活性炭外熱式炭化爐煙氣管道的技術改造

戴俊華

(山西同煤集團煤氣廠技術科， 山西 大同 037001)

活性炭外熱式炭化爐煙氣管道的技術改造

戴俊華

(山西同煤集團煤氣廠技術科， 山西 大同 037001)

將炭化爐爐頭兩側與焚燒爐進氣口連接￠500mm的碳鋼管全部換成￠750mm，管子內部用耐火特異型磚砌筑，在管道的兩端開兩個進風口，焦油等可燃物進入管道后可以高溫燃燒，對管道沒有任何損壞。管道的合適位置，專門留了三個快開門，每天操作工帶好頭盔，打開快開門，用準備好的壓縮空氣對其中的管道進行吹掃即可，簡單易行。

外熱式炭化爐;揮發分管道;技術改造

我國的活性炭產業相對發達，尤其是大同地區，活性炭行業發展早，具有豐富的活性炭生產經驗。大同煤業金鼎活性炭有限公司建成后，年生產能力將達到10萬噸，勢必成為活性炭行業的龍頭老大?？萍籍a生效益，通過科技創新降低生產成本、提高產品質量和研發新品種，可以提升公司的整體競爭力，促進公司的長遠發展。

我公司的活性炭有破碎炭、脫硫脫硝炭和壓塊炭三個品種，破碎炭用于水處理是我公司主要的市場之一，水處理活性炭一般微孔和中孔發達，應符合三項要求：吸附容量大、吸附速度快、機械強度好。脫硫脫硝活性炭對燃煤煙氣中的多種有害物質(如SO2、NOx、煙塵粒子、汞、二 英、揮發分有機物及其他微量元素等)可同時進行脫除凈化。隨著國家對環境保護的要求越來越高，脫硫脫硝活性炭的發展前景巨大，經濟效益十分可觀。壓塊活性炭在水處理、溶劑回收、油氣回收、空氣凈化等各方面都有著廣泛的應用。我公司壓塊活性炭的年產能力達到5萬噸，是公司的主打產品。三種活性炭的生產工藝都包括制粉成型、炭化、活化、成品包裝等過程，炭化是其中一項主要工藝過程，炭化料的質量、產率對產品的質量等級成本有著至關重要的影響。

1 立項原因

外熱式炭化爐(TH15000)是一種新型的生產炭化料爐型(炭化料為活性炭原料)，目前只有神華新疆、內蒙蒙泰西兩家活性炭廠使用此爐型。此爐型相對于內熱式炭化爐，有以下幾個顯著特點： ①物料在爐內均勻分布在每個倉內(360o)，物料不與氧和明火接觸，外筒熱量穿透物料，物料受熱均勻。②產品質量指標均勻一致，得率高，表面強度高，表面光度好，生產能力大。

鑒于外熱式炭化爐以上優點，大同煤業金鼎活性炭有限公司經過前期充分調研，選取此爐型用于炭化料的生產。目前三條生產線共有19臺，分別為破碎炭生產線(3臺外熱式爐)、脫硫脫硝炭生產線(4臺外熱式炭化爐)和壓塊炭生產線(12臺外熱式炭化爐)。其中1萬噸破碎炭生產線3臺、4萬噸脫硫脫硝炭生產線4臺中的2臺已投入運行。

炭化爐過去產生的揮發分氣體都是從炭化爐爐頭兩側通過￠500mm，5mm厚的碳鋼管與焚燒爐進氣口連接，因揮發分氣體里含有粉塵、焦油等雜質，從炭化爐爐頭到焚燒爐的揮發分管道經常堵塞，可燃氣體到不了焚燒系統，管道清掏十分困難，嚴重影響生產，因此決定對炭化揮發分管道進行改造。

2 改造內容

以1萬噸破碎炭生產線為例：共3臺炭化爐及配套系統，其中2臺炭化爐配套3臺焚燒爐(8000*3650*4553，焚燒爐內襯擺放整齊的格子磚)余熱鍋爐(3.6噸)回收系統，另一臺炭化爐配套2臺焚燒爐，(8000×3650×4553，焚燒爐內襯擺放整齊的格子磚))余熱鍋爐(1.8噸)回收系統。工藝方面：物料在炭化爐中被加熱炭化的同時析出大量的揮發分氣體，析出的氣體從炭化爐上部兩側的管道引出進入到焚燒爐中進行燃燒。焚燒爐采用耐火磚砌成，是炭化尾氣燃燒的場所，負責為炭化爐及余熱鍋爐提供熱源(熱源主要為炭化焚燒爐提供，多余到鍋爐焚燒爐)。焚燒爐的焚燒室經過配風使揮發分氣體充分燃燒后放出大量的熱，產生的高溫氣體(900℃左右)一部分由高溫廢氣管道進入到炭化爐爐體中、物料通道外，通過熱輻射加熱物料通道，為物料炭化提供熱量，然后由爐體進料端廢氣管口處排出到冷卻系統(廢氣冷卻器)中；多余揮發分氣體進入中間焚燒爐燃燒后給余熱鍋爐提供熱量(閥體控制開度)。產生1.0MPa 蒸汽進入蒸汽管網為活化車間及其它各用氣點提供所需蒸汽。從余熱鍋爐出來的煙氣與炭化爐出來的廢氣經引風機進入脫硫除塵塔進行脫硫除塵，最后，符合國家排放標準之后的廢氣經煙囪排入大氣。

過去因揮發分氣體里含有粉塵、焦油等雜質，堵塞管道，炭化產生的氣體到達不了焚燒爐，從炭化爐爐頭外溢，致使車間環境惡劣，造成停產。工人清掏管道時擰開炭化爐爐頭與揮發分管道之間的法蘭螺絲，用提前準備好的鐵管進行疏通，疏通完畢再擰緊螺栓，由于地方空間狹小，清掏工具施展不開，費時費力。工人們現場操作不熟練，再加上炭化爐爐頭兩側通過碳鋼管與焚燒爐進氣口連接，粉塵、焦油等可燃物質在管道里高溫下容易著火，致使炭化爐揮發分管道曾經燒壞，嚴重制約生產。

現在從炭化爐爐頭兩側與焚燒爐進氣口連接￠500mm的碳鋼管全部換成￠750mm，管子內部用耐火特異型磚砌筑，在管道的兩端開兩個進風口，焦油等可燃物進入管道后可以高溫燃燒，對管道沒有任何損壞。管道的合適位置，專門留了三個快開門，每天操作工帶好頭盔，打開快開門，用準備好的壓縮空氣對其中的管道進行吹掃即可，簡單易行，以前追掃管道最低用時4個小時，現在吹掃一臺炭化爐揮發分管道最多用時2小時左右，大大節省了吹掃時間。

3 應用情況及經濟社會效益

以前吹掃一臺炭化爐揮發分管道最低用時4個小時，現在最多用時2小時左右。按目前生產狀況，一臺炭化爐每小時產炭化料0.7噸計算，一天可以多產1.4噸炭化料，從2015年9月到年底，大約120天時間，可多產炭化料170噸/臺。每噸炭化料售價按市場價1200元/噸，除去原料成本、人工成本、電費等800元/噸，共產生利潤(1200-800)×1.4×120=67000元/臺。

4 總體性能指標與集團公司其它單位技術比較

目前公司此炭化爐、焚燒爐、鍋爐系統運行良好，此項改造在大同市所有活性炭廠中是第一家，技術領先。既增加了產量，又減輕了工人勞動強度。

[1]同煤集團金鼎活性炭操作規程[S].