干法除尘技术

随着过滤过程的不断进行，滤袋上的粉尘越积越多，过滤阻力不断增大。当阻力增大（或时间）到一定值时，电磁脉冲阀启动，进行脉冲喷吹清灰，喷吹气采用氮气，清理的灰尘落入灰斗。当灰斗中的灰尘累积到一定量（由料位计控制或时间控制）时，卸灰球阀、卸料阀自动启动，灰尘经卸料阀卸入输灰管道，由高压净煤气（故障时用氮气）将灰尘输送至灰仓，由汽车运出厂区。
但是，在推动大型高炉煤气干式除尘的具体实施过程中，必须以科学态度认真对待。不同钢铁厂原料不同，冶炼强度不同；各地气侯条件不同，产生的高炉煤气含灰含尘性质不同，对干式除尘工艺要求也不尽相同，不能生搬硬套，工艺设计人员必须按不同条件认真区别对待，针对性设计才能使工艺逐步完善。目前高炉煤气干式除尘技术尚存在一些薄弱环节，有待各方面技术人员去研究、逐步完善。
1）箱体直径加大后，单排布袋数量增多，脉冲阀的能力难以进行有效的反吹清灰。
2）箱体直径加大后，使箱体内的气流均匀分布更难。
3）箱体直径加大后，使灰斗排灰的难度加大。
针对以上问题采取了以下技术措施
1）箱体设双气包，从两侧对布袋进行反吹清灰。
2）箱体出口设在上部椭圆封头的中央，箱体进口上部设有气流分配板。
高炉煤气干法除尘技术
更新时间：09-7-30 18:11
高炉煤气是高炉炼铁过程中产生的气体，一氧化碳含量很高，是一种毒性很强的低热值气体，也是钢铁企业内部生产使用的重要二次能源。吨铁煤气热量相当于170Kg～180Kg标准煤，充分利用高炉煤气是钢厂节能降耗的重要工作之一。
高炉煤气中夹带着很多粉尘，称之为荒煤气，不进行除尘净化将无法使用。因此，荒煤气的净化是高炉煤气利用不可缺少的环节。这首先要经过粗除尘，除掉大颗粒粉尘，然后进行精除尘，精除尘后的煤气称之为净煤气。一般情况下，煤气用户要求净煤气含尘量小于10mg/m3，经过净化的高炉煤气不仅可以用于余压发电，还可以提供给热风炉等用户进行再利用。
2清灰系统
目前,本系统使用的反吹清灰方式为氮气脉冲反吹,主要设备由贮气罐、喷吹管、脉冲阀、分气包等组成;低压氮气通过脉冲膜片阀产生脉冲气流,振落滤袋外表面附着的积灰而达到清灰的目的。此套系统自动化程度高、效果显著,当设备发生故障或不符合反吹条件时,PLC可自动发出指令封锁一切现行的操作,以此来杜绝较大事故的发生。
6可充分利用煤气显热:净煤气温度比湿法提高约100℃;
7干式TRT可多发电30%以上
8降低焦比，由于干法除尘后的煤气温度较高，供给热风炉后，风温提高50℃以上，可降低焦比;
9环保，由于不需要污水处理系统，可减少污染。
高炉煤气干法除尘原理
更新时间：09-7-30 18:17
1概述
高炉煤气干法布袋除尘装置主要由除尘器箱体（净煤气室、荒煤气室、灰斗组成，荒煤气室、净煤气室之间用花板隔离）、脉冲反吹系统、卸输灰系统、阀门、膨胀节、电气、仪表及自动化控制系统等组成。
干法布袋除尘技术的发展
干法布袋除尘器在我国发展较早，20世纪70年代初期就用于中小型高炉，取得了很好的效果。首座干法布袋除尘器于1974年11月在涉县铁厂13m3高炉上建成；1981年5月在临钢3号高炉上建成第一座100m3高炉煤气干法布袋除尘器，效果显著。到了20世纪90年代末期，电磁脉冲阀的采用，使得布袋清灰方式由反吹风改为脉冲喷吹清灰，过滤方式由内滤式改为外滤式，并采用玻纤针刺毡等新滤料，使高炉煤气干法布袋除尘工艺由大布袋反吹风方式发展为固定列管式喷吹清灰方式。干法除尘技术获得了新生，进入了新的发展阶段。
在大型高炉煤气干法布袋除尘技术中有这样几个关键技术：一是荒煤气高低温对策，采用高炉炉顶喷雾打水和荒煤气放散系统相结合的工艺方式。二是采用大直径箱体，减少占地面积，降低配套阀门、仪表电器等设备的一次投资及维护成本，以便维护。三是双向电磁脉冲喷吹技术。四是采用压力可调式正压气力输送装置，具有投资小、运行费用低、故障少、密封性好、输灰过程无二次污染等优点。五是除尘内部结构优化，在气流分布和安全方面做了大量工作。六是滤料选择合理，选用了耐高温、抗折性、抗拉性较好的P84复合针刺毡滤料。七是在选用的阀门内喷涂了耐磨的涂层，密封圈选用了耐高温、高强度的材料。八是补偿器的不锈钢材质选用耐氯、硫、耐酸腐蚀强的材质。九是系统采用了PLC或DCS自动控制，工艺控制更加可靠。
3）箱体下部灰斗设计加大排灰角度，加强保温伴热，同时还设有氮气炮和舱壁震动器。
2气力输灰Байду номын сангаас术的应用
传统应用在小型高炉上的高炉煤气布袋除尘的输灰系统均采用螺旋输送机或埋刮板机等设施进行输灰，在大高炉煤气布袋除尘的设计中采用气力输灰技术，与传统的机械输灰相比具有以下优点：
1）设备数量大幅度减少，使输灰系统的投资降低。
与传统湿法除尘比较,高炉煤气全干法除尘技术主要优点如下:
1投资省:干法投资仅为湿法投资的70%;
2占地少:面积不到湿法的50%;
3不耗水,少污染:吨铁节水0.7~0.8 m3;
4动力消耗少,节电效果明显,采用干法除尘后，没有冷却水，也就不需要污水处理系统，可降低电耗;
5煤气净化效果好:煤气含尘低于3 mg/m3;
3输卸灰系统
该系统流程为“上灰仓→中间灰仓→埋刮板机→斗式提升机→高位灰仓→加湿机→下灰仓→外运”。此系统流程太长,运行中不可避免地出现二次扬尘现象,目前国内还无较好的解决办法。包钢、济钢采用新开发的高炉煤气除尘罐车输灰装置克服了上述缺点,但在应用上还需进一步完善。
4煤气调温系统
干法除尘所选用的滤袋能承受的最高温度大概为280℃左右,而进入滤袋除尘器的煤气温度下限应高于露点30℃,因此,为防止温度超高烧损滤袋或因温度低而粘结滤袋,有效地控制进入箱体的煤气温度对布袋除尘器的正常运行是极为重要的。大中型高炉在操作中正常煤气温度在120- 210℃之间,如出现炉况不顺时煤气温度偏高的情况多于偏低的情况,目前国内通常采用调温系统来控制煤气温度以利除尘系统的运行,其工艺流程如图2。
工艺流程
图中干式煤气布袋除尘技术主要工艺系统由以下几部分组成。
1过滤系统
该系统工艺过程为高炉煤气在符合运行条件下进入干式除尘,经滤袋过滤产生净煤气后通过调压阀组或TRT发电后进入煤气管网供用户使用。在此系统中采用的滤料主要是玻璃纤维针刺毡或氟美斯针刺毡,它以5. 5μm的玻璃纤维为主体,配以一定量的高温纤维(P84 ,美塔斯,PPS)制成,具有三维微孔结构,运行阻力低,特别是P84纤维截面呈不规则叶片状,纤维表面积增加了80 %左右,因此具有较强的阻尘与捕尘能力。
包钢4#高炉实施全干式煤气布袋除尘改造后,产生了良好的经济和社会效益,从近期的运行情况看,该系统值得肯定的是余压发电的能力提升,水资源节约,煤气含尘量降低,与湿法除尘相比煤气温度可大幅度提高等。包钢4#高炉实施煤气除尘改造后按日产铁4 400 t计算比较湿法除尘可获得的经济效益如表1。
莱钢3#高炉(750 m3)全干式煤气布袋除尘已顺利运行近4年,相比较湿法除尘各项指标效果明显。表2为莱钢3#高炉煤气除尘改造前后的指标对比。
近年来，冶金行业无论是新建或者是旧高炉的扩建，中小型高炉相继改为新型高炉煤气干法布袋除尘工艺系统。经过持续的应用和改进，干法布袋除尘技术在中小高炉除尘上已趋近成熟。
大型高炉煤气干法布袋除尘技术
中小高炉上干法布袋除尘器的成功使用，为大型高炉上采用干法布袋除尘器奠定了基础。同时，大型高炉设备完善，炉料条件比较好且稳定，冶炼操作过程平稳，煤气温度、压力、含湿量等波动较小，煤气含灰量也比小型高炉低，理论上比中小高炉更具备采用干法布袋除尘的条件。
高炉煤气干法除尘主要应用技术
更新时间：09-7-30 18:22
1大直径箱体的应用
传统应用在小型高炉上的高炉煤气布袋除尘的箱体的直径一般在φ2.6m～φ3.2m之间，个别高炉的箱体的直径做到φ4.0m，在大高炉煤气布袋除尘的箱体基本上采用φ5.2m直径的箱体，在唐钢3200m3高炉上采用了φ6.0m直径的箱体。大直径箱体的应用具有减少投资、节省占地、简化操作等优点，但也带来如下问题:
当煤气温度在正常情况下(炉顶上升管煤气温度低于300℃时)煤气走旁通管,进入布袋可正常工作。当炉顶上升管煤气温度达300 - 350℃时,马上切换到调温系统,启动风机吸入冷风进行热交换降温,以保证布袋除尘器煤气温度控制在300℃以下。当炉顶上升管煤气温度高于350℃时(这种情况出现几率较小,由于炉顶设有喷水降温设施)必须进行炉顶打水或其他高炉操作手段进行煤气降温;当温度低的时候,启动风机吸入热风炉废气进行升温,此系统升、降温的能力是正负40℃之间,基本能满足高炉操作的要求。
2结构特点
1）高炉煤气干法布袋除尘装置是由数除尘器箱体并联组合而成，并由过滤、清灰、粉尘输送、自动控制组成的一个系统。
2）滤袋采用耐高温、高负荷、高强度的特种滤袋，使用寿命长。
3）采用外滤过滤形式，滤袋从箱体上部更换，换袋方便。
4）采用脉冲喷吹清灰技术，清灰能力强，除尘效率高，能耗少，钢耗小，占地面积小，运行稳定可靠，运行成本低，经济效益好。
国外应用
据调查,日本在役的大型高炉中,采用了全干法除尘11座、干湿两用的有29座,湿法除尘的有18座。据了解,在日本住友金属工业公司鹿岛厂2# 4800 m3高炉、神户制钢公司加古川厂3# 4500 m3高炉、JFE千叶厂6# 5153 m3高炉均已采用干法除尘。
高炉煤气干法除尘技术优点
更新时间：09-7-31 11:35
大型高炉煤气干法除尘推广任重而道远
高炉煤气干法布袋具有除尘基本不用水、无污染、能耗小、运行费低等优点，能产生很大的经济效益，位于国家钢铁行业当前首要推广的“三干一电”（高炉煤气干法除尘、转炉煤气干法除尘、干熄焦和高炉煤气余压发电）之首，是一项有效的重大综合节能环保技术，它在全国高炉上的推广应用，对我国钢铁工业可持续发展和提高竞争力具有重要意义。
高炉煤气干法除尘技术国内外应用情况
更新时间：09-7-31 11:17
国内应用
高炉干法除尘是中国钢铁工业协会重点推荐应用的高炉煤气净化技术,已经采用全干法除尘的大中型高炉主要有:莱钢两座2218 m3、通钢1086m3、韶关2500 m3、柳钢1080 m3、攀钢1350 m3。与湿法除尘相比,不仅简化了工艺系统,从根本上解决二次水污染及污泥的处理问题,而且配合干式TRT可合理利用煤气显热,显著提高发电水平。
2）与传统的机械输灰相比，气力输灰使整个除尘设施降低3m左右，减少了投资。
5）采用气体输送技术，输灰效果好，成本低，且不产生二次污染。
高炉煤气干法除尘工艺流程
更新时间：09-7-30 18:21
目前各高炉采用干式煤气布袋除尘技术的工艺主要有2种:①外滤式脉冲小布袋除尘;②干式煤气布袋除尘。干式煤气布袋除尘采用的是内滤式加压反吹大布袋除尘,该系统在运行中存在对滤袋质量要求较高(目前滤料均为进口) ,系统设备繁多、操作复杂、清灰效果差、反吹时影响高炉顶压等不利因素,后经多年技术改进,现在基本可以满足运行需要,但在全国范围使用较少。而外滤式脉冲小布袋除尘是近几年才发展起来的成熟技术,也是目前国内煤气除尘采用的主流技术,该技术操作简单、除尘效率高、运行稳定安全,图1为该系统工艺。
高炉煤气经重力除尘和旋风除尘后，由荒煤气主管分配到布袋除尘器各箱体中，并进入荒煤气室，颗粒较大的粉尘由于重力作用自然沉降而进入灰斗，颗粒较小的粉尘随煤气上升。经过滤袋时，粉尘被阻留在滤袋的外表面，煤气得到净化。净化后的煤气进入净煤气室，由净煤气总管输入煤气管网。
当荒煤气温度过高或过低时，系统将自动关闭荒煤气进气总管蝶阀，同时打开荒煤气放散阀组，进行荒煤气放散，荒煤气放散阀组亦可有效控制高炉炉顶压力。
但是，由于大型高炉煤气发生量多，势必要成倍增加箱体数量，而每个箱体上均有阀门、补偿器、一次仪表等，这使得整个干法除尘器的故障点大量增多，同时占地面积也大大增加。为解决大高炉干法除尘器箱体数量多、可靠性低的缺点，瑞帆企业在干法除尘工艺、设备、关键配套件、输灰系统等方面做了系统深入的研究。通过大量的论证，瑞帆企业对小型高炉干法除尘进行了大量的技术改进，并通过包钢6座高炉、宝钢2500m3、唐钢3200m3高炉干法除尘应用实践证明，在大高炉上采用干法除尘完全是可行的。