焦炉用高炉煤气加热(7m焦炉烟气脱硫脱硝开工操作改进)

Posted 2023-06-02

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焦炉用高炉煤气加热(7m焦炉烟气脱硫脱硝开工操作改进)

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摘要：主要介绍鲅鱼圈炼焦部7m焦炉烟气脱硫脱硝系统开工运行的实践经验，在保障焦炉安全运行的基础上，达到快速稳定运行脱硫脱硝系统的目的，效果明显，具有可推广及借鉴意义。

焦化行业炼焦生产是采用高炉煤气或焦炉煤气加热将煤炼制成焦炭的过程，此过程加热煤气燃烧产生的废气中含有二氧化硫、氮氧化物、颗粒物等主要污染物，直接排入大气污染环境。在环保形势日益严峻的情况下，焦化行业从源头、过程及末端全过程综合考虑，陆续实施各类环保项目，以满足GB16171-2012(炼焦化学工业污染物排放标准》的排放要求。

1工艺简介

鞍钢鲅鱼圈炼焦部现有4座7 m焦炉，每2座焦炉共用1座废气烟囱,通过采用煤气精脱硫、焦炉热修维护等控制手段，废气中二氧化硫、氮氧化物排放均能达到当地排放标准，但由于鲅鱼圈地处渤海湾,地理位置特殊，炼焦部从长远考虑，组织实施废气脱硫脱硝项目，以期达到《炼焦化学工业污染物排放标准》中表6特别排放标准，解决焦炉废气环保问题。

未增加烟道废气脱硫脱硝系统时，焦炉燃烧产生的废气由焦炉两侧分烟道汇总到总烟道，经总烟道由烟囱排出。由于焦炉废气流动的动力来源于烟囱内热废气的浮力，其大小取决于烟囱高度和热废气的密度,2座焦炉共用1座废气烟囱时，相互之间的影响很小，可以忽略不计。

增加烟道废气脱硫脱硝系统后,在总烟道上开2个口，1个作为取气口，1个作为回气口，2个口中间设置插板阀，用于隔断烟囱与烟道,用循环风机将烟道废气从总烟道取气口引出，经脱硫脱硝后再经回气口进入焦炉烟囱排出，如图1所示。焦炉废气流动的动力由循环风机提供，其大小取决于循环风机的频率。

2开工操作及存在的问题

2.1脱硫脱硝开工操作

鲅鱼圈炼焦部脱硫脱硝系统于2019年1月开工运行，在运行前，炼焦部与炼焦总厂进行了技术交流，炼焦总厂采取在焦炉不停产状态下运行脱硫脱硝除尘风机，之后关闭插板阀将烟气全部切换到脱焦炉共用1座烟囱，脱硫脱硝风机出口烟气会从未完全关闭的插板阀处返回进气口，造成烟气短路、焦炉吸力不足的问题，存在煤气不完全燃烧进入烟道的安全风险。针对此问题，为了确保系统的安全运行，炼焦部结合开工操作的实际要求，重新制定开工操作步骤，采取焦炉停止加热后启动脱硫脱硝风机的方案，从根本上杜绝了焦炉吸力波动的风险，消除了安全隐患。具体操作步骤如下。

(1) 现场确认脱硫脱硝系统各设备具备开工运行条件。

(2) 相对应的焦炉停止加热。

(3) 脱硫脱硝系统将出入口电动蝶阀开启到全开位置。

(4) 插板阀下落到距离完全关闭约200 mm位置。

(5) 启动循环风机，并逐渐增加风机负荷(注意观察烟道吸力，根据实际每次增加5 Hz左右，每调整1次稳定3~5 min)。

(6) 待分烟道吸力达到120 Pa以上时将插板阀全部关闭(插板阀全部下落后吸力会有所降低)。

(刀将焦炉机焦侧加热煤气使用量减小到最低用量(保证煤气管道末端压力，能够达到开门条件)。

(8) 观察分烟道吸力，达到正常加热所需吸力时(配合最小煤气用量，确定为150 Pa)组织焦炉恢复加热。

(9) 2座焦炉恢复正常加热后，调整入口电动蝶阀开度，使2座焦炉分烟道吸力翻板位置基本一致。

(10) 根据分烟道吸力翻板开度位置优化调整风机负荷，使翻板开度处于中间调节比较灵敏的位置即可。

(11) 根据吸力将加热用煤气使用量恢复到正常生产用量。

2.2存在的问题

采用上述开工方案进行操作，焦炉烟道吸力稳定，且整个焦炉停止加热时间仅需10 min左右，有一定的效果。该操作步骤存在的弊端是在焦炉恢复加热初期煤气用量不能及时恢复正常，主要是因为脱硫脱硝各设备温度较低，造成烟气出口温度偏低,烟囱吸力不足，此过程需要持续1~2 h,对焦炉的正常加热有一定影响,对焦炉温度的影响在10~20 °C左右。

3开工操作改进

经分析研究，制约焦炉脱硫脱硝系统开工的问题主要有：出入口前期的短路问题和脱硫脱硝设备预热造成的吸力不足。2019年5月炼焦部重新制定脱硫脱硝开工操作方案，总体思路是先利用风机低负荷状态取部分烟道气对脱硫脱硝系统进行预热,待脱硫脱硝系统出口烟气温度达到150 °C以上后，再对烟气进行切换作业，具体操作步骤如下(以图1为例)。

(1) 现场确认脱硫脱硝系统各设备具备开工运行条件。

(2) 脱硫脱硝系统将出入口电动蝶阀开启到全开位置。

(3) 启动脱硫脱硝循环风机，增加其负荷达到20 Hz左右(正常情况下应是45 Hz)，该状态需要运行约1 h，脱硫脱硝系统出口烟气温度可达到150 °C以上。

(4) 脱硫脱硝出口烟气管道所在的焦炉(如图1中3#焦炉)停止加热，并将其对应的插板阀全部下落到位。

(5) 增加脱硫脱硝循环风机的负荷，可逐步调整到正常运行状态45 Hz。

(6) 停止加热的焦炉恢复正常加热，同时将另一座焦炉(如图1中4#焦炉)的插板阀全部下落到位。

(7) 调整风机负荷及脱硫脱硝入口电动蝶阀开度，使2座焦炉分烟道吸力翻板位置基本一致且处于中间调节比较灵敏的位置即可。

改进后的操作方案中，第3步由于风机负荷较小,对焦炉的吸力基本没有影响，大部分烟气仍会从原通道由烟囱排出，小部分烟气被抽入脱硫脱硝系统对系统设备进行预热，该部分烟气预热后温度偏低，汇总到原烟道不会对整体烟气温度造成大的影响，既达到了预热设备的目的，又不影响焦炉吸力。

第4步1座焦炉停止加热后,另一座焦炉会有更多的烟气进入脱硫脱硝系统,既不影响吸力，也不影响设备预热。第5步到第6步仅需不到1 min,所以焦炉总停止加热时间不会超过5 min，且在焦炉恢复加热后直接加热煤气用量不受影响，故对焦炉加热的影响微乎其微。由于第4步已经将插板阀全部下落口位置较远，不存在短路问题,既保证了焦炉温度，又消除了安全隐患。

4改进效果

通过对焦炉烟气脱硫脱硝系统开工方案的完善,在 2019年5月进行了现场操作试验,焦炉停止加热时间仅4min左右，焦炉温度基本不受影响，焦炉烟吸力也不存在突然变小的问题，改进效果比较明显,达到了既兼顾焦炉运行的安全问题，又不影响焦炉正常加热及生产的目的。

5结论

利用脱硫脱硝低负荷时部分烟气对设备进行预热,再根据烟气入口与出口之间距离的不同对2座焦炉插板阀的操作区别对待，可实现脱硫脱硝系统与焦炉生产之间的安全稳定。由于各企业关注的重点不同,脱硫脱硝的工艺不同，脱硫脱硝系统的开工运行操作会有所区别，但焦炉本体的安全均不容忽视，应在兼顾安全运行的前提下优化操作，降低对生产运行的影响。

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