內(nèi)吸式煤氣導煙回收、燃燒消煙除塵的多功能兼用車的制作方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明屬于焦爐煉焦技術領域，尤其涉及一種內(nèi)吸式煤氣導煙回收、燃燒消煙除塵的多功能兼用車。
【背景技術】
[0002]在焦爐生產(chǎn)作業(yè)中，尤其是以側(cè)裝焦爐生產(chǎn)中，焦爐散發(fā)煙塵最大，危害人類和污染環(huán)境最嚴重的是在裝煤過程中，煤餅與熾熱的炭化室壁接觸時，煤餅表面會產(chǎn)生外逸出的大量黃煙(荒煤氣)和煤塵。據(jù)有關資料報導，裝煤過程中煙塵及有害物的散發(fā)量占焦爐總污染的70%，其中苯可溶物為0.499kg/t煤，苯并吡為0.908 X 10?/1煤。
最有害苯可溶物、苯并吡等致癌物，是以煙氣為載體而存在，飄逸性很強，如不將該煙氣收集做無害化處理，無組織排放，會對周邊空氣環(huán)境造成極大的污染，因此對煙塵的捕集和處理，控制煙塵飛揚擴散是解決有害物質(zhì)對人類危害的根本途徑和辦法。
目前焦爐在裝煤除塵方面的技術工藝，可歸為兩大類:
第一大類:燃燒導煙除塵方式。
在第一大類燃燒導煙除塵方式中，又有兩種除塵方法:燃燒導煙干式地面站除塵方法和燃燒消煙濕式除塵方法。
目前第一大類裝煤除塵應用中，常用的是燃燒導煙干式地面站除塵方法，除塵設備主要由“一車、一站”構(gòu)成，其中“一車”是指置在爐頂?shù)难b煤燃燒干式導煙車；主要由車架、走行結(jié)構(gòu)及置在車架體上部的固定導煙管、活動導煙套、燃燒室與置在爐頂集塵管道對接的活動對接管道等部件組成，裝煤除塵機理、工藝流程闡述如下:
焦爐裝煤作業(yè)時，除塵車司機將置在爐頂?shù)娜紵龑熫囈浦裂b煤炭化室處，同時將燃燒導煙車的三個(兩個)活動導套分別與該裝煤炭化室頂部的三個(兩個)除塵孔對接，在地面除塵站風機的引力作用下，將裝煤所產(chǎn)生的煙氣，通過燃燒導煙車上的三個(兩個)活動導套、固定導套進入除塵車上的燃燒室，燃燒殆盡后的煙氣在經(jīng)過導煙管及活動對接管，導入置在爐頂?shù)某龎m集塵管道內(nèi)，送至地面站換熱器冷卻后，進入布袋除塵器凈化后排入大氣，完成整個裝煤除塵過程。
由于燃燒后的煙氣未經(jīng)水洗滌，直接進入地面除塵站凈化排放，故稱為燃燒導煙干式地面站除塵方法，若將燃燒后的煙氣經(jīng)過文丘里水噴淋洗滌后，再送入地面站凈化排放的方式，稱之為燃燒濕式導煙除塵方法，老式的爐頂燃燒、消煙導煙除塵車屬于典型的濕式除塵方法，白色煙氣由風機出口直接排出或在導入地面除塵站，完成焦爐燃燒濕式除塵目的。第二大類:裝煤除塵方式。
目前國內(nèi)將近55%以上的焦爐裝煤除塵，采用高壓氨水三通閥式引射導煙除塵方式，又稱高壓氨水“U “型管或“H”管導煙方式，該裝煤導煙除塵方式最大的優(yōu)點是:可將裝煤時產(chǎn)生的荒煤氣總量的近50%以上，通過導煙管導入煤氣集氣管道內(nèi)，進入化產(chǎn)系統(tǒng)回收利用，最大缺點是裝煤時的爐頭煙較大，有害氣體無法消除，其導煙除塵原理及流程闡述如下: (1)、導煙除塵原理
依據(jù)焦爐出焦、裝煤生產(chǎn)串序，利用N#炭化室裝煤時，與其相鄰的(N-1) #和(N+2)#炭化室內(nèi)的焦炭處于結(jié)焦未期(焦炭基本成熟，單位時間內(nèi)產(chǎn)生的煤氣量只有焦炭未成熟時的10%左右)，產(chǎn)生煤氣量幾乎為零的特點，將N#炭化室裝煤時產(chǎn)生的大量荒煤氣，利用置在導煙車上的雙“U”型管或“H”管導煙與相應的(N-1) #和(N+2)#炭化室連同后，借助置在(N-1)#和(N+2)#兩個炭化室橋管內(nèi)，來自地面高壓水泵房的高壓氨水噴射產(chǎn)生的引射吸力，將麗裝煤炭化室的荒煤氣導入煤氣集氣管道內(nèi)，進入化產(chǎn)系統(tǒng)回收利用。
(2)、導煙除塵工藝流程簡介
當N#炭化室裝煤時，置在導煙車下方的兩根U型或“H”型導煙管一端對位與N#炭化室的兩個除塵蓋座孔上，另一端對位于相鄰且處在結(jié)焦未期，煤氣產(chǎn)生量很少的(N-1) #和(N+2)#炭化室除塵蓋座孔上，使其相互連通，為使(N-1)#和(N+2)#炭化室內(nèi)產(chǎn)生較大的負壓，將N#裝煤炭化室產(chǎn)生的荒煤氣盡可能的吸入到(N-1) #和(N+2)#炭化室至煤氣集氣管道內(nèi)，爐頂操作工在裝煤前幾秒內(nèi)，將置在(N-1)#和(N+2)#炭化室上升管位置上的高、低壓氨水轉(zhuǎn)換閥(三通閥)，轉(zhuǎn)換至高壓氨水位置(不裝煤除塵時，低壓氨水通過該閥)，高壓氨水在通過橋管內(nèi)氨水噴灑頭噴射后，所產(chǎn)生的負壓，將裝煤的N#炭化室產(chǎn)生的大量荒煤氣，通過雙U型或“H”型導管導入(N-1) #和(N+2)#炭化室后，再經(jīng)(N-1) #和(N+2)#炭化室的上升管、橋管導入煤氣集氣管道，進入煤氣(化產(chǎn))系統(tǒng)，實現(xiàn)焦爐無煙裝煤的目的。
(3)、高壓氨水三通閥式引射導煙除塵方式所需的主要設備及其功能
a、“U“型管或“H”管導煙導煙車；
b、地面高壓氨水泵站及其沿焦爐全長的高壓氨水輸送管道；
c、與焦爐孔數(shù)相等的高低壓轉(zhuǎn)化閥(三通閥)及相應的輔助管件；
d、水封式除塵孔座、蓋；
e、煤氣集氣管道壓力平衡閥及其相應的電子控制系統(tǒng)；
當高壓氨水引射導煙除塵時，集氣管內(nèi)會有大量的水霧涌入，使得煤氣集氣管內(nèi)壓力升高，對各炭化室的吸力減小(爐壓增高)，若不能及時調(diào)整集氣管壓力，爐門及除塵孔處會有
荒煤氣外溢，不但會造成污染且對焦爐正常運行有一定的負面影響，為避免這一不良的現(xiàn)象發(fā)生，在每座焦爐的煤氣集氣管道上，必須安裝集氣管壓力平衡閥及其相應的電子傳感裝置，來時時控制風機的轉(zhuǎn)速及各集氣管道的閥門開啟度等措施，來消除這一現(xiàn)象。
f、爐頭煙吸附及地面站除塵裝置；
由于設備、操作及避免導入系統(tǒng)中的煤氣含氧量超標等諸多因素，裝煤時的爐頭煙都比較嚴重，所以凡是采用該除塵工藝的焦化企業(yè)，對爐頭煙吸附后，導入地面除塵站經(jīng)布袋過濾無色排放。
在當今國內(nèi)焦化企業(yè)生產(chǎn)中，裝煤除塵的兩種導煙除塵方式(燃燒式消煙、導煙和利用高壓氨水噴射，在爐頂采用n-l、n+2導煙)一直在學術界及個焦化企業(yè)中頗有爭議，原因很簡單，兩種導煙方式各有利弊，如:
1、能源回收利用方面
以4.3米側(cè)裝焦爐為例，采用三通式高壓氨水引射導煙除塵方式時，每裝一孔煤，理論上可多回收200m3左右的荒煤氣至化產(chǎn)煤氣系統(tǒng)回收，在提高化產(chǎn)品產(chǎn)量的同時，也符合能源循環(huán)利用、節(jié)能減排、綠色環(huán)保要求，特別是在當今焦炭市場低迷環(huán)境中，為企業(yè)增加經(jīng)濟效益尤為重要；
而采用燃燒式消煙、導煙除塵方式時，將裝煤時產(chǎn)生的荒煤氣全部吸附后，徹底燃燒凈化排放，雖能滿足裝煤煙氣治理的環(huán)保要求，但由于燃燒增加氧化物中碳的排放量。
2、在裝煤除塵操作要求及除塵效果安全方面
雖然三通閥式高壓氨水引射導煙除塵方式可回收利用裝煤荒煤氣，但往往由于設備及操作因素，導致回收后煤氣系統(tǒng)內(nèi)的氧含量超標，使得安全生產(chǎn)受到威脅的同時，又對后續(xù)的化產(chǎn)品帶來諸多弊端。如:
①在裝煤導煙除塵時，煤餅還未開始推進，爐頂操作工已提前將三通式高壓氨水閥門開啟，使得大量空氣導入煤氣集氣管道內(nèi)，導致煤氣系統(tǒng)內(nèi)氧含量高，超出安全規(guī)定標準，導致化產(chǎn)后續(xù)深加工無法生產(chǎn)，例如焦化廠有化產(chǎn)后續(xù)深加工:煤氣制甲醇、煤氣制LNG液化天然氣等產(chǎn)品時，對煤氣中的氧含量要求非常嚴格，一旦氧含量超標絕對不允許使用。即便焦化廠化產(chǎn)后續(xù)工段沒有深加工產(chǎn)品，煤氣系統(tǒng)氧含量超標時，也會引起諸多安全事故，例如:氧含量超標時，高壓電鋪焦油器內(nèi)極易發(fā)生爆燃或爆炸事故。
所以在裝煤導煙除塵時，常采用以下兩種措施來避免導煙時煤氣系統(tǒng)氧含量超標。
a、推遲高壓氨水三通閥的開啟噴射時間，來控制氧含量；
b、降低高壓氨水在橋管內(nèi)產(chǎn)生的負壓吸力，使裝煤炭化室爐門口處，保持微正壓狀態(tài)，
減少裝煤引射導煙時，空氣從爐門的進入量。
雖然上述方法可控制煤氣系統(tǒng)內(nèi)氧含量超標，但由于導煙吸力不足等因素，又會使裝煤產(chǎn)生的大量煙氣(荒煤氣)沿裝煤爐門口外溢(俗稱爐頭煙)，污染嚴重，使得三通閥高壓氨水導煙除塵方式，在焦化企業(yè)應用中，至今仍處于除塵效果與煤氣回收兩種矛盾之間的尷尬之中，所以說，操作要求嚴格、苛刻，爐頭煙外溢量較大是采用三通閥式高壓氨水引射導煙除塵方式的兩大弊端。
②采用三通閥高壓氨水導煙除塵方式時，爐頭煙吸附除塵凈化治理方面，就目前的凈化除塵設施、工藝不能滿足國家無害環(huán)保化排放標準。
從以上闡述的兩大類焦爐裝煤除塵機理工藝可知，就原有的裝煤除塵技術而言，不論是采用燃燒式導煙除塵，還是采用三通閥式高壓氨水引射N+2、N-1 “U”型或“H”管導煙除塵方式，在機側(cè)爐門外均會溢有荒煤氣(俗稱爐頭煙)，特別是采用三通閥式高壓氨水導煙除塵方式時，爐頭煙外溢更為嚴重，外溢出的爐頭煙(荒煤氣)在未完全燃燒時，其有害物質(zhì)的散發(fā)量占焦爐總污染的60%，其中苯可溶物為0.499kg/t煤，苯并吡為0.908X10_3kg/t煤。
由于含在荒煤氣中的多種有害物質(zhì)(苯并芘)就當前無害化處理的技術而言，只有將其收集后(爐頭煙)進行充分燃燒殆盡，方可使有害物質(zhì)降解消除，達到無害化排放目的。在即將實施的焦爐環(huán)保排放新標準中，以明確規(guī)定了焦爐荒煤氣排放中，苯并芘含量必須小于30.3 X 1-Wm3。因此說，以往只注重簡單的將外溢的荒煤氣(爐頭煙)收集，經(jīng)布袋過濾后排放的方式已不符合時代標準。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明克服了現(xiàn)有技術存在的不足，提供了一種內(nèi)吸式煤氣導煙回收、燃燒消煙除塵的多功能兼用車，在繼承燃燒導煙和高壓氨水引射N-l、N+2導煙，兩種形式優(yōu)點的同時，規(guī)避了其弊端，使得在焦爐裝煤除塵方面，既能使國家環(huán)保達標，又能滿足國家能源深加工回收再利用、節(jié)能的要求，造價和運行成本低，經(jīng)濟效益和環(huán)保效果好。
為了解決上述技術問題，本發(fā)明采用的技術方案為:內(nèi)吸式煤氣導煙回收、燃燒消煙除塵的多功能兼用車，該裝置包括行走裝置，車架體，安裝在車架體上的電氣控制室和液壓站
(4)，設置在所述車架體上的用于煙氣回收的煤氣導煙回收系統(tǒng)，以及用于爐頭煙吸附燃燒消煙除塵系統(tǒng)；
所述煙氣導煙回收系統(tǒng)包括水封爐蓋開啟裝置、活動吸附對接裝置、水封式伸縮密封導煙裝置、第一升降裝置、活動導煙對接裝置、引射泵、高壓水泵、集氣儲水槽、固定吸附導管和第二升降裝置、除塵孔對接裝置、外溢煙固定吸附罩、外溢煙活動吸附罩、吸附罩鉸接桿、外溢煙活動導管、外溢煙固定導管、外溢煙固定導管翻板閥門、固定導煙管、排水管、排澄管。
所述爐頭煙吸附燃燒消煙除塵系統(tǒng)包括燃燒移動吸附對接套管、燃燒固定吸附導管、助燃強制燃燒器、下燃燒導管、燃燒室、上燃燒導管、文丘里洗滌器、噴淋洗滌水泵、氣液分離器、風機、排煙管和第三驅(qū)動裝置；
其中，2個所述水封式伸縮密封導煙裝置52安裝所述車架體2上，2個所述活動吸附對接裝置通過第一升降裝置安裝所述車架體的下端，2個所述活動吸附裝置中的對接立管管體內(nèi)均設有所述水封爐蓋開啟裝置，2個所述活動吸附裝置中的出煙端彎管分別與2個所述水封式伸縮密封導煙裝置的下端連通，2個所述水封式伸縮密封導煙裝置的上端通過固定吸附導管與所述引射泵的進煙口連通，所述高壓水泵通過管道與所述引射泵內(nèi)的噴嘴連通，所述引射泵固定在集氣儲水槽的上端，所述引射泵的排煙口與所述集氣儲水槽的進煙口連通，所述集氣儲水槽的煤氣出口通過所述固定導煙管與所述活動導煙對接裝置中2個所述垂直支路管的一端連通，每個所述垂直支路管的另一端均與所對應的所述水封式導煙對接管內(nèi)插套連通，每個所述水封式導煙對接管內(nèi)插套插入到相對應的水封式導煙對接管外插套內(nèi)，每個所述水封式導煙對接管外插套的底端與所述除塵孔對接裝置中的固