焦炉大烟囱冒烟及烟道翻板挂料.docx

1、焦炉大烟囱冒烟及烟道翻板挂料焦炉大烟囱冒烟及烟道翻板挂料的原因分析及治理摘要：根据唐山佳华炼焦分厂焦炉大烟囱冒烟的状况，探索大烟囱冒烟规律，从加热制度、回炉煤气组分、分析烟道沉积物等方面，查找大烟囱冒烟的原因，并采取办法治理大烟囱冒烟效果显著。关键词：焦炉；烟囱；冒烟；加热制度；回炉煤气；烟道沉积物烟囱是焦炉的附属设备，是焦化厂的标志性建筑之一。其主要作用是产生吸力吸入空气与燃烧室的煤气燃烧，并将燃烧产生的废气从炉内顺利排出。焦炉正常生产操作时，从烟囱排出的废气是无色的，所以通常看不到烟囱冒烟。如果烟囱冒烟，则反映焦炉生产出现异常，一般是因煤气不完全燃烧所致，从而污染环境。1 初期治理造成烟囱

2、冒黑烟的根本原因是煤气不完全燃烧，使煤气中的甲烷和不饱和烃分解形成石墨，并悬浮在废气中，经蓄热室烟道，最后从烟囱排出。在废气经过蓄热室的格子砖时，会有部分石墨沉积下来而造成格子砖孔隙变小，蓄热室阻力变大，影响焦炉的正常加热。从2011年下半年以来，唐山佳华炼焦分厂焦炉的大烟囱时常出现冒烟的情况。从8月开始，焦炉结焦时间延长至48 h，焦炉火道严重窜漏，烟囱偶有冒黑烟的现象。根据生产经验，加强了炉体的窜漏治理；严格制定和执行了焦炉的特殊操作；检查加热系统；并将集气管压力设定值从140 Pa提至160 Pa，使荒煤气在向燃烧室窜漏的过程中，在砖缝中分解积炭，起到密封作用；同时做好护炉铁件的测量调节

3、工作，保障炉体均匀合理地膨胀（或收缩）。经过一系列措施的实施，焦炉烟囱冒黑烟的现象基本得到解决。2 深入调研，采取措施加以控制烟囱冒黑烟的现象虽初步解决，但经观察发现，烟囱冒烟现象仍有发生，且不只一种颜色。通过从新角度进行一系列调研，查找冒烟规律，采取措施，取得一定成效。2.1 加热制度的影响2.1.1 查找规律，绘出冒烟趋势连续7 d 对4 根烟囱在固定时间（9301030）烟囱冒烟的状况及焦炉工艺参数变化数值进行记录，同时记录了蓄顶吸力温度、小烟道温度、分烟道吸力温度等数据及每分钟的冒烟程度，并做出曲线(图1)进行分析。根据冒烟程度划分变淡、较淡、较浓、浓、很浓5个级别，分别设其值为1、2

4、、3、4、5。由图1 可得，焦炉烟囱冒烟主要集中在交换前78 min 及交换后45 min，而且交换后烟囱冒烟概率极高。2.1.2 工艺参数变化趋势和冒烟趋势记录蓄顶吸力、蓄顶温度、小烟道温度、分烟道吸力温度等数值，绘出曲线，对焦炉烟囱与分烟道冒烟温度进行比较，见图2。图1 焦炉烟囱综合冒烟情况时间/min冒烟程度反向交换时刻正向交换时刻图2 焦炉烟囱与分烟道冒烟温度对比时间/min冒烟程度1231 焦炉烟囱冒烟温度2 冒烟程度3 分烟道冒烟温度反向交换时刻正向交换时刻由图2 可知，只有分烟道温度随交换过程呈规律变化，与烟囱冒烟的趋势相吻合。烟囱冒烟集中的时间是分烟道温度升高且温度较高的阶段。

5、分析原因为烟道内水较多，当途经分烟道的废气温度较高，带走水蒸汽的量增加时，烟囱冒烟程度加重。或者废气内某些组分与水或水蒸气反应生成烟雾状颗粒或者其它带颜色气体，而加重了烟囱冒烟程度。2.1.3 分烟道吸力的影响图3 焦炉烟囱与分烟烟道冒烟吸力对照时间/min冒烟程度1 焦炉烟囱冒烟吸力2 分烟道冒烟吸力3 冒烟程度123反向交换时刻正向交换时刻秦 瑞，等：焦炉大烟囱冒烟及烟道翻板挂料的原因分析及治理 11河北化工Hebei Chemical Industry 第35卷由图3 可知，（1）分烟道吸力与整个交换过程中烟囱的冒烟趋势不成规律性变化，但正向交换后分烟道吸力有明显的下降趋势，并且吸力恢复

6、到设定值需要67 min，此阶段是烟囱冒烟的一个集中时段，因此吸力达不到设定值是引起交换后烟囱冒烟的一个影响因素。为了排除这一因素，从吸力角度出发对分烟道翻板控制程序进行调整，在交换过程中使分烟道翻板开度保持在60不变，使吸力达到200 Pa 左右，待交换完成后再恢复自动调节，吸力从高向低恢复，将波谷转换成波峰，即解决了交换后吸力不足的问题，实际效果较明显。（2）增大分烟道吸力理论上可以抑制烟囱冒烟，空气量较大使燃烧更加充分，且大量的空气可冲淡烟雾浓度，使冒烟现象减弱，然而较大的吸力对焦炉高向加热十分不利，会使煤气集中在底部燃烧，高向加热降低。此方法实际操作效果并不明显。2.2 回炉煤气组分的

7、影响2.2.1 回炉煤气组分及烟道内沉积物分3 次从一期吸气机分别取样，分析回炉煤气组分及烟道内沉积物，如附表所示。从附表可知，回炉煤气中的氨和硫化氢的含量较高。实际工作时经常出现分烟道翻板调节不动的情况，经检查发现烟道翻板挂料严重，烟道翻板上有沉积物质出现。烟道翻板挂料为黄色、白色物质，质地较硬，用工具清除困难，该物质能溶于水，清除时可利用高压水枪冲洗。进一步化验，得出该物质为混合物，其中硫含量占全物质组分的25%30%。这证明了烟道废气中硫化物的含量较高。由于受实验条件的限制，无法精确测出其它组分的含量。但根据回炉煤气的成分和物质性质，判断该物质大部分应为硫酸或亚硫酸盐、铵盐、碳酸盐类。烟

8、道废气中的CO、SO2等混合物在阳光、紫外线的照射下，会发生光化学反应，最终形成一种浅兰色的烟雾，即所谓的“光化学烟雾”。当煤气中的氮和其它含氮化合物的含量增大时，其燃烧形成的氧化氮的含量同时也增大，在阳光、紫外线的照射下也会明显地看到有蓝烟冒出。2.2.2 其它企业经验经调研，开滦中润煤化工公司回炉煤气中掺混了一定量的驰放气，其为合成甲醇工段产生的气体，主要成分为H2、CO、H2O 和CH4等惰性气体，其中H2和CH4体积百分含量占90%左右，对减轻大烟囱冒烟效果较好。3 结论3.1 为避免大烟囱冒烟受炉体窜漏影响，还应该继续保持炉体严密。3.2 通过加强对煤气预热器的检查，及时进行烟道抽水

9、，降低回炉煤气含水量，加强对烟道内水量的控制。虽然烟囱冒烟和烟道温度变化趋势存在一定吻合，但是烟道温度是否影响烟囱冒烟还无法验证。因此，要研究不同结焦时间和标准温度下烟道温度变化趋势、废气中能与水和水蒸气反应的物质及其性质。3.3 继续验证吸力增加量对烟囱冒烟产生的影响。虽然通过调整分烟道翻板控制程序，提高了交换后吸力，对交换后冒烟起到了一定的效果，但分烟道翻板频繁地大幅度开关对自动执行器和翻板本身的消耗和磨损都会加大，其使用寿命将会大幅缩短。并且一期焦炉烟道翻板挂料凝结严重，翻板轴已断裂多次，势必会加速设备的磨损，带来更大的损失。因此要研究吸力值或翻板开度的设定值，以逐步降低翻板开度，使其达

10、到一个合理的开度，将对设备的影响降到最小。4.4 回炉煤气中硫化氢和氨含量对烟囱冒烟影响较大，应采取有效措施降低其在回炉煤气中的含量。时间9 月7 日9 月14 日9 月28 日CO2/%3.42.23O2/%0.60.80.6CnHm/%2.62.62.2CO/%65.66CH4/%24.422.725.4H2/%53.556.453.2N2/%9.59.79.6热值（/ kg/m3）17.1416.7917.18重度（/ mg/m3）0.531 30.498 40.525 6氨（/ mg/m3）11.4149.338.5硫化氢（/ mg/m3）7552 062.5785附表回炉煤气成分分析12_