煤泥干燥除塵脫硫系統(tǒng)的研究與應用

田孟軍，趙金礦，賈俊林

（平頂山天安煤業(yè)股份有限公司田莊選煤廠，河南 平 頂山467000）

1 引言

平頂山天安煤業(yè)股份有限公司田莊選煤廠是一座設計生產(chǎn)能力580Mt／年的中心型煉焦煤選煤廠，主要生產(chǎn)副產(chǎn)品是煤泥，近年來伴隨著產(chǎn)量的增長，煤質(zhì)的不斷變差，煤泥量不斷增加，煤泥干燥量也不斷遞增，隨著干燥設備運行時間的增加，生產(chǎn)中產(chǎn)生的粉塵和二氧化硫有害物質(zhì)也不斷增加，給周邊環(huán)境帶來大量污染；另外經(jīng)過干燥生產(chǎn)的試運行發(fā)現(xiàn)，干燥除塵系統(tǒng)的除塵脫硫系統(tǒng)的效果并不理想，為了解決這些問題，增加效益，減少污染，對煤泥干燥除塵脫硫系統(tǒng)進行了進行改造，使其更能發(fā)揮除塵脫硫的功效。

2 煤泥干燥除塵系統(tǒng)存在的問題

對煤泥干燥系統(tǒng)燃煤硫份、除塵脫硫設備、設備材質(zhì)進行了分析和統(tǒng)計，發(fā)現(xiàn)存在以下幾個問題。

（1）田莊選煤廠煤泥干燥系統(tǒng)爐窯設計燃煤為發(fā)熱量在5 000～5 500大卡的原煤，而在生產(chǎn)時爐窯燃煤使用的是原煤，原煤發(fā)熱量在4 500～5 000大卡，基本符合田莊選煤廠干燥系統(tǒng)爐窯設計要求，但在生產(chǎn)中發(fā)現(xiàn)爐窯使用原煤存在含硫量高的問題，平均硫分在0．8左右，燃燒后產(chǎn)生大量的二氧化硫等有害含硫化合物，二氧化硫等有害含硫化合物溶于水后對除塵系統(tǒng)腐蝕嚴重，系統(tǒng)間斷運行不到3個月，濕式除塵器上的脫水、脫塵窩殼已腐蝕出孔洞無法使用。

（2）在除塵器運行過程中，發(fā)現(xiàn)除塵器脫塵效果不好，煙囪中時常會有黑煙和含塵雨滴的噴出，嚴重影響職工的工作環(huán)境并對環(huán)境造成一定污染。經(jīng)過對設備的認真研究，發(fā)現(xiàn)該除塵器存在如下問題：一是過濾網(wǎng)目數(shù)小。在實際運行時，當含塵氣流反沖上過濾網(wǎng)與噴頭形成的水霧撞擊后，形成大量的粘塵顆粒必須通過過濾網(wǎng)下沉到水中，但由于過濾網(wǎng)目數(shù)小，粘塵顆粒多，不但不能通過過濾網(wǎng)，反而大量粘積在過濾網(wǎng)上，造成過濾網(wǎng)堵塞，進而影響除塵效果。二是溢流管位置低造成除塵器內(nèi)水位也低，當含塵氣流經(jīng)過風管進入水中時，含塵氣流與除塵水只有很短的接觸時間，起不到除塵的效果，進而不能有效發(fā)揮這一關鍵除塵工序的作用。

3 煤泥干燥除塵系統(tǒng)研究與改造

3．1 用塊中煤代替原煤作為爐窯燃煤

爐窯設計燃煤為發(fā)熱量21～23MJ／kg的原煤，存在采購運輸困難、生產(chǎn)成本高的問題，既不符合節(jié)能的綜合綜合利用的方針政策，也對生產(chǎn)產(chǎn)生制約。

通過檢測分析，本廠重介生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的塊中煤發(fā)熱量在18．8～21MJ／kg，符合設計要求，設計制作了破碎機，并把破碎機篩網(wǎng)設計成φ12mm、φ14mm、φ16mm、φ18mm、φ20mm、φ22mm 等不同規(guī)格進行工業(yè)行試燒實驗，通過多次不同孔徑篩網(wǎng)破碎中煤試燒實驗的數(shù)據(jù)分析，確定破碎機篩網(wǎng)孔徑為φ20mm時效果最好，表1為篩網(wǎng)孔徑為φ20mm的塊中煤破碎后的粒度組成。

表1 破碎機篩網(wǎng)孔徑為φ20mm時破碎中煤粒度組成

通過塊中煤破碎后試燒與試燒原煤實驗對比，干燥系統(tǒng)爐窯燃煤使用破碎后的塊中煤不僅可以節(jié)能、提高經(jīng)濟效益，而且干燥機的運行工況得到了改善，提高了效率，各項指標對比見表2。

表2 破碎后塊中煤與原煤對比

3．2 爐窯鼓風風量調(diào)節(jié)改進——鼓風機采用變頻調(diào)速

田莊選煤廠的干燥系統(tǒng)中的鼓風機的主要作用是為燃燒爐提供足夠的風量。但在生產(chǎn)操作中，為了保證干燥產(chǎn)品的水分、粒度和保證爐窯內(nèi)粉塵盡可能降低，必須隨時調(diào)整鼓風機的輸出風量。改造前的做法是在進風口加裝一組可調(diào)節(jié)風量的百葉片，但在實際使用中效果不好。經(jīng)過認真研究，決定利用變頻器調(diào)控風機電機進而掌握風機輸出風量這一技術來替代老辦法。方案確定后，結合風機的技術要求和配用電機的功率等參數(shù)，選取了森蘭SB61P＋型變頻器作為改造方案的配套設備。改造后使用至今效果很好，具體表現(xiàn)在以下幾個方面。

（1）當電機直接在電網(wǎng)上啟動時會產(chǎn)生7～8倍的電機額定電流，使得電機繞組產(chǎn)生熱量從而降低電機的壽命；但改造后可以實現(xiàn)零速零電壓啟動，然后再根據(jù)需要進行變頻調(diào)速，這樣就有效降低了電機的維護成本，提高了電機的使用壽命。

（2）當電機直接啟動時電流劇增會導致電網(wǎng)電壓大幅度波動，進而可能會導致同一供電網(wǎng)絡中的電壓敏感設備跳閘或工作異常；但改造后可以實現(xiàn)零頻零壓情況下逐步啟動，所以徹底消除了對電網(wǎng)的影響。

（3）當電機直接啟動時會導致與電機相連的機械傳動部分產(chǎn)生劇烈振動，從而加快機械部件磨損并降低機械部件的使用壽命；但改造后利用變頻調(diào)速可在零速啟動并按照需要進行光滑地加速而且加速曲線也可以選擇，不但最大限度地降低機械部件的損耗，而且提高了相關傳動部件的使用周期。

3．3 濕式除塵器的改造

3．3．1 增加水膜吸收塵粒

CSG型除塵器就是在同一塔體內(nèi)將沖擊水浴除塵器和濕式過濾鋼網(wǎng)層串聯(lián)在一起構成（結構如圖1）。

除塵器運行時，含塵氣流以一定的速度經(jīng)設備中設置于塔體中央的風管沖入水中，并以一定的空塔氣流速度反上，在水中形成鼓泡及泡沫，將氣流中的塵粒捕集下來，經(jīng)沖擊水浴除塵初級凈化后的含塵氣體，以較低速度、逆流方向通過濕式鋼網(wǎng)。濕式鋼網(wǎng)除塵是利用不銹鋼網(wǎng)作過濾層，并連續(xù)不斷地向過濾層噴射水霧，使鋼網(wǎng)過濾和水膜除塵兩種作用綜合在一起，以達到提高除塵效率，清洗捕集的粉塵和防止粉塵二次飛揚的目的。該設備實為沖擊水浴－濕式過濾兩級除塵，除塵率可達99%以上。能夠迅速通過濾網(wǎng)，真正發(fā)揮過濾網(wǎng)的作用。

3．3．2 針對存在的問題對濕式除塵器進行改造

（1）在風管進入除塵器的前端加裝二組圓周噴頭（圖1），使得含塵氣流在進入除塵器前先經(jīng)過一道除塵工序，減小除塵器除塵壓力，同時也減緩了氣流的速度，為氣流能夠經(jīng)過除塵水時有更多的接觸時間提供了保障。

圖1 CSG型濕式除塵器

（2）用80目數(shù)替代40目數(shù)的過濾網(wǎng)，提高濾網(wǎng)的過濾能力，確保粘塵顆粒能夠迅速通過濾網(wǎng)，真正發(fā)揮過濾網(wǎng)的作用。

（3）調(diào)整溢流水管的高度。一是要延長含塵氣流與除塵水的接觸時間，二是要保證含塵氣流能夠迅速有效地通過除塵水，經(jīng)過反復比較，最后確定溢流管上口比風管下口高20mm為最佳。

4 結語

煤泥干燥除塵脫硫系統(tǒng)改造完成后，市環(huán)保局采樣檢測，煙塵排放濃度21．6mg／m3（標準200mg／m3），二氧化硫排放濃度 6mg／m3（標準 850mg／m3），煙塵排放總量3．4t／年（標準9．5t／年），二氧化硫排放總量0．95t／年（標準35t／年），遠遠低于國家排放標準，完全杜絕了下黑雨現(xiàn)象。