鼓入新鲜空气，使焦炉区域保持良好的通风状况，并改善焦炉区域的作业环境。事故状态下，焦炉区域放散的荒煤气会聚集在焦炉区域无法外排，造成重大安全隐患，此时如供电正常，反吹风机13会立即启动，通过向烟尘收集罩1内鼓入大量的空气将可燃组分浓度降低到爆炸极限以下；如此时处于停电情况下，反吹风机14可以在柴油发电机的驱动下继续工作。此外，在烟尘收集罩1的顶部还设置了多个自力式风帽10，在事故状态下可以与反吹风机14实现同步开启，辅助反吹风机14将烟尘收集罩1内的荒煤气放散至其外部。

在事故状态下，焦炉2原有的荒煤气自动放散点火装置应自动开启进行荒煤气放散，但实际生产中点火装置有时不能及时响应，荒煤气压力过高时会将焦炉上升管11的水封盖顶开，荒煤气燃烧的火焰和高温将会直接炙烧烟尘收集罩1，对其造成毁灭性损害；为此，本发明在焦炉上升管11的上方加设导火装置12，导火装置12与焦炉上升管11一一对应设置，导火装置12的入口位于焦炉上升管11的正上方，出口高于烟尘收集罩1的顶面；当荒煤气自动放散而点火装置失灵时，导火装置12可与焦炉上升管11的水封盖同步开启，将荒煤气导出并外排至大气中，以达到保护烟尘收集罩1的目的。

烟尘收集罩1内设置有消防装置用于迅速熄灭事故状态下焦炉区域出现的明火；另外，烟尘收集罩1内还设有可燃及有毒气体检测报警装置，当烟尘收集罩1内的可燃及有毒气体达到浓度上限时，通过报警器发出警示提醒相关作业人员进行处理或者及时撤离，从而确保作业人员的人身安全。

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。