煤泥干燥除塵脫硫系統(tǒng)的研究與應(yīng)用

田孟軍，趙金礦，賈俊林

（平頂山天安煤業(yè)股份有限公司田莊選煤廠，河南 平 頂山467000）

1 引言

平頂山天安煤業(yè)股份有限公司田莊選煤廠是一座設(shè)計生產(chǎn)能力580Mt／年的中心型煉焦煤選煤廠，主要生產(chǎn)副產(chǎn)品是煤泥，近年來伴隨著產(chǎn)量的增長，煤質(zhì)的不斷變差，煤泥量不斷增加，煤泥干燥量也不斷遞增，隨著干燥設(shè)備運(yùn)行時間的增加，生產(chǎn)中產(chǎn)生的粉塵和二氧化硫有害物質(zhì)也不斷增加，給周邊環(huán)境帶來大量污染；另外經(jīng)過干燥生產(chǎn)的試運(yùn)行發(fā)現(xiàn)，干燥除塵系統(tǒng)的除塵脫硫系統(tǒng)的效果并不理想，為了解決這些問題，增加效益，減少污染，對煤泥干燥除塵脫硫系統(tǒng)進(jìn)行了進(jìn)行改造，使其更能發(fā)揮除塵脫硫的功效。

2 煤泥干燥除塵系統(tǒng)存在的問題

對煤泥干燥系統(tǒng)燃煤硫份、除塵脫硫設(shè)備、設(shè)備材質(zhì)進(jìn)行了分析和統(tǒng)計，發(fā)現(xiàn)存在以下幾個問題。

（1）田莊選煤廠煤泥干燥系統(tǒng)爐窯設(shè)計燃煤為發(fā)熱量在5 000～5 500大卡的原煤，而在生產(chǎn)時爐窯燃煤使用的是原煤，原煤發(fā)熱量在4 500～5 000大卡，基本符合田莊選煤廠干燥系統(tǒng)爐窯設(shè)計要求，但在生產(chǎn)中發(fā)現(xiàn)爐窯使用原煤存在含硫量高的問題，平均硫分在0．8左右，燃燒后產(chǎn)生大量的二氧化硫等有害含硫化合物，二氧化硫等有害含硫化合物溶于水后對除塵系統(tǒng)腐蝕嚴(yán)重，系統(tǒng)間斷運(yùn)行不到3個月，濕式除塵器上的脫水、脫塵窩殼已腐蝕出孔洞無法使用。

（2）在除塵器運(yùn)行過程中，發(fā)現(xiàn)除塵器脫塵效果不好，煙囪中時常會有黑煙和含塵雨滴的噴出，嚴(yán)重影響職工的工作環(huán)境并對環(huán)境造成一定污染。經(jīng)過對設(shè)備的認(rèn)真研究，發(fā)現(xiàn)該除塵器存在如下問題：一是過濾網(wǎng)目數(shù)小。在實際運(yùn)行時，當(dāng)含塵氣流反沖上過濾網(wǎng)與噴頭形成的水霧撞擊后，形成大量的粘塵顆粒必須通過過濾網(wǎng)下沉到水中，但由于過濾網(wǎng)目數(shù)小，粘塵顆粒多，不但不能通過過濾網(wǎng)，反而大量粘積在過濾網(wǎng)上，造成過濾網(wǎng)堵塞，進(jìn)而影響除塵效果。二是溢流管位置低造成除塵器內(nèi)水位也低，當(dāng)含塵氣流經(jīng)過風(fēng)管進(jìn)入水中時，含塵氣流與除塵水只有很短的接觸時間，起不到除塵的效果，進(jìn)而不能有效發(fā)揮這一關(guān)鍵除塵工序的作用。

3 煤泥干燥除塵系統(tǒng)研究與改造

3．1 用塊中煤代替原煤作為爐窯燃煤

爐窯設(shè)計燃煤為發(fā)熱量21～23MJ／kg的原煤，存在采購運(yùn)輸困難、生產(chǎn)成本高的問題，既不符合節(jié)能的綜合綜合利用的方針政策，也對生產(chǎn)產(chǎn)生制約。

通過檢測分析，本廠重介生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的塊中煤發(fā)熱量在18．8～21MJ／kg，符合設(shè)計要求，設(shè)計制作了破碎機(jī)，并把破碎機(jī)篩網(wǎng)設(shè)計成φ12mm、φ14mm、φ16mm、φ18mm、φ20mm、φ22mm 等不同規(guī)格進(jìn)行工業(yè)行試燒實驗，通過多次不同孔徑篩網(wǎng)破碎中煤試燒實驗的數(shù)據(jù)分析，確定破碎機(jī)篩網(wǎng)孔徑為φ20mm時效果最好，表1為篩網(wǎng)孔徑為φ20mm的塊中煤破碎后的粒度組成。

表1 破碎機(jī)篩網(wǎng)孔徑為φ20mm時破碎中煤粒度組成

通過塊中煤破碎后試燒與試燒原煤實驗對比，干燥系統(tǒng)爐窯燃煤使用破碎后的塊中煤不僅可以節(jié)能、提高經(jīng)濟(jì)效益，而且干燥機(jī)的運(yùn)行工況得到了改善，提高了效率，各項指標(biāo)對比見表2。

表2 破碎后塊中煤與原煤對比

3．2 爐窯鼓風(fēng)風(fēng)量調(diào)節(jié)改進(jìn)——鼓風(fēng)機(jī)采用變頻調(diào)速

田莊選煤廠的干燥系統(tǒng)中的鼓風(fēng)機(jī)的主要作用是為燃燒爐提供足夠的風(fēng)量。但在生產(chǎn)操作中，為了保證干燥產(chǎn)品的水分、粒度和保證爐窯內(nèi)粉塵盡可能降低，必須隨時調(diào)整鼓風(fēng)機(jī)的輸出風(fēng)量。改造前的做法是在進(jìn)風(fēng)口加裝一組可調(diào)節(jié)風(fēng)量的百葉片，但在實際使用中效果不好。經(jīng)過認(rèn)真研究，決定利用變頻器調(diào)控風(fēng)機(jī)電機(jī)進(jìn)而掌握風(fēng)機(jī)輸出風(fēng)量這一技術(shù)來替代老辦法。方案確定后，結(jié)合風(fēng)機(jī)的技術(shù)要求和配用電機(jī)的功率等參數(shù)，選取了森蘭SB61P＋型變頻器作為改造方案的配套設(shè)備。改造后使用至今效果很好，具體表現(xiàn)在以下幾個方面。

（1）當(dāng)電機(jī)直接在電網(wǎng)上啟動時會產(chǎn)生7～8倍的電機(jī)額定電流，使得電機(jī)繞組產(chǎn)生熱量從而降低電機(jī)的壽命；但改造后可以實現(xiàn)零速零電壓啟動，然后再根據(jù)需要進(jìn)行變頻調(diào)速，這樣就有效降低了電機(jī)的維護(hù)成本，提高了電機(jī)的使用壽命。

（2）當(dāng)電機(jī)直接啟動時電流劇增會導(dǎo)致電網(wǎng)電壓大幅度波動，進(jìn)而可能會導(dǎo)致同一供電網(wǎng)絡(luò)中的電壓敏感設(shè)備跳閘或工作異常；但改造后可以實現(xiàn)零頻零壓情況下逐步啟動，所以徹底消除了對電網(wǎng)的影響。

（3）當(dāng)電機(jī)直接啟動時會導(dǎo)致與電機(jī)相連的機(jī)械傳動部分產(chǎn)生劇烈振動，從而加快機(jī)械部件磨損并降低機(jī)械部件的使用壽命；但改造后利用變頻調(diào)速可在零速啟動并按照需要進(jìn)行光滑地加速而且加速曲線也可以選擇，不但最大限度地降低機(jī)械部件的損耗，而且提高了相關(guān)傳動部件的使用周期。

3．3 濕式除塵器的改造

3．3．1 增加水膜吸收塵粒

CSG型除塵器就是在同一塔體內(nèi)將沖擊水浴除塵器和濕式過濾鋼網(wǎng)層串聯(lián)在一起構(gòu)成（結(jié)構(gòu)如圖1）。

除塵器運(yùn)行時，含塵氣流以一定的速度經(jīng)設(shè)備中設(shè)置于塔體中央的風(fēng)管沖入水中，并以一定的空塔氣流速度反上，在水中形成鼓泡及泡沫，將氣流中的塵粒捕集下來，經(jīng)沖擊水浴除塵初級凈化后的含塵氣體，以較低速度、逆流方向通過濕式鋼網(wǎng)。濕式鋼網(wǎng)除塵是利用不銹鋼網(wǎng)作過濾層，并連續(xù)不斷地向過濾層噴射水霧，使鋼網(wǎng)過濾和水膜除塵兩種作用綜合在一起，以達(dá)到提高除塵效率，清洗捕集的粉塵和防止粉塵二次飛揚(yáng)的目的。該設(shè)備實為沖擊水浴－濕式過濾兩級除塵，除塵率可達(dá)99%以上。能夠迅速通過濾網(wǎng)，真正發(fā)揮過濾網(wǎng)的作用。

3．3．2 針對存在的問題對濕式除塵器進(jìn)行改造

（1）在風(fēng)管進(jìn)入除塵器的前端加裝二組圓周噴頭（圖1），使得含塵氣流在進(jìn)入除塵器前先經(jīng)過一道除塵工序，減小除塵器除塵壓力，同時也減緩了氣流的速度，為氣流能夠經(jīng)過除塵水時有更多的接觸時間提供了保障。

圖1 CSG型濕式除塵器

（2）用80目數(shù)替代40目數(shù)的過濾網(wǎng)，提高濾網(wǎng)的過濾能力，確保粘塵顆粒能夠迅速通過濾網(wǎng)，真正發(fā)揮過濾網(wǎng)的作用。

（3）調(diào)整溢流水管的高度。一是要延長含塵氣流與除塵水的接觸時間，二是要保證含塵氣流能夠迅速有效地通過除塵水，經(jīng)過反復(fù)比較，最后確定溢流管上口比風(fēng)管下口高20mm為最佳。

4 結(jié)語

煤泥干燥除塵脫硫系統(tǒng)改造完成后，市環(huán)保局采樣檢測，煙塵排放濃度21．6mg／m3（標(biāo)準(zhǔn)200mg／m3），二氧化硫排放濃度 6mg／m3（標(biāo)準(zhǔn) 850mg／m3），煙塵排放總量3．4t／年（標(biāo)準(zhǔn)9．5t／年），二氧化硫排放總量0．95t／年（標(biāo)準(zhǔn)35t／年），遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于國家排放標(biāo)準(zhǔn)，完全杜絕了下黑雨現(xiàn)象。