側(cè)吸導(dǎo)煙技術(shù)的經(jīng)濟(jì)性分析

姜乃斌，段俊峰

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側(cè)吸導(dǎo)煙技術(shù)的經(jīng)濟(jì)性分析

姜乃斌，段俊峰

（西安華江環(huán)保科技股份有限公司，西安 710021）

介紹了側(cè)吸導(dǎo)煙技術(shù)的技術(shù)背景，分析計(jì)算了焦?fàn)t裝煤煙塵成分及含量，經(jīng)對(duì)該技術(shù)的經(jīng)濟(jì)效益進(jìn)行概算后顯示，該技術(shù)可以有效改善焦?fàn)t區(qū)及周邊環(huán)境，每年還可創(chuàng)造可觀的經(jīng)濟(jì)效益，是一項(xiàng)值得研究推廣的技術(shù)。

焦?fàn)t;煙塵;側(cè)吸導(dǎo)煙技術(shù);經(jīng)濟(jì)性

1 技術(shù)背景

側(cè)裝搗固焦?fàn)t裝煤時(shí)，在煤餅由機(jī)側(cè)爐門推入炭化室的過程中，煤餅突遇高溫會(huì)產(chǎn)生大量的荒煤氣和煙氣，致使炭化室內(nèi)的壓力在短時(shí)間內(nèi)急劇上升，并會(huì)有大量攜帶粉塵和水分的煙氣由爐頂放散孔和機(jī)側(cè)爐門溢出。裝煤煙塵的主要來源為：

（1）進(jìn)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(huì)攜帶出大量的煤塵和煙塵，因裝煤開始時(shí)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(shí)，煤中的揮發(fā)物發(fā)生裂解而生成的荒煤氣；

（3）煤中水分在爐內(nèi)高溫下蒸發(fā)生成的水蒸氣；

（4）煙塵從裝煤孔逸出時(shí)夾帶的細(xì)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(zhì)以及其它污染物，其中苯并芘是強(qiáng)致癌物質(zhì)。據(jù)有關(guān)資料報(bào)道，焦?fàn)t裝煤、推焦、濕法熄焦所排放的污染物比例為60∶30∶10，可見焦?fàn)t裝煤所排放的污染物是最為嚴(yán)重的。

實(shí)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(huì)隨之被燃燒或排放，影響焦化企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益。

為此，在控制污染物無組織排放的同時(shí)，為焦化企業(yè)挽回這些經(jīng)濟(jì)損失，將是一項(xiàng)新的課題，也是一個(gè)技術(shù)亮點(diǎn)。一般通過在側(cè)裝搗固焦?fàn)t的爐頂安裝一臺(tái)導(dǎo)煙車，按照焦?fàn)t生產(chǎn)排序規(guī)律在車體底部設(shè)置幾組不同長(zhǎng)度的“U”型導(dǎo)煙管，借助焦?fàn)t生產(chǎn)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(dǎo)入相鄰趨于結(jié)焦末期的爐室，最終通過煤氣管道進(jìn)入化產(chǎn)區(qū)，為化產(chǎn)工藝所利用。

2 焦?fàn)t裝煤煙塵成分分析及含量計(jì)算

不同規(guī)格、不同爐型的焦?fàn)t，其煙氣量的計(jì)算方法也不同，本文以目前國(guó)內(nèi)比較普遍的2×60孔，5.5m側(cè)裝搗鼓焦?fàn)t為例進(jìn)行分析計(jì)算。5.5m側(cè)裝搗鼓焦?fàn)t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(fā)生量為320m3。根據(jù)實(shí)踐測(cè)算，裝煤煙塵的產(chǎn)生速率約為結(jié)焦過程中煙氣產(chǎn)生速率的7倍。經(jīng)過相鄰炭化室燃燒后大約可回收4倍荒煤氣，結(jié)焦時(shí)間按22.5h計(jì)算，則裝煤煙塵的產(chǎn)氣速率V1可按下式計(jì)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(fā)生量，取設(shè)計(jì)的平均值320m3；

T — 結(jié)焦時(shí)間，取22.5h。

焦?fàn)t每孔炭化室的側(cè)向裝煤時(shí)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?fàn)t產(chǎn)生的煙塵量V2為：

目前，我國(guó)通用的焦?fàn)t設(shè)計(jì)中，都采用了高壓氨水噴射消煙裝爐技術(shù)，裝煤過程中煙氣回收的捕集率達(dá)95%以上，達(dá)到國(guó)家污染物排放標(biāo)準(zhǔn)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(shí)，從裝煤側(cè)逸出的煙塵量V3為：

根據(jù)焦?fàn)t每孔炭化室所產(chǎn)生的煙塵量。可以計(jì)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?fàn)t出焦的孔數(shù)；

365 — 每年的生產(chǎn)天數(shù)。

按照年產(chǎn)120萬t焦炭產(chǎn)量，同時(shí)根據(jù)同行業(yè)洗苯前焦?fàn)t煤氣中的苯族烴含量為38g/m3，洗苯后焦?fàn)t煤氣中的苯族烴含量為3g/m3進(jìn)行計(jì)算?？捎?jì)算出每年可多回收的粗苯產(chǎn)量G1為：

可提高硫酸銨產(chǎn)量的相對(duì)于干煤的產(chǎn)率Q1為：

按照年產(chǎn)120萬t焦炭產(chǎn)量，同時(shí)根據(jù)同行業(yè)飽和器前焦?fàn)t煤氣中的氨含量為7g/m3，飽和器后焦?fàn)t煤氣中的氨含量為0.05g/m3進(jìn)行計(jì)算?？捎?jì)算出每年可多回收的硫酸銨產(chǎn)量G2為：

0.258 — 硫酸銨分子中氨的含量。

可提高硫酸銨產(chǎn)量的相對(duì)于干煤的產(chǎn)率Q2為：

根據(jù)同行業(yè)及其他單位的煤焦油生產(chǎn)情況，基本上可以認(rèn)為煤焦油的產(chǎn)量或產(chǎn)率為粗苯產(chǎn)量或產(chǎn)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(chǎn)量的相對(duì)于干煤的產(chǎn)率Q3為：

裝煤過程煙氣回收的捕集率達(dá)95%以上，裝煤過程產(chǎn)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(dá)到國(guó)家污染物排放標(biāo)準(zhǔn)。因此，可以得出煤粉塵的每年回收量G4為：

3 經(jīng)濟(jì)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?fàn)t煤氣價(jià)格為0.3元/m3；粗苯價(jià)格為0.4萬元/t；焦油價(jià)格為0.2萬元/t；硫酸銨價(jià)格為0.055萬元/t進(jìn)行計(jì)算）為：

由此可見，側(cè)裝搗固焦?fàn)t采用爐頂側(cè)吸導(dǎo)煙工藝，不僅可以有效改善焦?fàn)t區(qū)及周邊環(huán)境，每年還可創(chuàng)造約414.6萬元的經(jīng)濟(jì)效益，是一項(xiàng)值得研究推廣的技術(shù)。

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