酒钢干熄焦环境除尘颗粒物超低排放的改造.pdf

酒钢科技 2023 年第 4 期-43-酒钢干熄焦环境除尘颗粒物超低排放的改造周黎琴，杨志民（酒钢集团宏兴股份公司宏翔能源公司，甘肃，嘉峪关，735100）摘要：通过对宏翔能源公司现有 36#焦炉配套干熄焦环境除尘颗粒物超低排放改造的研究与对比，将原有传统布袋除尘更换为新型折叠滤筒，改造实施后除尘器的过滤面积增大，滤料的过滤风速和阻力降低，实现了环境除尘颗粒物的超低排放。关键词：干熄焦；环境除尘；新型折叠滤筒；颗粒物；超低排放Transformation of Ultra-low Emission of Dedusting Particles in the CDQ Environment in JISCOZhou Liqin,Yang Zhimin(Hongxiang Energy Company of Hongxing Iron&Steel Co.Ltd.,Jiuquan Iron and Steel(Group)Corporation,Jiayuguan,Gansu,735100)Abstract:Through the research and comparison of the ultra-low emissions transformation of the existing 36#coke oven supporting CDQ environment dedusting particles in Hongxiang Energy Company,the original traditional bag dedusting was replaced with a new folding filter cartridge.After the implementation of the transformation,the filtering area of the dust collector increased,and the filtering wind speed and resistance of the filter material decreased,achieving ultra-low emissions of environmental dedusting particles.Key words:CDQ;environmental dustremoval;filtercandle;dedusting;ultra-low emission1 前 言众所周知，在焦化干熄焦生产过程中，由于干熄炉装入及下部排焦装置产生大量废烟气，其经布袋除尘器处理后排放至大气中1，虽然经过传统布袋除尘收集净化后的烟气中的颗粒物排放浓度基本能够满足 GB 16171-2012 中 50mg/m3的排放限值要求2。但在 2019 年 4 月 22 日，生态环境部、国家发展和改革委员会、工业信息化部等五部委联合发布的关于推进实施钢铁行业超低排放的意见（环大气201935 号）附件 2中明确指出干法熄焦所排尾气中颗粒物浓度不大于 10mg/m3的超低排要求3，该指导意见进一步收紧了颗粒物的排放指标，为符合国家最新的颗酒钢科技 2023 年第 4 期-44-粒物排放环保政策，我公司 36#焦炉干熄焦环境除尘设施改造势在必行，刻不容缓。2 目前现状宏翔能源公司现有二炼焦作业区 JN60-6型顶装焦炉 2 座 50 孔+60 孔（投产时间：1997年、2005 年），设计产能 110 万吨、配套建设140t/h 干熄焦一套以及相应的辅助设施；另有三炼焦作业区 TJL5550D 型捣固 255 孔焦炉（投产时间 2011 年），设计年产干全焦 107.16 万吨，配套建设 140t 干熄焦一套以相应的辅助设施。前者34#焦炉干熄焦环境除尘设计风量199000m3/h，布袋规格为 175mm6000mm、后者 56#焦炉干熄焦环境除尘设计风量 220000m3/h，布袋规格为 165mm6000mm，均为防静电腹膜聚酯涤纶针刺毡布袋。由于 34#焦炉干熄环境除尘建于 2008 年、56#焦炉干熄焦环境除尘建于 2011年，当时设计干熄焦烟气的治理采用布袋除尘，并且干熄焦环境除尘烟气中的颗粒物排放标准按 50mg/m3设计。后续通过强化环保除尘设施的运行管理，颗粒物排放浓度在 2550mg/m3之间，达到设计排放要求但不能满足 10mg/m3的超低排放标准要求。3 改造方案的比选在 2020 年中国环境保护产业协会发布的钢铁企业超低排放改造技术指南 中，指出焦炉（装煤、推焦、干熄焦、筛焦）等含尘废气宜采用高效节能袋式除尘技术，依据具体工况条件和要求确定滤袋的形式和滤料材质4。鼓励使用聚四氟乙烯微孔覆膜滤料、超细纤维面层梯度滤料、金属间化合物多孔（膜）材料等新型滤材”。除应选择合适的新型过滤材料外，还需考虑降低除尘器内过滤材料的过滤风速，以达到实现降低颗粒物排放浓度的目的5。方案 1：重新进行设备选型，新建除尘器及附属设施。实现颗粒物超低排放准要求，除尘器滤料的过滤风速宜小于 0.8m/min。以 34#焦炉干熄焦环境除尘为例，需增大除尘风量，即需新建一套处理风量约为 240000m3/h，排放指标才能满足小于 10mg/m3的要求。若要新建环境除尘器需要对原除尘器拆除后再还建，改造时需更换原除尘风机及其配套设施，同时需要改造除尘器进出口风管；改造周期长且投资费用较大。同样核算 56#焦炉干熄焦环境除尘若采取增大除尘风量，则需配套新建一套处理风量为 270000m3/h 除尘器及其附属设施，但由于 56#焦炉干熄焦现有环境除尘器箱体保护较好，若重新建并不经济。方案2：除尘器箱体增高，加长滤袋长度。采取这种方式同样是达到降低除尘风速目的。根据目前 36#焦炉干熄焦现有除尘设施布袋的加工水平，布袋长度可加工至 810 米，以 34#焦炉干熄焦环境除尘设施为例，该环境除尘设施于2008 年 10 月投入运行至今，考虑其设施的实际结构强度，在箱体无法加宽的情况下，需采取通过加长滤袋的形式增加过滤面积，对除尘箱体进行加高改造，即更换除尘器上箱体，由于箱体改造工作量大且投资费用较高，综合考虑，该方案也不可行。方案 3：原干熄焦环境除尘风机利旧，选用新型折叠滤筒滤材。折叠滤筒除尘器作为超低排放改造技术之一，折叠滤筒除尘器能够提高原布袋除尘器过滤面积在 24 倍，被国家列为国家鼓励发展的重大环保技术装备目录（2020 年版），逐渐应用于很多钢铁企业。结合现 36#焦炉干熄焦环境除尘器实际情况、场地及投资等方面的因素，考虑将原普通过滤布袋改为过滤面积更大的折叠防静电高效覆膜滤筒滤材，以达到降低除尘器的过滤风速目的，后续施工只需改造原除尘器内部花板进行，不仅改造周期短、投资费用较低，而且对生产影响较小。酒钢科技 2023 年第 4 期-45-4 方案实施及效果4.1 方案实施综合诸多方面的因素后，本公司 36#焦炉干熄焦环境除尘颗粒物超低排放改造宜选用方案3，即采用新型高效折叠滤筒替换现有传统布袋滤材，新型高效折叠滤筒除尘器主要由滤筒、花板、进风管、排风管及清灰装置以及箱体等组成，如图 1 所示。其余设备设施可利旧使用。将原有长度为 6m 的防静电腹膜聚酯涤纶针刺毡布袋改造为长度为 3m 的防静电高效覆膜折叠滤筒，以 34#焦炉干熄焦环境除尘为例，整个除尘器过滤面积由 3547m2增加至 5410m2，过滤风速由 0.93m/min 降至 0.61 m/min，低于 0.8m/min；同理，56#焦炉干熄焦环境除尘传统布袋更换为新型折叠滤筒后，整个除尘器过滤面积由 3940m2增加至 6385m2，过滤风速由 0.90m/min 降至 0.57m/min，优于设计风速要求（设计指标为 0.8m/min）。同时，为进一步收集 34#干熄焦环境除尘现场颗粒物无组织排放将原干熄焦环境除尘器受灰斗下方的刮板输灰机改为气力输灰系统，将除尘灰送往现有 34#焦炉干熄焦工艺除尘灰仓中，减少一个装车产尘点。4.2 实施后效果4.2.1 改造前后排放指标情况34#干熄焦环境除尘、56#干熄焦环境除尘原布袋除尘改造为新型折叠滤筒后，除尘器出口的颗粒物排放浓度均能够达到低于 10mg/m3的超低排放限值，具体情况见表 1。图 1 滤筒除尘器结构示意图表 1 改造前后 36#焦炉干熄焦除尘器出口颗粒物浓度（mg/m3）监测次数34#干熄焦56#干熄焦改造前改造后改造前改造后137.677.8038.678.10235.517.1031.467.50333.426.9034.357.80436.847.5038.249.00540.028.2035.617.20641.539.1030.588.60739.678.5034.898.30838.757.4033.677.70935.587.3036.138.001034.208.7034.057.40平均值37.327.8534.777.964.2.2 除尘器入口吸力变化情况采用新型折叠滤筒替代传统布袋后，滤料的酒钢科技 2023 年第 4 期-46-过滤面积增加，34#焦炉干熄焦环境除尘总过滤面积由原 3547m2增加至 5410m2，过滤风速降低至 0.61m/min；56#焦炉干熄焦环境除尘总过滤面积由 3940m2增至 6385m2。在风机转速变化不大即做功不减的情况下，除尘器过滤材料的阻力降低，34#焦炉干熄焦环境除尘除尘器入口吸力平均值由-1213Pa 增加至-1561Pa，增加了约27.5%；56#焦炉干熄焦环境除尘除尘器入口吸力平均值由-1230Pa 增加至-1568Pa，增加了约28.7%。4.2.3 除尘器本体阻力变化情况采用新型折叠滤筒替代传统布袋后，过滤风速降低，滤料阻力降低，34#焦炉干熄焦环境除尘除尘器本体阻力平均值由 1080Pa 降至 780Pa，较改造前降低了约 28.0%。56#焦炉干熄焦环境除尘除尘器本体阻力平均值由 1181kPa 降至824kPa，较改造前降低了约 30.2%。4.2.4 除尘风机电机电流变化情况34#焦炉干熄焦环境除尘及 56#焦炉干熄焦环境除尘改造为滤筒后，由于除尘口吸力增加，末端的收尘效果有所提高。改造后压差降低，风机转速随之降低，风机电机电流较改造前有所下降，平均值由 34.50A 降至 31.65A，降低了 2.85A。在保证干熄焦环境除尘对末端吸气口收尘效果不变的情况下，经计算，34#干熄焦环境除尘通过滤筒改造，可减少耗电量约 55.2 万 kWh/a，按照 0.44 元/kWh 计算，年可节省电费约 24.3万元。56#干熄焦环境除尘通过滤筒改造，可减少耗电量约 61 万 kWh/a，按照 0.44 元/kWh计算，年可节省电费约 26.8 万元。5 结束语随着环保管控要求的提高，对无组织冒烟的管控要求越来越高6。通过本次改造，宏翔能源公司 36#焦炉干熄焦环境除尘中污染物无组织排放收集治理达到超低排放，既实现了排放口的依法合规，又规避环保风险，提升企业形象，推进实施公司超低排放改造，助力酒钢集团高质量发展。参考文献1 詹建新.干熄焦烟气治理技术研究 J.燃料与化工,2019,05.2 炼焦污染物排放标准 S.GB 16171-2012).3 关于推进实施钢铁行业超低排放的意见 R.生态环境部,2019.4 钢铁企业超低排放改造技术指南 R.中国环境保护产业协会,2020.5 原志勇,江波.滤筒除尘器在钢铁企业的应用探讨 J.山西冶金,2021,03.6 张学军,孙迎辉.干熄焦装焦无组织排放达标治理实践 J.燃料与化工,2022,03.作者简介:周黎琴（1984-）女，汉，湖北赤壁人，工程师，2012 年毕业于武汉科技大学化学工艺专业，现在甘肃酒钢集团宏兴股份公司宏翔能源公司主要从事节能减排技术管理工作，邮箱：。