焦化大煙囪冒白煙、黑煙、黃煙到底是什么？

冶金焦化

2021年6月2日 11:57

廠里大煙囪總是冒著煙，白煙、黑煙、黃煙、“火煙”、無煙等等。很多人認為白煙是水蒸氣，沒有污染；另一部分則認為白煙也是污染，避之而不及。到底怎么回事？

白煙

焦化大煙囪冒白煙、黑煙、黃煙到底是什么？的圖1

白煙應該是我們現(xiàn)在最常見的煙，而且有很多人會發(fā)現(xiàn)天氣越冷白煙越明顯。那這白煙到底是什么？

為什么天越冷越明顯呢？其實大部分白色的“煙柱”，特別是在寒冷天氣看到的，是水蒸氣（和凝結(jié)的小水滴）。鍋爐的給水箱都配有一個煙囪，排放水蒸氣和空氣。

水是燃燒的重要副產(chǎn)物之一，所以在煤、油和天然氣鍋爐的煙囪中都有水蒸氣。當然，這并不絕對，向上文講的白煙里就有很多污染物質(zhì)！

黑煙

焦化大煙囪冒白煙、黑煙、黃煙到底是什么？的圖2

1 煙囪冒黑煙現(xiàn)象的原因分析

1.1 焦爐炭化室與燃燒室爐墻竄漏

焦爐的炭化室和燃燒室之間，僅以炭化室墻相隔開，如果爐墻不嚴密而存在裂縫，在裝煤初期，由于大量水汽的形成，煤氣發(fā)生量較大，對爐墻表面形成的壓力也就很大，此時大量的荒煤氣很容易順著不嚴密的磚縫涌人燃燒室內(nèi)，不但破壞了燃燒系統(tǒng)的正常燃燒，而且會造成加熱煤氣和荒煤氣都無法充分燃燒，隨燃燒廢氣經(jīng)下降火道排至廢氣系統(tǒng)，最終以帶黑顏色的氣體從煙囪冒出。造成爐墻不嚴密的原因為:

（1）溫度變化的影響。在生產(chǎn)過程中，反復開關(guān)爐門，裝煤、出焦時溫度變化產(chǎn)生的熱應力對爐墻產(chǎn)生影響，這種影響使爐頭部位在投產(chǎn)3－5 年就開始發(fā)生剝蝕或裂紋。隨著生產(chǎn)時間的推移，損壞程度不斷增加，并向爐內(nèi)延伸; 裝煤口部位因受外界冷氣流的影響，也很快形成剝蝕、裂紋等損傷。炭化室墻面出現(xiàn)裂紋后，摘裝爐門及推焦所產(chǎn)生的機械應力對爐墻裂縫的擴大和墻面變形的加劇起著促進作用。

（2）部分耐火磚由于質(zhì)量稍差會隨著焦爐的烘爐、生產(chǎn)會逐漸開裂，嚴重的甚至會形成熔洞。此外，耐火磚縫內(nèi)灰漿會逐漸脫落，耐火泥與爐墻磚的粘合也會產(chǎn)生不穩(wěn)。這些都會致使爐體不嚴密。

（3）爐頭部位易串漏。在焦爐出焦、爐門敞開時，炭化室墻就會與外界的冷空氣接觸，爐頭部位極易承受外界冷空氣的侵蝕而形成竄漏。

（4）負壓操作的影響。正常生產(chǎn)時，焦爐炭化室內(nèi)的煤氣壓力應始終大于同標高的相鄰燃燒室處壓力，并且高于外界大氣壓。炭化室內(nèi)的荒煤氣在高溫下會產(chǎn)生裂解，裂解形成的石墨填充在磚縫之間和裂縫之間，保持炭化室墻面嚴密。如當集氣管壓力波動造成壓力偏低時，炭化室內(nèi)就可能呈負壓狀態(tài)，此刻燃燒室中的廢氣就會流人炭化室內(nèi)，而且爐門不嚴密處也會往炭化室內(nèi)吸進空氣，燒掉磚縫中的石墨，造成燃燒室爐墻出現(xiàn)串漏。

（5）因生產(chǎn)需要，變更結(jié)焦時間，而焦爐鐵件沒有及時進行調(diào)整，使爐體的收縮、膨脹處于無序狀態(tài)，進而易將墻面拉開，出現(xiàn)裂紋。引起爐體不合理的膨脹式收縮，而引起竄漏冒黑煙。

1.2空氣過剩系數(shù)不合理

合理的空氣過剩系數(shù)是保證焦爐加熱系統(tǒng)煤氣完全燃燒的必要條件，如當空氣過剩系數(shù)偏大時，火道內(nèi)的火焰變短，既不利于高向加熱的均勻性，還會增加加熱系統(tǒng)的阻力; 而當空氣過剩系數(shù)偏小時，則會導致進入立火道的煤氣因缺氧而不能完全燃燒，此時焦爐煙囪易出現(xiàn)黑煙。

1.3加熱系統(tǒng)設備的因素

有些焦爐在換向一段時間后煙囪開始冒煙，說明吸力比剛交換后逐漸變小了，空氣量吸入不足，而分總煙道吸力又沒有調(diào)節(jié)。故造成此種現(xiàn)象應從加熱系統(tǒng)的設備來找原因。

（1）上升氣流時，廢氣盤上進風門空氣蓋板提起高度不夠或個別未提起，使得上升氣流的阻力增大，上升氣流立火道內(nèi)的空氣量不足，造成燃燒不完全。

（2）下降氣流時，廢氣盤風門蓋板未關(guān)嚴，使得與之相連的下降氣流通道內(nèi)的吸力減少，燃燒室內(nèi)的廢氣排出不暢，而煤氣還在不斷地進入上升火道內(nèi)，煤氣得不到充分燃燒，產(chǎn)生大量的黑煙。

（3）廢氣砣發(fā)生故障無法提起或廢氣砣提起高度不夠，使得對應的燃燒室火道內(nèi)的廢氣排出困難，空氣量吸入不足，煤氣得不到充分燃燒而冒煙。

2 對煙囪冒黑煙的處理及預防措施

（1）熱修人員每季度對炭化室爐墻進行檢查，建立檢查臺帳，并根據(jù)爐墻存在問題及時進行處理。

（2）加強爐體的密封工作，堅持能抹不噴，能少噴則少噴的原則，盡量減少因噴補過多造成對爐體的二次傷害，形成新的竄漏，要求提高操作水平，減少操作時間。

（3）對爐墻存在裂縫，噴補工具從焦爐機、焦兩側(cè)或爐頂均難以噴到的情況，要求熱修人員詳細記錄，在每次裝煤時，安排人員到焦爐爐頂打開相應的燃燒室立火道看火孔蓋，部分竄漏未及時燃燒的黑煙從爐頂看火孔冒出，大煙囪冒黑煙現(xiàn)象減輕。

（4）加強爐門的修理工作，變以堵為主為以修為主，及時敲打刀邊，確保爐門刀邊與爐門框的緊密接觸，以防空氣吸入而燒掉爐墻的石墨。

（5）加強護爐鐵件的測量調(diào)節(jié)工作、保證爐體均勻合理地膨脹。

（6）保持合理的空氣過剩系數(shù)。要按操作規(guī)程要求，按時測定空氣過剩系數(shù)，如不符合規(guī)定，應進行及時調(diào)整。

（7）加強對交換設備的檢查，確保交換到位，煤氣充分燃燒。

（8）加強生產(chǎn)管理，避免工業(yè)水和氨水等溢流爐頂，減少對爐墻的損害。

（9）加強焦爐無煙裝煤的管理，要求上升管蓋打開不能超過兩個，使用高低壓氨水的時間要短裝煤時要求煤車導套與爐頂表面接觸嚴密，防止冷空氣抽入，裝完煤后及時將裝煤孔蓋蓋上，防止冷空氣大量進入，燒損爐墻石墨。

黃煙

焦化大煙囪冒白煙、黑煙、黃煙到底是什么？的圖4

煙囪排放的煙柱如果是黃色，這種煙氣中含有大量的硫化物，說明該鍋爐的脫硫設備未投入使用。

“火煙”

焦化大煙囪冒白煙、黑煙、黃煙到底是什么？的圖5

在化工廠里，總是可以看到一種冒著火焰的“煙囪”，它日夜不停地燃燒著。其實，這并非是煙囪，它的名字叫做安全火炬。化工廠在生產(chǎn)過程中，會產(chǎn)生很多易燃易爆的氣體，其中很多對人體有害。

它們多數(shù)比空氣重，如果放入大氣，經(jīng)蔓延，會沉積在地面上，并達到很高的濃度，這會造成嚴重的環(huán)境污染，危害人體健康，如若碰到火種，將造成火災，甚至爆炸。

為了防止這些危險發(fā)生，人們把它們集中起來燒掉，以防后患。火炬將這些易燃、易爆、有毒、有腐蝕性的氣體通過燃燒變成無害的二氧化碳、水或無毒、毒性較小的其它物質(zhì)。

將這些燃料直接這樣燒掉，的確有些浪費，所以工廠正在千方百計地把火炬氣體回收，作為有用的燃料。但是，即使回收得比較徹底，火炬還是不能廢除的，因為在發(fā)生意外事故時，仍然必須通過它，將大量的可燃氣體燒掉，以確保安全。所以，火炬裝置可以說是化工廠的最后一道安全屏障。

冷卻塔

焦化大煙囪冒白煙、黑煙、黃煙到底是什么？的圖6

還有一種被誤認為煙囪的，其實是冷卻塔，除非冷卻塔發(fā)生火災否則都是排出來的水蒸氣和一些微量殺菌滅藻的藥品。

冷卻塔是利用水與空氣流動接觸后進行冷熱交換產(chǎn)生蒸汽，蒸汽揮發(fā)帶走熱量達到蒸發(fā)散熱、對流傳熱和輻射傳熱等原理來散去工業(yè)上或制冷空調(diào)中產(chǎn)生的余熱來降低水溫的蒸發(fā)散熱裝置，以保證系統(tǒng)的正常運行，故上方的是水蒸氣。

無煙

焦化大煙囪冒白煙、黑煙、黃煙到底是什么？的圖7

基本無煙有兩種情況，一種情況是安裝了環(huán)保設施，同時機組安裝了GGH煙氣換熱器。其原理就是通過加熱增加排煙溫度，使煙氣排的更高，但由于故障率高、投資運行費用極高正在逐步被淘汰。另外一種情況就是未安裝環(huán)保設備，但是煤質(zhì)較好或者進行了簡單的脫塵處理，但是煙氣含有大量的二氧化硫和氮氧化物，危害比白色煙體要嚴重的多。