焦炉烟尘治理系统的危险因素分析及对策

摘 要：焦炭是煤在隔绝空气的条件下经过干燥、热解、熔融、粘结、固化、收缩等阶段形成的。为焦炭低温干馏提供热源的煤气在燃烧过程中会产生含有二氧化硫与氮氧化物等污染物的烟气。这些二氧化硫与氮氧化物是PM2.5颗粒物的重要组成成份，也是形成酸雨、雾霾等的主要原因。本文主要对焦炉相关污染物的治理提供了一些思路和对策。

关键词：焦炉烟尘；废气；煤气；治理

1 影响焦炉烟尘治理系统的危害因素

1.1 荒煤气

从焦炉的装煤过程中看出，装煤时部分煤在炽热的炭化室内与混入的氧气发生化学反应。由于混入的空气量少，煤与氧气的反应多为不完全反应，将产生大量的CO，俗称荒煤气。装煤除尘系统将产生的荒煤气收集起来进行处理，若不采取有效的措施，将导致荒煤气的燃烧甚至是爆炸事故，对整个除尘系统及周围的人员设备构成巨大的威胁。

1.2 粉尘

无论是装煤还是出焦过程中，产生的烟气中都携带大量的煤尘和焦尘，这些粉尘在风机的作用下进入脉冲袋式除尘器进行净化处理，绝大部分粉尘将被滤袋阻留下来，落入除尘器的灰斗中，然后通过输灰设备将其运走。这些粉尘的特点是具有可燃性，同时由于粒径小，粉尘表面积大，粉尘的活性大，活化能低，在一定的浓度范围内遇有明火，将发生爆炸。因此，装煤出焦烟尘治理系统中存在着粉尘爆炸的危险。

1.3 雷击

焦炉烟尘治理系统的设备较为庞大，通常高10～20m，大部分设备及管道都布置在户外，在阴雨雷暴季节，极易遭到雷击，因此雷电将是影响安全生产的一个不可忽视的因素。

1.4 振动

焦炉烟尘治理系统的核心设备是通风机。由于焦炉装煤出焦生产过程中散发的烟尘量较大，所配备的通风机也属大型风机。电机功率在200～1000kW左右，风机运转起来将产生较大的振动。

1.5 噪声

焦炉烟尘治理系统配置的通风机组在运转时，风机、电机、液力偶合器将产生噪声，危害操作维护人员的身心健康。

2 主要对策

针对前面所述的焦炉烟尘治理系统中存在的危险因素，为保障系统的正常安全运行，保护设备及人员的安全，在焦炉烟尘治理系统中应采取相应的安全措施。

2.1 避免煤气爆炸

由于装煤生产过程中装煤烟尘治理系统将收集含有大量荒煤气的烟尘，在适宜的条件下，极易发生爆炸事故。在焦炉装煤生产过程中，炭化室内炽热的高温与煤接触后在产生可燃气体的同时会有燃烧的煤尘颗粒随烟气逸出，因此，明火的存在是不可避免的。为了消除爆炸危险，只能采取措施將煤气浓度控制在爆炸极限之外。在实际中多采取降低煤气浓度的方法，即利用焦炉装煤烟尘治理系统中的风机的负压，在收集装煤产生的烟尘的同时，混入大量干净的空气，将煤气浓度降低至爆炸下限以下。

具体采用非燃烧法干式地面站烟尘净化技术。该技术采用大量掺入冷风的作法，使烟气中可燃烧爆炸性气体的浓度降到爆炸下限以下，同时采用加大流速的方法，造成气体不可点燃的环境。烟气在大流速下通过时既可防止粉尘沉积，也可防止焦油挂壁。在将烟气掺风至爆炸下限以下时，其炉内烟气与掺入空气的混合温度同时也降到了常温滤袋可以承受的120℃以下，节省了冷却器。

2.2 避免粉尘爆炸

由于焦炉装煤出焦烟尘治理系统收集的粉尘为煤粉尘和细焦粉尘，都是可燃性粉尘，若与空气充分混合形成粉尘云，在有明火的条件下，极易引起爆炸。同气体爆炸一样，粉尘爆炸的发生也有两个必备的条件，即一定的粉尘浓度和明火。在焦炉装煤出焦烟尘治理系统中，一方面尽力避免形成粉尘与空气混合的粉尘云，同时从消除或避免明火方面采取措施。

第一，在烟尘集中进入除尘器前去除烟尘中携带的明火尘粒。烟尘中携带的燃烧的尘粒温度较高，若不经过处理直接进入除尘设备中，不但灼烧除尘器过滤体，造成滤料的破损，还易引起粉尘爆炸。因此，应在除尘器前加设高温明火颗粒的冷却分离设施，如焦炉出焦烟尘治理系统中的蓄热式冷却灭火器。从装煤车上导入地面站的低于250℃的烟气首先经蓄热式冷却灭火器，将烟气温度降到120℃以下，再经已预喷涂的袋式除尘器过滤后排入大气。

第二，采取防静电积聚措施，避免明火的发生。粉尘在运动过程中相互摩擦碰撞，粉尘颗粒上荷有静电，极易造成粉尘爆炸事故。因此，应采用防静电积聚的滤料，将粉尘携带的静电及时通过可靠的系统接地线路传递出去，避免静电火花的产生。

2.3采取综合措施，消除其他不安全因素

在除尘器、冷却器、烟囱等高大的装置上设置防雷设施，设置可靠的防雷接地，保护设备的安全。为避免风机振动对其他设施的影响，在风机进出风口与设施连接处，安装柔性隔振设施，使风机的振动不外传，同时在风机轴承上安装轴承振动监测仪表，实时监视风机的运行，避免恶性事故的发生。在消除噪声方面，一方面将风机设置在专用风机室内，利用建筑结构将噪声降低，同时在风机出口设置消声器，降低风机出口的空气动力噪声，在风机外壳、风机前后管道外敷设隔声材料，进一步降低风机的噪声，将通风机组的噪声控制在标准范围内。

总之，通过各类有效措施的采取，将极大提高焦炉烟尘治理系统的工作效率和使用安全，对焦炉的清洁环保生产具有十分重要的意义。

参考文献：

[1]小川原文夫.焦炉荒煤气显热回收装置的发展[J].国外炼焦化学，1985（5）：15-16.

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