王俊
山东钢铁股份有限公司莱芜分公司焦化厂 山东省济南市钢城区 271104
摘要：为了能够良好处理焦炉焦侧烟尘污染这一问题，文章首先介绍了导焦烟尘的特征，并对目前已有的除尘系统的问题进行了分析，对焦侧除尘系统进行了优化设计。经过优化设计的除尘系统通过现场使用证明，除尘效果极为良好，能够有效减少对环境的污染。
关键词：焦炉；焦侧除尘系统；优化设计
引言：在钢铁企业中，焦炉是必不可少的生产设施，是形成大气污染的主要根源，焦炉自身就属于开放的污染源，并且拥有温度较高、排放间歇性、排放点较多并且具有沿焦炉纵向频繁移动等特征。这种复杂的、有害的、无序的、偶发的、零星的污染，对周围环境形成了极大的污染，并且对设备经营者以及周围居民的身心健康产生了严重的影响。因为现如今炼焦工业将继续发展，所以炼焦工业的冶炼技术仍以高炉为基础，目前已有的焦炉除尘系统除尘效果相对来说较差，不能有效满足日益提高的环保需求。所以，文章在此基础上对焦炉除尘系统开展了进一步的研究，同时对焦炉侧除尘系统实施了优化设计。
1导焦烟尘的主要特征
在推焦过程中，焦炉排出的气体一旦遇到空气就会进行燃烧，并且会形成大量含焦粉的热气流。在完全炭化的时候，烟是半透明的、浅色的，而在炭化不充分时，或当局部加热不均匀的时候，煤烟形成浓密的黑色云或黑烟，其中包含了没有完全分解的碳氢化合物以及少量焦油。而烟气中具有的3-4-苯并芘，相关数据介绍，6m焦炉平均每吨能够形成3.73公斤粉尘，所以导焦烟尘对于人民的身体健康与环境具有极大的危害。由于导焦烟尘具有较高温度，在抽出烟气的瞬间能够达到200℃，烟气生成量也非常大。该烟气阵发性较强，大约每9分钟发生一次，每次持续3分钟，在熄焦车接焦以后的1分钟内生产焦粉最多。此外，尘源是不固定的，发生点沿着拦焦机沿焦侧移动，收尘管与罩之间一定要有一个特殊的连接装置，才可以良好清除灰尘，因此，焦炉除尘极为困难，并且投资较大。
2工艺流程
通常焦侧形成的烟尘主要集中于三个地方，也就是焦从导焦栅卸入熄焦车、导焦栅和熄焦车上部罩连接点、焦炉炉门上部。在除尘过程中，应利用一个特殊的盖子来收集灰尘，用连接管引导粉尘进入地面的集尘管，进入预分离冷却器。最后吹出的气体在负压下经袋式过滤器净化后由风机排放到大气中。而收集的粉尘经加湿以后可以回收(含尘量70%以上)，并可利用液力偶合器调节除尘风机速度，实现节能的效果。
3焦炉焦侧除尘系统
焦炉焦侧除尘系统通常是由导焦栅两侧挡板、炉前烟罩、熄焦车上部集尘罩这几个部分组合而成，具体如图1。导焦栅两侧挡板（如图2）往往由安装在炉柱上的弹簧密封结构挡板与安装在炉框镜面上的弯板组成，达到导焦栅和炭化室的密封目的。目前除尘效果不佳，其主要原因是安装在炉柱上的弹簧密封挡板上部不密封，粉尘从上部逸出；此外，和炉框镜面一致的弯曲板弯曲撕裂严重，并且板的上部没有密封，造成严重的烟尘泄漏。
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炉前烟罩（如图3）好比蜗壳状的烟罩，其后部利用管道与地面上的除尘站连接，前部和焦炉上的挡烟板协调，以收集炭化室的烟气。目前现场应用的反馈效果不佳，其主要原因是因为烟罩下部范围的横风严重，几乎所有的烟都排到烟罩的外面，并未起到收集的功能。
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图3 炉前烟罩
熄焦车上部的集尘罩（如图4）一般是由一个矩形的开箱包围，其上盖通过翻盖接口装置连接到地面除尘站，从而实现对熄焦车烟尘的收集。通过反馈来看，现场使用效果良好，一般没有粉尘逸出，经过上述对焦侧除尘系统的具体分析我们能够知道，焦侧排烟点1和2的降尘效果并不理想，而排烟点3的降尘效果较好。
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图4 熄焦车上部集尘罩
4优化焦侧除尘系统的设计
通过上述分析我们主要是对第一点与第二点除尘装置实施优化设计。
4.1完善导焦栅两侧挡板的设计
（1）对和炉框镜配合的弯板进行完善。因为和炉框镜面相连的弯曲板具有弯曲和撕裂的状况，所以应该在弯板的背面加筋，如图5所示。这种方案在现场应用后，可以获得良好的除尘效果，然而因为设备上部结构具有限制性，挡板上部并未密封，因此烟尘会由上部逸出。
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图5 弯板带加强筋结构
（2）完善导焦栅和炭化室间的密封方法。对导焦栅和炭化室间的密封方法进行重新完善设计，新型密封装置是通过弹簧座、密封弯板、刀口这几部门组合而成的（如图6）。导焦装置在导流红焦的时候，刀的边缘经过弹簧座中的弹簧紧密压在焦炉框架的镜子上，刀的边缘和炉框镜面充分结合，与此同时，密封的弯板和刀边内侧也充分紧贴在一起，这种情况下，导焦装置是完全密封的，并附着在焦炉机架上，能够把红焦炭产生的大量污染气体利用导焦装置自身排放到除尘站的除尘器中去除。
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图6 导焦栅和炭化室间的新密封装置
4.2完善炉前烟罩的设计
炉前烟罩中的主要问题就是烟罩下部受到较大的横风影响，其处理方式主要为在炉前烟罩下部以及后部添加挡板，对横风进行阻拦（如图7）。在炉前烟罩下方以及后面添加两块挡板，并且在其顶部同样添加两块挡板，而左边和右边分别添加一块挡板，利用添加挡板的方式把炉前形成密封的箱体结构，以此来降低横风的影响。这一改造通过实际使用，获得了良好的除尘效果，并且没有烟尘逸出。
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图7 炉前烟罩优化设计
结论：通过讨论焦炉烟尘形成源，特别是深入探讨了焦炉焦侧烟尘排放点，以此来提出焦侧除尘系统的优化设计，然后对导焦栅两侧挡板与炉前排烟罩实施了优化设计。通过焦化厂实际使用试验，完善设计方案的合理性与有效性，为以后焦炉除尘系统的整体优化设计供应了良好的依据。
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