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炼焦炉烟囱冒烟现象分析山西阳光焦化集团有限公司刘东河炼焦炉的烟囱,在生产中起着重要的作用,它通过烟道与焦炉本体相连,在热浮力作用下产生一定的吸力,使焦炉加热系统内产生气体流动,排出燃烧废气和引入助燃的空气,实现焦炉的连续加热和正常生产。在炼焦生产过程中,焦炉烟囱有时会出现或轻或重的冒烟现象,不仅影响了环保,也反映出焦炉加热系统出现了不正常的因素。因此,必须尽快治理,现将我公司前段时间出现的焦炉烟囱冒烟现象予以分析。 1、现状我公司现有四座JNK43—98D型焦炉,按2×50孔、2 x72孔分布,分别在焦侧有一个88m、88m高烟囱作为废气导出;而2 x65孔JN60焦炉,则各有一个190m高烟囱。六座焦炉四根烟囱,自2007年初,分别出现间歇性的冒烟现象,有时青烟,有时黄烟,偶尔黑烟,以黄色为多。焦炉烟囱冒烟现象,在炼焦生产中是不正常的,因为在现代焦炉中加热介质主要为焦炉煤气、高炉煤气或混合煤气,而像我们这样的独立焦化厂,则只能采用焦炉煤气加热。但无论用何种煤气加热,充分燃烧后的废气中成分主要是气态的H,O、CO,,以及少量的N、.n、 SO,等。在正常情况下,烟囱排出的废气是看不见的,在冬季气温低时或烟道内有少量积水时会出现少许白色的蒸汽冷凝。从我公司焦炉烟囱冒烟情况看以黄青为多,说明应是焦炉加热系统中存在的问题。 2、烟囱冒烟现象分析焦炉烟囱承担着排出焦炉加热废气的任务,按60万t焦炭生产能力核算,其烟囱排放量约为150000m3/h,,能看到明显冒烟, 说明排放的废气中含有未完全燃烧的煤气以及在高温下裂解形成的含炭微粒。引起烟囱冒烟现象的原因很多,主要为焦炉炉体的串漏和燃烧不合理造成的。焦炉炭化室与燃烧室炉墙串漏炼焦炉的炭化室和燃烧室之间,仅以炭化室墙相隔开,而炉墙存在若干条砖缝,在装煤初期,由于大量水汽的形成,煤气发生量较大,对炉墙表面的压力也较大,高时可达1000Pa,此时大量的荒煤气很容易顺着不严密的砖缝涌入燃烧室内,破坏了燃烧系统的正常燃烧工况,造成净加热煤气和荒煤气都无法充分燃一220—烧,随燃烧废气经下降火道排至废气系统,以带黑黄颜色的气体从烟囱冒出。分析焦炉的生产特点,造成炭化室不严密的原因有以下几点: ①焦炉的烘炉孔是烘炉时热气流的通道,烘炉结束后,在焦炉转正常加热时将此孔以塞子砖粘灰浆方式塞入堵严,炉头上升管烘炉孔塞子砖与装煤孔处塞子砖直径不一,易将砖搞错给生产留下隐患、未抹浆造成漏气;因塞不紧在生产过程中会松动,都会造成烘炉孔处易漏气,频繁地喷补也会造成冷热不均产生漏气。②炉头部位易串漏。在焦炉出焦操作中,焦炉炭化室墙间歇性地暴露在大气空问内, 炉头部位易承受外界冷空气的浸蚀,在正常操作时,炉门开启时间较短,炭化室砖缝中的石墨不会被烧掉,但当由于清炉门、炉框或热修补炉、设备不正常时,炉门较长时间敞开,易烧掉炭化室砖缝中的石墨,形成串漏。③负压操作的影响焦炉炭化室炉墙砖与砖之间靠硅火泥粘结到一起,存在砖缝是不可避免的, 砖缝的严密很大程度上取决于砌炉质量;在生产过程中,因管理不当炉墙出现损坏而出现裂缝也是难免的。正常生产时,焦炉炭化室内的煤气压力应始终大于同标高的相邻燃烧室处压力,并且高于外界大气压。炭化室内的荒煤气在高温下会产生裂解,裂解形成的石墨填充在砖缝之间和裂缝之问,保持炭化室墙面严密。当集气管压力波动造成压力偏低时,炭化室内呈负压状态,燃烧室中的废气(含过剩氧气)就会流入炭化室内,以及从炉门进入炭化室内的空气,烧掉砖缝中的石墨,造成燃烧室炉墙出现窜漏,这是烟囱冒青烟的主要原因。由于我公司六座焦炉的煤气在洗苯塔后相互连通,焦炉煤气系统压力影响因素较多,压力波动大、炉门冒烟严重,为此,适当降低了集气管压力,这就造成了炭化室底部压力出现负压的机率增大,增大了炉墙串漏的机率。④采用双高压氨水无烟装煤的影响我公司的装煤消烟,采用了侧吸式双高压氨水喷射技术,即装煤时不仅装煤孔号采用高压氨水喷射无烟装煤,同时通过导管将装煤烟尘导入第三炭化室,在第三炭化室同时喷射高压氨水来实现无烟装煤。由于此时第三炭化室已处于结焦末期,煤气量少,因此可实现无烟装煤的目的。但由于炉体顶面高低不一,装煤套筒与炉顶面之间有间隙,导致大量空气随装煤烟尘进入第三炭化室而燃烧,在操作中心高压过早或关高压过迟,都会有大量空气进入炭化室内与煤气混合燃烧,相当于每一个结焦周期对炭化室烧一次石墨。因此,炉顶空间尤其是上升管根部,因没有石墨而无法保证炉体的严密,形成串漏,这是造成烟囱冒烟的主要因素之一。⑤炭化室墙面受到外部机械力的伤害,墙体出现穿洞,这种情况不多见,但确有案仞I。一22l一⑥因为结焦时间频繁变化,焦炉铁件工作没有及时跟上来,因炉体收缩、膨胀等将墙面拉开,出现裂纹。⑦上升管盖采用水封式,水槽内积灰多