南鋼對水熄焦降塵除水霧裝置的研究與實踐

項國祥

（南京金江冶金爐料有限公司，江蘇 南京 211000）

0 引言

南鋼燃料供應廠含兩座6米55孔焦爐，一座6米60孔焦爐，與之配套的為一座140噸/小時干熄焦及一座75噸/小時干熄焦，當其中任何一座干熄焦系統(tǒng)計劃檢修或者年修時，均無法確保所產焦炭全干熄生產，必須采用備用水熄焦系統(tǒng)以取代檢修停用的干熄焦系統(tǒng)。

1 改造背景

隨著國家針對大氣污染治理的要求日趨嚴格，2020年國家提出全面推進鋼鐵企業(yè)超低排放，于是南鋼燃料供應廠技術人員加快對水熄焦降塵除水霧裝置的深入研究。

南鋼燃料供應廠三座6米頂裝焦爐，分別于2004年和2006年投產，設計生產能力170萬噸/年，日出焦207孔，日均產焦4400噸左右，每班出焦69孔，需水熄5孔/班，干熄焦系統(tǒng)在日常、計劃檢修、年修期間均不能滿足全干熄生產。水熄焦時因水與紅焦換熱，產生大量水汽、粉塵及異味擴散至周邊居民生活區(qū)，引起周邊居民的不滿甚至投訴。迫于環(huán)保及生產壓力，一方面，燃料供應廠技術人員深入研究干熄焦系統(tǒng)運行問題，制定解決方案，提升干熄焦生產能力；一方面，同步研究水熄焦系統(tǒng)降塵除水霧裝置的改造，設法在水熄焦時降低粉塵、水滴及霧氣擴散距離[1-2]。

2 可行性研究

水熄焦系統(tǒng)由熄焦水池、熄焦水泵、高位水槽、塔底熄焦噴淋管系統(tǒng)、塔頂木格除塵器、混凝土塔本體幾個部分組成。自投產以來，置于水熄焦塔頂?shù)哪靖癯龎m器除塵效果日益下降，現(xiàn)場檢查發(fā)現(xiàn)木格子除塵器因噴淋系統(tǒng)不能滿足清洗需要，從圖1看出，在長期使用中已積存堵塞大量的焦粉，無法起到繼續(xù)除塵的作用；另外由于連續(xù)使用超過17年，水熄焦蒸汽對木格子除塵器的長期腐蝕，部分木質結構與除塵葉片已破損、斷裂、脫落；木格除塵器僅對除粉塵有一定的作用，無法去除或降低水霧、水滴、異味氣體。綜上所述，線上使用的木格子除塵器因無法達到當前環(huán)保需求，已不具備繼續(xù)使用的條件。因此，急需改造替換。

圖1 木格子除塵器

技術人員針對水熄焦生產時所發(fā)生的汽量、氣味、降粉塵、降水滴情況，結合焦化脫硫系統(tǒng)煤氣折流板捕霧器的啟發(fā)，與外部專業(yè)除霧器生產廠家協(xié)同開展聯(lián)合攻關。經過開展文獻查閱、取樣分析，獲得第一手數(shù)據(jù)，表1中明確了水熄焦生產時相關流量、壓力、密度、面積等重要參數(shù)，為后續(xù)除霧器的正確選型提供了方向。

表1 水熄焦水汽數(shù)據(jù)

分析得出，安裝合適的折流板除霧器，可有效地捕集霧滴及塵粒，并對易溶于水的異味氣體進行捕集，同時可相對減少白霧的產生。同時為確保長周期穩(wěn)定有效運行，避免除霧器葉片表面粉塵堆積，需要為除霧器裝置配套沖洗水系統(tǒng)，以周期性噴淋，消除除霧器葉片表面附著的粉塵[3-4]。

3 改造實施

3.1 設備選型

通過查閱圖紙資料，結合廠家現(xiàn)場驗證，最終選擇DV270型葉片除霧器，配沖洗水系統(tǒng)[5]。

DV270 葉片除霧器特點：

A.用于垂直進氣，載有液滴的氣流定向的功過帶有設計的分離室。

B.葉片帶有“V”型的壓痕設計有利于被收集到的液滴排放和以較大的液滴返回氣流中。

C.可以根據(jù)安裝罐體或外殼尺寸定制成相應形狀。除霧器本體技術參數(shù)：

DV270型除霧器2層（葉片表面帶有倒液槽），材質為2205，酸洗鈍化處理。DV270葉片間距為22mm，葉片高度為193mm，葉片厚度為0.5mm，U型支撐條厚度為0.8mm，除霧器安裝凈面積為54m2（單層）。

沖洗水系統(tǒng)：

沖洗水系統(tǒng)為1層，分6路進水，每路2根，總計12根沖洗管道。沖洗方向為上、下兩級同時進行沖洗，材質為316L。沖洗水管配有沖洗水噴嘴，材質為316L，規(guī)格為28L/min，數(shù)量為336個。沖洗水泵1臺，流量120m3/h，電機功率110kW。

3.2 安裝

安裝時采用兩級分開安裝的方式，第一級為設計為初分離，第二級為精分離，安裝在頂部。在兩級除霧器之間安裝沖洗水系統(tǒng)。附安裝示意圖2及安裝圖片3。

圖2 安裝示意圖

圖3 現(xiàn)場制造圖片

采用一層噴淋管，同時對除霧器的上下兩層進行沖洗。優(yōu)點是可以減少沖洗水閥門數(shù)量，減少沖洗水管路的支撐結構。 除霧器沖洗水耗為8m3/h，按照每60分鐘沖洗水一分鐘計算。除霧器沖洗水系統(tǒng)可以根據(jù)現(xiàn)場的應用情況靈活調整。

4 效果驗證

新型除霧器自2021年9月5日安裝投用后，前后對標效果明顯，有效緩解塔外夾帶大量水滴及塵粒，飄落廠區(qū)及居民區(qū)的情況。去除粒徑大于31μm的霧滴，有效率為99%，除霧器后的霧滴出口含量為≤75mg/Nm3，基本消除了居民因水熄焦引發(fā)的投訴。附改造前圖4及改造后圖5對比。

圖4 改造前

圖5 改造后

5 結語

南鋼燃料供應廠針對水熄焦系統(tǒng)的研究與改造，投用后效果明顯，大幅降低了粉塵及水滴的擴散，相對減少了白霧的產生，保證了系統(tǒng)的穩(wěn)定生產，為有序生產、環(huán)保達標、避免居民投訴提供強有力的保障。實踐證明，該項改造是可行的，效果是成功的，值得在有需求的國內同行業(yè)推廣。