活性炭外熱式炭化爐煙氣管道的技術(shù)改造

戴俊華

(山西同煤集團煤氣廠技術(shù)科， 山西 大同 037001)

活性炭外熱式炭化爐煙氣管道的技術(shù)改造

戴俊華

(山西同煤集團煤氣廠技術(shù)科， 山西 大同 037001)

將炭化爐爐頭兩側(cè)與焚燒爐進氣口連接￠500mm的碳鋼管全部換成￠750mm，管子內(nèi)部用耐火特異型磚砌筑，在管道的兩端開兩個進風(fēng)口，焦油等可燃物進入管道后可以高溫燃燒，對管道沒有任何損壞。管道的合適位置，專門留了三個快開門，每天操作工帶好頭盔，打開快開門，用準(zhǔn)備好的壓縮空氣對其中的管道進行吹掃即可，簡單易行。

外熱式炭化爐;揮發(fā)分管道;技術(shù)改造

我國的活性炭產(chǎn)業(yè)相對發(fā)達，尤其是大同地區(qū)，活性炭行業(yè)發(fā)展早，具有豐富的活性炭生產(chǎn)經(jīng)驗。大同煤業(yè)金鼎活性炭有限公司建成后，年生產(chǎn)能力將達到10萬噸，勢必成為活性炭行業(yè)的龍頭老大?？萍籍a(chǎn)生效益，通過科技創(chuàng)新降低生產(chǎn)成本、提高產(chǎn)品質(zhì)量和研發(fā)新品種，可以提升公司的整體競爭力，促進公司的長遠發(fā)展。

我公司的活性炭有破碎炭、脫硫脫硝炭和壓塊炭三個品種，破碎炭用于水處理是我公司主要的市場之一，水處理活性炭一般微孔和中孔發(fā)達，應(yīng)符合三項要求：吸附容量大、吸附速度快、機械強度好。脫硫脫硝活性炭對燃煤煙氣中的多種有害物質(zhì)(如SO2、NOx、煙塵粒子、汞、二 英、揮發(fā)分有機物及其他微量元素等)可同時進行脫除凈化。隨著國家對環(huán)境保護的要求越來越高，脫硫脫硝活性炭的發(fā)展前景巨大，經(jīng)濟效益十分可觀。壓塊活性炭在水處理、溶劑回收、油氣回收、空氣凈化等各方面都有著廣泛的應(yīng)用。我公司壓塊活性炭的年產(chǎn)能力達到5萬噸，是公司的主打產(chǎn)品。三種活性炭的生產(chǎn)工藝都包括制粉成型、炭化、活化、成品包裝等過程，炭化是其中一項主要工藝過程，炭化料的質(zhì)量、產(chǎn)率對產(chǎn)品的質(zhì)量等級成本有著至關(guān)重要的影響。

1 立項原因

外熱式炭化爐(TH15000)是一種新型的生產(chǎn)炭化料爐型(炭化料為活性炭原料)，目前只有神華新疆、內(nèi)蒙蒙泰西兩家活性炭廠使用此爐型。此爐型相對于內(nèi)熱式炭化爐，有以下幾個顯著特點： ①物料在爐內(nèi)均勻分布在每個倉內(nèi)(360o)，物料不與氧和明火接觸，外筒熱量穿透物料，物料受熱均勻。②產(chǎn)品質(zhì)量指標(biāo)均勻一致，得率高，表面強度高，表面光度好，生產(chǎn)能力大。

鑒于外熱式炭化爐以上優(yōu)點，大同煤業(yè)金鼎活性炭有限公司經(jīng)過前期充分調(diào)研，選取此爐型用于炭化料的生產(chǎn)。目前三條生產(chǎn)線共有19臺，分別為破碎炭生產(chǎn)線(3臺外熱式爐)、脫硫脫硝炭生產(chǎn)線(4臺外熱式炭化爐)和壓塊炭生產(chǎn)線(12臺外熱式炭化爐)。其中1萬噸破碎炭生產(chǎn)線3臺、4萬噸脫硫脫硝炭生產(chǎn)線4臺中的2臺已投入運行。

炭化爐過去產(chǎn)生的揮發(fā)分氣體都是從炭化爐爐頭兩側(cè)通過￠500mm，5mm厚的碳鋼管與焚燒爐進氣口連接，因揮發(fā)分氣體里含有粉塵、焦油等雜質(zhì)，從炭化爐爐頭到焚燒爐的揮發(fā)分管道經(jīng)常堵塞，可燃氣體到不了焚燒系統(tǒng)，管道清掏十分困難，嚴(yán)重影響生產(chǎn)，因此決定對炭化揮發(fā)分管道進行改造。

2 改造內(nèi)容

以1萬噸破碎炭生產(chǎn)線為例：共3臺炭化爐及配套系統(tǒng)，其中2臺炭化爐配套3臺焚燒爐(8000*3650*4553，焚燒爐內(nèi)襯擺放整齊的格子磚)余熱鍋爐(3.6噸)回收系統(tǒng)，另一臺炭化爐配套2臺焚燒爐，(8000×3650×4553，焚燒爐內(nèi)襯擺放整齊的格子磚))余熱鍋爐(1.8噸)回收系統(tǒng)。工藝方面：物料在炭化爐中被加熱炭化的同時析出大量的揮發(fā)分氣體，析出的氣體從炭化爐上部兩側(cè)的管道引出進入到焚燒爐中進行燃燒。焚燒爐采用耐火磚砌成，是炭化尾氣燃燒的場所，負責(zé)為炭化爐及余熱鍋爐提供熱源(熱源主要為炭化焚燒爐提供，多余到鍋爐焚燒爐)。焚燒爐的焚燒室經(jīng)過配風(fēng)使揮發(fā)分氣體充分燃燒后放出大量的熱，產(chǎn)生的高溫氣體(900℃左右)一部分由高溫廢氣管道進入到炭化爐爐體中、物料通道外，通過熱輻射加熱物料通道，為物料炭化提供熱量，然后由爐體進料端廢氣管口處排出到冷卻系統(tǒng)(廢氣冷卻器)中；多余揮發(fā)分氣體進入中間焚燒爐燃燒后給余熱鍋爐提供熱量(閥體控制開度)。產(chǎn)生1.0MPa 蒸汽進入蒸汽管網(wǎng)為活化車間及其它各用氣點提供所需蒸汽。從余熱鍋爐出來的煙氣與炭化爐出來的廢氣經(jīng)引風(fēng)機進入脫硫除塵塔進行脫硫除塵，最后，符合國家排放標(biāo)準(zhǔn)之后的廢氣經(jīng)煙囪排入大氣。

過去因揮發(fā)分氣體里含有粉塵、焦油等雜質(zhì)，堵塞管道，炭化產(chǎn)生的氣體到達不了焚燒爐，從炭化爐爐頭外溢，致使車間環(huán)境惡劣，造成停產(chǎn)。工人清掏管道時擰開炭化爐爐頭與揮發(fā)分管道之間的法蘭螺絲，用提前準(zhǔn)備好的鐵管進行疏通，疏通完畢再擰緊螺栓，由于地方空間狹小，清掏工具施展不開，費時費力。工人們現(xiàn)場操作不熟練，再加上炭化爐爐頭兩側(cè)通過碳鋼管與焚燒爐進氣口連接，粉塵、焦油等可燃物質(zhì)在管道里高溫下容易著火，致使炭化爐揮發(fā)分管道曾經(jīng)燒壞，嚴(yán)重制約生產(chǎn)。

現(xiàn)在從炭化爐爐頭兩側(cè)與焚燒爐進氣口連接￠500mm的碳鋼管全部換成￠750mm，管子內(nèi)部用耐火特異型磚砌筑，在管道的兩端開兩個進風(fēng)口，焦油等可燃物進入管道后可以高溫燃燒，對管道沒有任何損壞。管道的合適位置，專門留了三個快開門，每天操作工帶好頭盔，打開快開門，用準(zhǔn)備好的壓縮空氣對其中的管道進行吹掃即可，簡單易行，以前追掃管道最低用時4個小時，現(xiàn)在吹掃一臺炭化爐揮發(fā)分管道最多用時2小時左右，大大節(jié)省了吹掃時間。

3 應(yīng)用情況及經(jīng)濟社會效益

以前吹掃一臺炭化爐揮發(fā)分管道最低用時4個小時，現(xiàn)在最多用時2小時左右。按目前生產(chǎn)狀況，一臺炭化爐每小時產(chǎn)炭化料0.7噸計算，一天可以多產(chǎn)1.4噸炭化料，從2015年9月到年底，大約120天時間，可多產(chǎn)炭化料170噸/臺。每噸炭化料售價按市場價1200元/噸，除去原料成本、人工成本、電費等800元/噸，共產(chǎn)生利潤(1200-800)×1.4×120=67000元/臺。

4 總體性能指標(biāo)與集團公司其它單位技術(shù)比較

目前公司此炭化爐、焚燒爐、鍋爐系統(tǒng)運行良好，此項改造在大同市所有活性炭廠中是第一家，技術(shù)領(lǐng)先。既增加了產(chǎn)量，又減輕了工人勞動強度。

[1]同煤集團金鼎活性炭操作規(guī)程[S].