焦炭轉運揚塵治理實踐

金建棟，吳彬，曹炳發

（鞍鋼股份有限公司煉鐵總廠，遼寧 鞍山 114021）

冶金行業物料運輸中的粉塵逸散對環境造成嚴重污染是長期以來難以徹底解決的問題。特別是近年來隨著干法熄焦技術的推廣應用，由于干熄焦溫度較高，含水量低，自身包含大量細微顆粒，運輸中受熱效應、物料滑差、皮帶抖動等因素影響，粉塵逸散現象尤其嚴重，影響了生產現場環境。為此，鞍鋼股份有限公司煉鐵總廠（以下簡稱“煉鐵總廠”）在對原有除塵系統存在問題進行分析的基礎上，對原有除塵工藝進行優化，解決了焦炭轉運過程中揚塵外溢、濾袋頻繁破損問題，改善了轉運站現場環境，優化后的除塵系統穩定運行，并減少了除塵器維護量。

1 原除塵系統問題分析

煉鐵總廠運輸系統各轉運站安裝兩條皮帶機（1、2），分別安裝在上層平臺（1）和下層平臺（2）上，各安裝一個吸塵點。由于長距離運輸，集中除塵能耗高，各轉運站旁均設置單獨除塵系統。原設計1皮帶機頭部吸塵點風量為7 000 m/h，2皮帶機尾部吸塵點風量為12 000 m/h。該運輸系統原設計運輸水熄焦，采用干熄焦工藝后，原除塵能力明顯不足。

1.1 除塵點問題分析

生產中發現，1皮帶機頭部卸料點揚塵較小，所設風量基本滿足生產需求；2皮帶機尾部受料點揚塵較大，無法滿足生產需求。分析主要原因如下：

（1）風量分配不合理，2皮帶機設計值偏小。

（2）2皮帶機尾部下料點前部只設一處吸塵點，下料點尾部無密封罩。

（3）2皮帶機原有密封罩前端出料口位置密封不好，存在較大漏風；密封罩長度不足，容塵空間小。

1.2 除塵器問題分析

轉運站在線除塵器設計存在較大缺陷。除塵器中箱體下部進風，但其內部未設置擋風板，導致含塵氣流直接沖刷濾袋。焦粉顆粒有很強的磨啄性，生產中濾袋經常破損，日常更換量大，頻繁發生煙囪冒煙環保事故。

2 采取的措施

2.1 優化除塵系統風量

（1）提高1皮帶機機頭除塵風量

考慮后期生產規模釋放的需求，1皮帶機機頭除塵增加約15%的富余風量，即風量設為8 000 m/h。

（2）優化2皮帶機機尾除塵風量

2皮帶機尾部除塵風量的確定非常關鍵，計算如下：

式中，Q為物料誘導帶入的風量，取值6 000 m/h；Q為密閉罩內保持一定負壓而由不嚴密處吸入的風量，m/h。

式中，β為考慮不到的縫隙面積而增加的安全系數，一般取1.05～1.1，本文取1.05；ΣF為密閉罩開孔處及不嚴密處縫隙總面積，1.2 m；υ'為通過縫隙或孔口的風速，4 m/s。

為了盡量避免皮帶機尾輪側揚塵，在溜槽兩側的密閉罩各設一個吸塵點，前點風量為18 000 m/h，后點為6 000 m/h（物料輸送方向向左，則左側點為前點）。因此，轉運站總設計風量達32 000 m/h。

2.2 優化密封罩

2.2.1 更換密封罩擋簾

首先更換密封罩兩側密封皮帶，調整其高度保證與皮帶機貼合緊密不漏風。密封罩出料口擋簾是跑風最大部位，生產中一般采用廢舊皮帶，現場制作安裝，廢舊皮帶耐磨性和柔軟度不夠，導致密封擋簾無法與料面貼合，大量空氣被抽入，降低密封罩內部負壓。針對此問題設計了新型的端部密封皮簾，見圖1所示。該皮簾采用從里到外三層設計，最里層和最外層采用10 mm厚膠皮切成15 mm寬的胡須狀，中間一層采用2 mm厚的軟帆布，三層通過頂部的扁鋼夾緊成整體后，通過螺栓固定在密閉罩端部。優化后的密封擋簾既柔軟又密封，極大地減小了粉塵的逸散量和漏風面積。

圖1 新型的端部密封皮簾Fig.1 New Type Sealing Curtain at End

2.2.2 增大容塵空間

物料下降產生大量“爆炸式”揚塵，因此延長受料點前部密封罩1.5 m，尾部增加密封罩，整體增加下料點的容塵空間?，F場環境監測數據可知，增大容塵空間后有效減少70%的揚塵外溢。

2.3 優化除塵器

2.3.1 優化除塵器參數

由于焦粉具有很強的磨啄性，為提高除塵器濾袋使用壽命，并滿足超低排放的需要，優化了除塵器參數，見表1。

表1 優化后的除塵器參數Table 1 Parameters for Dust Collector after Optimization

2.3.2 增加擋風板

針對原除塵器濾袋頻繁破損原因，在除塵器進風口新增擋風板，擋風板安裝示意圖見圖2，避免了含塵氣流直接沖刷濾袋。

圖2 除塵器進風口擋風板安裝示意圖Fig.2 Schematic Diagram for Setting Wind Deflectors at Inlet of Dust Collector

2.3.3 優化除塵器中箱體箱板

傳統除塵器中箱體箱板一般采用直板，優化設計成壓型鋼板，見圖3。

圖3 壓型鋼板結構示意圖Fig.3 Structural Sketch for Profiled Steel Sheet

壓型鋼板是經過輥壓折彎成各種波型的鋼板，具有以下優點：

（1）強度高，能延長除塵器使用壽命。由于除塵風機抽風下承受高負壓，除塵器箱板必須承受最大壓力5 000 Pa，而壓型鋼板最大耐壓7 000 Pa，強度提升顯著，能延長除塵器使用壽命2年以上。

（2）漏風量少，除塵效率高。由于壓型鋼板焊接少，整體密封性好，因此除塵器漏風量減少，測得漏風率≤1%；除塵效率得到提高，能達到99%。而且經過壓型后的鋼板成波浪形狀，焊縫量少，整體線條弧度整潔美觀。

（3）施工簡便、安裝快捷。壓型鋼板整體一次成型，無需焊接加強筋，制作快，安裝方便。

2.3.4 優化除塵器風道

傳統除塵器風道一般采用直線形斜隔板，優化后采用新型階梯形斜隔板，見圖4。

圖4 除塵器風道階梯形斜隔板結構示意圖Fig.4 Structural Sketch for Step-type Inclined Wind Duct Strake Wall to Dust Collector

此設計具有以下優點：

（1）氣流分布合理。為避免管道粉塵沉降現象，滿足除塵器入口風速15.96 m/s，濾袋過濾風速低于35.4 m/s，采取階梯形斜隔板能很好地起到擋風引流作用，使進入各個灰斗和箱體的風量保持一致，風速相同，從而氣流分布更加均勻。

（2）行走方便，便于清理。階梯形斜隔板有水平和垂直鋼板，類似于樓梯平臺，行走起來非常方便，便于打掃垃圾、積灰等。

（3）強度高，穩定性好。階梯形斜隔板與立柱和箱板焊接在一起，并采用100 mm×8 mm扁鋼加強筋，強度比直線形斜隔板高，更加穩定。

2.3.5 優化除塵器噴吹裝置

傳統除塵器噴吹裝置氣包脈沖閥采用直線形布置，優化后采用錯位交叉式布置，見圖5。

圖5 錯位交叉式布置示意圖Fig.5 Schematic Diagram for Arrangement by Offset Intersection Method

該布置具有以下優點：

（1）節省空間，減小占地面積。傳統氣包脈沖閥布置間距為210 mm，采用錯位交叉式布置后，脈沖閥間距縮短為190 mm，節省了占地空間。

（2）氣包合二為一，布置合理，更加經濟環保。原上箱體每個凈氣室需要布置一個氣包，脈沖閥單列布置在氣包內。優化后采取左右兩個凈氣室共同使用一個氣包，脈沖閥錯位交叉布置在氣包內，維修保養更加方便，節省人力、物力，降低維護成本。

3 運行效果

優化后的除塵系統在煉鐵總廠的6臺焦炭轉運站中使用。對除塵效果進行了監測，除塵監測方案及結果見表2。由表2看出，優化后粉塵指標低于行業標準要求，一次性通過第三方環保綜合檢測。此外，統計得出除塵器系統粉塵捕集率≥95%，同時，減少了除塵器的維護量。

表2 除塵項目監測方案及結果Table 2 Monitoring Program for Dust Collecting Project and Its Results

4 結語

針對鞍鋼股份有限公司煉鐵總廠焦炭轉運過程中揚塵外溢、濾袋頻繁破損的現象，分析了原有除塵系統存在的問題，優化了除塵系統風量，更換了皮帶機密封擋簾，增加了容塵空間，優化了除塵器參數，在除塵器進風口增加擋風板，中箱體箱板采用壓型鋼板，除塵器風道采用階梯形斜隔板，除塵器噴吹裝置采用錯位交叉式布置。除塵系統優化后，監測粉塵及噪聲分別達到0.3～1.5 mg/m和65.9～75.7 dB，均低于行業標準。除塵系統穩定運行，而且減少了除塵器的維護量，在同行業具有推廣價值。