項(xiàng)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(yīng)廠含兩座6米55孔焦?fàn)t，一座6米60孔焦?fàn)t，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(dāng)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(chǎn)焦炭全干熄生產(chǎn)，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(yán)格，2020年國家提出全面推進(jìn)鋼鐵企業(yè)超低排放，于是南鋼燃料供應(yīng)廠技術(shù)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(yīng)廠三座6米頂裝焦?fàn)t，分別于2004年和2006年投產(chǎn)，設(shè)計生產(chǎn)能力170萬噸/年，日出焦207孔，日均產(chǎn)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(chǎn)。水熄焦時因水與紅焦換熱，產(chǎn)生大量水汽、粉塵及異味擴(kuò)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(chǎn)壓力，一方面，燃料供應(yīng)廠技術(shù)人員深入研究干熄焦系統(tǒng)運(yùn)行問題，制定解決方案，提升干熄焦生產(chǎn)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(shè)法在水熄焦時降低粉塵、水滴及霧氣擴(kuò)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(chǎn)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(zhì)結(jié)構(gòu)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(dá)到當(dāng)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(shù)人員針對水熄焦生產(chǎn)時所發(fā)生的汽量、氣味、降粉塵、降水滴情況，結(jié)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(chǎn)廠家協(xié)同開展聯(lián)合攻關(guān)。經(jīng)過開展文獻(xiàn)查閱、取樣分析，獲得第一手?jǐn)?shù)據(jù)，表1中明確了水熄焦生產(chǎn)時相關(guān)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(jìn)行捕集，同時可相對減少白霧的產(chǎn)生。同時為確保長周期穩(wěn)定有效運(yùn)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(shí)施

3.1 設(shè)備選型

通過查閱圖紙資料，結(jié)合廠家現(xiàn)場驗(yàn)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(diǎn)：

A.用于垂直進(jìn)氣，載有液滴的氣流定向的功過帶有設(shè)計的分離室。

B.葉片帶有“V”型的壓痕設(shè)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(yīng)形狀。除霧器本體技術(shù)參數(shù)：

DV270型除霧器2層（葉片表面帶有倒液槽），材質(zhì)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(jìn)水，每路2根，總計12根沖洗管道。沖洗方向?yàn)樯?、下兩級同時進(jìn)行沖洗，材質(zhì)為316L。沖洗水管配有沖洗水噴嘴，材質(zhì)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(jī)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(shè)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(jìn)行沖洗。優(yōu)點(diǎn)是可以減少沖洗水閥門數(shù)量，減少沖洗水管路的支撐結(jié)構(gòu)。 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(yīng)用情況靈活調(diào)整。

4 效果驗(yàn)證

新型除霧器自2021年9月5日安裝投用后，前后對標(biāo)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(jié)語

南鋼燃料供應(yīng)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(kuò)散，相對減少了白霧的產(chǎn)生，保證了系統(tǒng)的穩(wěn)定生產(chǎn)，為有序生產(chǎn)、環(huán)保達(dá)標(biāo)、避免居民投訴提供強(qiáng)有力的保障。實(shí)踐證明，該項(xiàng)改造是可行的，效果是成功的，值得在有需求的國內(nèi)同行業(yè)推廣。