焦炉大烟囱冒烟及烟道翻板挂料DOC.docx

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焦炉大烟囱冒烟及烟道翻板挂料DOC

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48h，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140Pa提至160Pa，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7d对4根烟囱在固定时间（9∶30～10∶30）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、3、4、5。

由图1可得，焦炉烟囱冒烟主要集中在交换前7～8min及交换后4～5min，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

1

2

3

1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。

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

1

2

3

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HebeiChemicalIndustry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，并且吸力恢复到设定值需

要6～7min，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200Pa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，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/%

3.4

2.2

3

O2\/%

0.6

0.8

0.6

CnHm/%

2.6

2.6

2.2

CO/%

6

5.6

6

CH4/%

24.4

22.7

25.4

H2/%

53.5

56.4

53.2

N2/%

9.5

9.7

9.6

热值（/kg/m3）

17.14

16.79

17.18

重度（/mg/m3）

0.5313

0.4984

0.5256

氨（/mg/m3）

11.4

149.3

38.5

硫化氢（/mg/m3）

755

2062.5

785

附表回炉煤气成分分析

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