側吸導煙技術的經濟性分析

姜乃斌，段俊峰

（西安華江環保科技股份有限公司，西安 710021）

側吸導煙技術的經濟性分析

姜乃斌，段俊峰

（西安華江環保科技股份有限公司，西安 710021）

介紹了側吸導煙技術的技術背景，分析計算了焦爐裝煤煙塵成分及含量，經對該技術的經濟效益進行概算后顯示，該技術可以有效改善焦爐區及周邊環境，每年還可創造可觀的經濟效益，是一項值得研究推廣的技術。

焦爐;煙塵;側吸導煙技術;經濟性

1 技術背景

側裝搗固焦爐裝煤時，在煤餅由機側爐門推入炭化室的過程中，煤餅突遇高溫會產生大量的荒煤氣和煙氣，致使炭化室內的壓力在短時間內急劇上升，并會有大量攜帶粉塵和水分的煙氣由爐頂放散孔和機側爐門溢出。裝煤煙塵的主要來源為：

（1）進入炭化室的焦煤置換出的大量空氣，由于受到壓力變化的影響，這部分空氣會攜帶出大量的煤塵和煙塵，因裝煤開始時空氣中的氧氣和入爐的焦煤燃燒生成炭黑而形成黑煙；

（2）入爐煤與高溫爐墻接觸時，煤中的揮發物發生裂解而生成的荒煤氣；

（3）煤中水分在爐內高溫下蒸發生成的水蒸氣；

（4）煙塵從裝煤孔逸出時夾帶的細煤粉。

裝煤煙氣中除了水蒸氣、粉塵以外，還含有大量的苯并芘（BaP）、苯類物質以及其它污染物，其中苯并芘是強致癌物質。據有關資料報道，焦爐裝煤、推焦、濕法熄焦所排放的污染物比例為60∶30∶10，可見焦爐裝煤所排放的污染物是最為嚴重的。

實踐證明，采用地面除塵站是目前解決裝煤過程中污染物無組織排放最徹底、最有效的一種途徑。但隨著污染物被控制，煙氣中所攜帶的有效成分也會隨之被燃燒或排放，影響焦化企業的經濟效益。

為此，在控制污染物無組織排放的同時，為焦化企業挽回這些經濟損失，將是一項新的課題，也是一個技術亮點。一般通過在側裝搗固焦爐的爐頂安裝一臺導煙車，按照焦爐生產排序規律在車體底部設置幾組不同長度的“U”型導煙管，借助焦爐生產過程中噴灑的高壓氨水和不同炭化室之間的壓力差，將正在裝煤爐室逸散的煙氣導入相鄰趨于結焦末期的爐室，最終通過煤氣管道進入化產區，為化產工藝所利用。

2 焦爐裝煤煙塵成分分析及含量計算

不同規格、不同爐型的焦爐，其煙氣量的計算方法也不同，本文以目前國內比較普遍的2×60孔，5.5m側裝搗鼓焦爐為例進行分析計算。5.5m側裝搗鼓焦爐每孔炭化室的裝煤量約為36.6t, 每t煤在煉焦過程中的煤氣發生量為320m3。根據實踐測算，裝煤煙塵的產生速率約為結焦過程中煙氣產生速率的7倍。經過相鄰炭化室燃燒后大約可回收4倍荒煤氣，結焦時間按22.5h計算，則裝煤煙塵的產氣速率V1可按下式計算。

式中：

G — 每孔炭化室的裝煤量，取36.6t；

V0— 煉焦過程中每t煤的煤氣發生量，取設計的平均值320m3；

T — 結焦時間，取22.5h。

焦爐每孔炭化室的側向裝煤時間為5.5min左右，由于煤氣在冷卻后，其體積將只有原來的80%，則在裝煤過程中，焦爐產生的煙塵量V2為：

目前，我國通用的焦爐設計中，都采用了高壓氨水噴射消煙裝爐技術，裝煤過程中煙氣回收的捕集率達95%以上，達到國家污染物排放標準要求，裝煤過程中的煙氣中粉塵的排放濃度在50mg/m3以下。因此，無組織排放時，從裝煤側逸出的煙塵量V3為：

根據焦爐每孔炭化室所產生的煙塵量。可以計算出高壓氨水除塵裝煤消煙工藝，每年回收的煤氣總量V4為：

式中：

120 — 每天焦爐出焦的孔數；

365 — 每年的生產天數。

按照年產120萬t焦炭產量，同時根據同行業洗苯前焦爐煤氣中的苯族烴含量為38g/m3，洗苯后焦爐煤氣中的苯族烴含量為3g/m3進行計算。可計算出每年可多回收的粗苯產量G1為：

可提高硫酸銨產量的相對于干煤的產率Q1為：

按照年產120萬t焦炭產量，同時根據同行業飽和器前焦爐煤氣中的氨含量為7g/m3，飽和器后焦爐煤氣中的氨含量為0.05g/m3進行計算。可計算出每年可多回收的硫酸銨產量G2為：

0.258 — 硫酸銨分子中氨的含量。

可提高硫酸銨產量的相對于干煤的產率Q2為：

根據同行業及其他單位的煤焦油生產情況，基本上可以認為煤焦油的產量或產率為粗苯產量或產率的3倍。因此，可以得出回收的煤焦油量G3為：

可提高硫酸銨產量的相對于干煤的產率Q3為：

裝煤過程煙氣回收的捕集率達95%以上，裝煤過程產生的煙氣中粉塵的排放濃度由10g/m3左右下降到50mg/m3以下，達到國家污染物排放標準。因此，可以得出煤粉塵的每年回收量G4為：

3 經濟效益概算

綜上所述，高壓氨水裝煤除塵工藝較地面除塵站工藝可以提高的總效益（以焦爐煤氣價格為0.3元/m3；粗苯價格為0.4萬元/t；焦油價格為0.2萬元/t；硫酸銨價格為0.055萬元/t進行計算）為：

由此可見，側裝搗固焦爐采用爐頂側吸導煙工藝，不僅可以有效改善焦爐區及周邊環境，每年還可創造約414.6萬元的經濟效益，是一項值得研究推廣的技術。

Economic Analysis of Side Absorption and Leading Smoke Dust Technology

JIANG Nai-bin, DUAN Jun-feng
(Xi’an Huajiang Environmental Technologies Co., Ltd, Xi’an 710021, China)

The article makes a brief introduction on the technical background of side absorption and leading smoke dust technology, analyzes and calculates the charging coal dust element and content of coke oven. The economic benefit of the technology shows that the technology can improve the environment in the coke oven area and can create a considerable economic benefit every year. It is a good technology for making a study and popularization.

coke oven; smoke dust; side absorption and leading smoke dust technology; economic nature

X701.2

A

1006-5377（2012）10-0056-02