焦炉冒烟、烟囱冒烟的原因及治理措施

焦炉冒烟、烟囱冒烟的原因及治理措施

石海刚 李国飞 桑小倩

河北中煤旭阳能源有限公司       河北  邢台  054000

摘要：焦炉烟囱，在生产扮演着很重要的角色，和焦炉通过烟道相连，在热浮力作用下产生一定的吸力，从而使焦炉加热系统产生气体流动，使燃烧废气排出并引入助燃空气，实现焦炉的连续加热和正常生产。在炼焦生产的过程中，焦炉烟囱或多或少存在冒烟情况，不仅污染环境，还造成加大焦炉煤气损损耗，焦炉加热系统不正常，焦炉炉体串漏等现象。还有炉体、炉门、炉顶等冒烟；也严重影响生态环境，消耗热量，浪费荒煤气，损坏焦炉炉体、护炉铁件等。因此必须要加大治理力度，避免对焦炉损坏和污染大气环境。

关键词：焦炉烟囱   冒烟  治理

一、现状：

焦炉烟囱高度一般在85—105m，主要是燃烧后废气的排出。若炉体串漏或操作不当就会造成烟囱冒烟，烟囱冒烟以蓝、黑、黄烟为主，偶尔冒白烟（即蒸汽）。焦炉加热介质主要是焦炉煤气、高炉煤气或者混合煤气，煤气加热燃烧后的废气中成分主要是气态污染物，比如H2O、CO2、NOx、SO2、颗粒物等。在焦炉生产正常情况下，烟囱是无可见烟气的；因此，烟囱冒烟说明焦炉生产运行不正常，不但影响环保，还影响焦炭产量和质量，同时也加大焦炉煤气的消耗，所以焦炉冒烟弊端很多，治理烟囱冒烟已是迫在眉睫，一定要重视起来。

二、焦炉、烟囱冒烟分析：

（一）烟囱冒烟分析：焦炉烟囱排出废气分别是二氧化硫、氮氧化物、颗粒物等；焦炉能看到明显冒黑烟，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颗粒，引起烟囱冒烟原因很多，主要原因还是焦炉炉体的串漏和燃烧不充分造成。

1、焦炉炭化室与燃烧室墙体串漏。

炼焦炉的炭化室和燃烧室之间，仅以炭化室墙进行隔开，而炉墙内存在很多条砖缝，在装煤初期，由于大量水汽的形成，煤气发生量较大，对炉墙表面作用的压力也较大，高时可达1Kpa，此时大量的荒煤气很容易顺着砖缝的缝隙渗入燃烧室内，破坏了燃烧系统正常燃烧工况，造成净化后得加热煤气和荒煤气都无法充分的燃烧，随燃烧废气经下降火道排到废气系统，通过烟道夹带着黑黄颜色的气体从烟囱排入大气。

2、空气系数的不合理：

焦炉空气系数偏大时，火焰拉不长，焦炉上下温度不均，温度相差较大，从而导致影响焦炭质量；空气系数偏小时，导致进入立火道的煤气因缺氧而燃烧不完全，此时焦炉烟囱易冒黑烟。

3、地下室砖煤气道密封不严：

对于下喷式焦炉，砖煤气道位于蓄热室的主墙内，在烘炉时侯，因膨胀会有少量的移动错位而产生裂缝，一般在热态时要对砖煤气道进行喷浆作业，防止砖煤气道串漏。在生产时如砖煤气道串漏，煤气将会串漏到蓄热室内，与下降气流在蓄热室内发生不安全燃烧，焦炉烟囱也会冒黑烟。

4、地下室加热煤气压力偏大：

地下室煤气管道压力一般保持700—1500pa，压力偏大时会造成煤气的漏失，还有煤气燃烧不充分，可能导致烟囱冒黑烟；压力偏小时，易造成煤气管道负压，发生回火爆炸的危险；

5、加热系统设备因素：

焦炉加热时，采用煤气、空气定时交换的方式，一般一个换向周期为30分钟为，有的换向操作或设备问题，换向时或换向后导致烟囱冒烟，因此也要从加热系统和设备来找原因。

6、加热煤气的影响：

当加热用煤气净化不好，如H2S、CnHm，N2、O2、NH3等含量较高时，在炭化室内与空气混合进入燃烧室，在高温条件下生成SO2、NOx等，会造成废气变颜色，或黄或蓝等，从烟囱排出，这也是造成烟囱冒烟的原因；

7、烟囱冒白烟的（即蒸汽）形成：

（1）煤气预热器内部发生串漏，使大量的蒸汽串入到煤气中，造成煤气含水分较大，在燃烧时产生的水蒸气经下降侧排入到烟囱中，使烟囱冒白烟；

（2）分烟道、总烟道内有积水，没及时抽出，经过下降的废气温度的作用下，使烟道内水被气化带走，从烟囱冒白烟。

（3）煤气含水分较大，回炉煤气冷凝液排放不及时，或冷凝液排放管堵塞，煤气预热器冷凝液排放管不通畅，或阀门关闭没有排放，水封槽堵塞等等，造成煤气中含水分大，造成烟囱冒白烟。

8、焦炉砌筑质量的影响：

焦炉是上万吨耐火材料砌筑成的工业窑炉，炉墙由一块块硅砖砌筑而成，会形成很多砖缝，在砌筑炉时砖缝泥浆饱满与否与炉体的严密性有着很重要的关系，如焦炉砌筑时管理不到位，监管松散，就给炉体留下串漏的风险，到生产时就造成炉体串漏，造成烟囱冒烟。

9、焦炉炉体、炉门、上升管等地方冒烟；炉体冒烟，护炉板内的炉墙串漏，炉门、炉框不及时清理、炉门不修理，上升管、桥管、集气管不清理，桥管氨水喷洒效果不好等，都会造成炉体、炉门冒烟。

三、焦炉操作不当、维护不到位的影响：

1、加热制度的影响：为了达到焦炉稳产、优质、低耗、环保、长寿的目的，要求焦炉每个炭化室内的焦饼在规定的结焦时间内横向、纵向都同时均匀成熟，必须制定严格的加热制度，加热制度包含温度、压力、结焦时间、标准温度、煤气流量、进风门开度、空气过剩系数，即九温五压。

标温制定：煤饼中心温度，最高不超过1450，最低不低于1100℃。标温制定不好，焦炉九温五压控制不好，就容易造成炭化室炉头、砖墙串漏使烟囱冒烟。炉温控制不均匀，高温时段不处理易把炭化室砖烧变形，造成焦炉串漏，会严重的影响装煤和推焦。

2、铁件管理不到位的影响：焦炉铁件维护不到位，护炉柱三线不按规定时间进行测量，炉柱垂直度不测量，大小弹簧不调簧，使焦炉处于自由收缩、膨胀状态，易造成炉墙体裂缝、串漏，损坏炉柱，造成炉体串漏冒烟。

3、炉门清理维修影响：正常生产时炉门、炉框要及时清理焦油渣，否则造成炉门上不严密漏气、冒烟，在一个是打开炉门时，炉门、炉框上的焦油渣被红焦引燃后造成炉门冒烟。

炉门不维修，刀边容易损坏，有的炉门砖脱落，这样的炉门上不到炉子上，造成炉门冒烟，炭化室压力小时从炉门吸入空气，燃烧掉部分煤气，影响化产品回收。

4、上升管、桥管、集气管的影响：

上升管、桥管要清理及时，上升管内的石墨要清理及时，确保上升管内径达到规定规范要求，使荒煤气从上升管逸出顺畅。桥管内的石墨、焦油等要清理及时，保证桥管内无杂物，不影响荒煤气通过；桥管内低压氨水喷洒要均匀、雾化，确保从上升管逸出的650℃荒煤气经氨水均匀喷洒温度能够降到80℃左右，确保化产品回收率，这样也能减少炉门冒烟。每班都应该对集气管进行人工清扫，一是用氨水进行冲洗；二是人工打开清扫孔，用铲子清扫，把集气管底部的沉淀物清除，保证集气管顺畅，便于换煤气导出，只有换煤气系统畅通，方可是焦炉不冒烟。

5、焦炉操作的影响：

焦炉操作主要是管理要到位，必须事事有人管，炉门敞开时间避免过长，推焦装煤要在规定的操作时间内完成，炉门、炉框清理要做到孔孔清理。在推焦的炉号时，敞开炉顶盖子推焦，这样易造成在推焦是气体从炉孔处窜出，造成炉顶冒烟，还影响焦侧除尘吸力。热修工要及时修补焦炉串漏处，确保焦炉炉体严密，杜绝串漏，使焦炉不冒烟、不漏气，达到环保、清洁生产。

四、对烟囱、焦炉炉体冒烟的治理：

焦炉冒烟不仅危及焦炉的安全，还污染外部环境，的对焦炉烟囱、焦炉冒烟现象不进行治理的话，将使焦炉的状况恶化。为此，针对焦炉烟囱、炉体冒烟，制定以下治理措施。

1、控制好集气管的压力，集气管压力必须保持正压，不得负压操作。

2、加强除尘设备的管理、维护，确保除尘设备完好有效正常运行。保障除尘风管、设备无漏点，主要是除尘仓内布袋过滤面积，过滤面积小就影响风量，导致除尘效果差，关键是维护使用好除尘设备。

3、加强对炉门清理、修理的管理力度，一是保障炉门修理质量，二是清门框要清理到位，检查落实到位，确保炉门刀边与炉门框的严密接触。

参考文献：

【1】李淑芬  穆兴凯 浅谈焦炉火道、烟道窜漏及老焦炉炉体跑烟、冒火问题的治理  20《重型机械科技》2001（4）   黑龙江黑化集团公司

【2】邱红在.焦炉基础管理体系的创新与实践[J].四川化工，2019，21（3）：43-47.

【3】炼焦化学基础．鞍山钢铁学院编，1976．

【4】焦化情报．1991(5)No．44．