第8章 高炉煤气处理系统

i——布袋允许的过滤负荷，一般取30～ 35m3/m2·h。
H Qt F
式中： t ——煤气在圆筒部分停留时间， 一般12～15s，大高炉取低值；
F——除尘器截面积，m2； （3）核核高径比 ：
一般在1.00～1.50之间，大高炉取低值。
（4）排灰装置——螺旋清灰器
螺旋清灰器
1－筒形给料器；2－出灰槽；3－螺旋推进器；4－喷嘴； 5－水和灰泥的出口；6－排气管
2. 影响除尘效率的因素
（1）喉口处煤气流速： 当耗水量一定时，喉口流速越高则
除尘效率越高；
（2）耗水量有关： 当喉口流速一定时，耗水量多，除
尘效率也相应提高。
3. 特点 压力损失较大，适用于高压高炉。
二. 静电除尘器
1. 除尘原理：
当气体通过两极间的高压电场时，由 于产生电晕现象而发生电离，带阴离子的 气体聚集在粉尘上，在电场力作用下向阳 极运动，在阳极上气体失去电荷向上运动 并排出，灰尘沉积在阳极上，用振动或水 冲的办法使其脱离阳极。
以入口和出口的压力差表示。
4. 水的消耗和电能消耗
水、电消耗一般以每处理1000m3 标态煤气所消耗的水量和电量表示。
8.1 煤气除尘设备及原理
8.1.1 粗除尘设备
一. 重力除尘器 1. 除尘原理：
煤气经中心导入管后，气流突然转向，流 速突然降低，煤气中的灰尘颗粒在惯性力和重 力作用下沉降到除尘器底部。
负极为电晕极，正极为沉淀极。
2. 结构形式： 有单管式、套筒式和平板式三种类型。
a－单管式；b－板式；c－套筒式
3. 影响除尘效率的因素 （1）荷电尘粒的运动速度。 （2）沉淀极比表面积愈大除尘效率愈高。 概念：沉淀极比表面积是指在1s内净化1m3煤 气所具有的沉淀极面积。
（3）煤气流速与入口煤气含尘量。 （4）喷水冲洗沉淀极上的尘粒，可以提高除 尘效率。
指单位时间处理的煤气量，一般用 每小时所通过的标准状态的煤气体积流 量来表示。
2. 除尘效率
指标准状态下单位体积的煤气通过 除尘设备后所捕集下来的灰尘重量占除 尘前所含灰尘重量的百分数。
m1 m2 100 %
m1
式中
——除尘效率，%；
m1、m2——分别为入口和出口煤气标态
含尘量，g/m3
3. 压力降 指煤气压力能在除尘设备内的损失，
（ 5）灰尘本身的性质和数量。
4. 特点
（1）除尘效率高，煤气含尘量降至 5mg/m3以下； （2）除尘效果不受高炉操作条件的影响； （3）压力损失小； （4）一次投资高。
三. 布袋除尘器 1. 除尘原理：
为过滤除尘，含尘煤气流通过布袋 时，灰尘被截留在纤维体上，而气体通 过布袋继续运动，通过振动或反吹将粉 尘清落卸出，属于干法除尘。
结构图：
1－煤气导入管； 2－洗涤塔外壳； 3－喷嘴； 4－煤气导出管； 5－人孔； 6－给水管
2. 工作原理 煤气从塔体下侧进入，在向上运动的过
程中，与雾化水相遇，灰尘被水滴浸润凝结 成较大的颗粒沉降塔底，再经水封排出，同 时煤气与水还进行热交换，使煤气温度降至 40℃以下，半净煤气由塔顶排出 。
3. 特点：
（1）除尘效率可达到80%，可以除去粒度 大于30m的灰尘颗粒，出口煤气含尘可降 到2～10g/m3； （2）阻力损失较小，一般为50～200Pa。
二. 旋风除尘器
1. 工作原理 含尘煤气以10～20m/s的标态流速从切线
方向进入后，在煤气压力能的作用下产生回旋 运动，灰尘颗粒在离心力作用下，被抛向器壁 积集，并向下运动进入积灰器。
2. 结构
布袋除尘器示意图 1－布袋； 2－反吹管； 3－脉冲阀； 4－脉冲气包； 5－箱体； 6－排灰口
3. 计算 总过滤面积根据布袋可能承受的过滤负
荷进行计算。
概念：
过滤负荷是指每平方米布袋每小时允许 过滤的煤气量。
布袋总面积计算：
式中：
A Q i
A ——除尘器总过滤面积，m2；
Q——除尘器过滤煤气总流量，m3/h；
3. 影响除尘效率的主要因素
（1）水的消耗量；
（2）水的雾化程度；
（3）煤气流速。
4. 水封排污装置
5. 特点 （1）除尘效率80～85％； （2）压力损失80～200Pa
二. 溢流文氏管 1. 结构
溢流文氏管示意图 1－煤气入口； 2－溢流水箱； 3－溢流口； 4－收缩管； 5－喉口； 6－扩张管
喉口流速，m/s 50～70
喷水量，t/103m3 溢流水量，t/103m3Fra bibliotek3.5～4.0
0.5
8.1.3 精细除尘设备
一. 文氏管
1. 除尘原理：
与溢流文氏管相同，只是通过喉口部 位的煤气流速更大，气体对水的冲击更加 激烈，水的雾化更加充分，可以使更细的 粉尘颗粒得以湿润凝聚并与煤气分离。
2. 结构示意图
旋风除尘器
3. 特点：
旋风除尘器可以除去大于20µm 的粉尘颗粒，压力损失较大，为 500～1500Pa。
8.1.2 半精细除尘设备
一. 洗涤塔 1. 结构：
内设三层喷水管，每层都设有均布的 喷头，最上层逆气流方向喷水，喷水量占 总水量的50％，下面两层则顺气流方向喷 水，喷水量各占25％。
2. 工作原理
工作时溢流水箱的水不断沿溢流口流入收 缩段，保持收缩段至喉口连续地存在一层水膜， 当高速煤气流通过喉口时与水激烈冲击，使水 雾化，雾化水与煤气充分接触，使粉尘颗粒湿 润聚合并随水排出，并起到降低煤气温度的作 用。
3. 溢流文氏管主要设计参数
收缩角 20º～25º
扩张角 6º～7º
喉口长度，mm 300
2. 结构示意图
重力除尘器 1－煤气下降管，2－除尘器；3－清灰口；4－中心导入管；5－塔前管
3. 主要尺寸——圆筒部分直径和高度 （1）圆筒部分直径（D）：
D 1.13 Q v
式中： Q ——煤气流量，m3/s； v——煤气在圆筒内的速度，约 0.6～1.0m/s。高压操作取高值。
（2） 圆筒部分高度（H）：
8 高炉煤气处理系统
包括湿法除尘和干法除尘两种。
一. 湿法除尘： 常采用洗涤塔——文氏管——脱
水器系统。
工艺流程
工艺流程
湿法净化系统流程图
二. 干法除尘 一种是用耐热尼龙布袋除尘器（BDC）； 一种是用干式电除尘器（EP）
干法净化系统流程图
三. 评价煤气除尘设备的主要指标：
1. 生产能力