内容发布更新时间 : 2024/9/25 10:37:52星期一 下面是文章的全部内容请认真阅读。

对高炉煤气干法除尘与湿法除尘地重新评价

刘全兴

<青岛钢铁集团公司）

摘要：随着钢铁工业地发展,新建中小高炉普遍采用高炉煤气干法除尘；有地大型高炉新建或扩建也有采用高炉煤气干法除尘地趋向.高炉煤气干法除尘确实回收煤气物理热、节水、节电地良好效果.但是,不容忽视地是高炉煤气干法除尘占地大、维护费用高、有效工作温度区间窄、净化煤气效果差、TRT风机叶片磨损、设备振动大,殃及所有用户等突出弊端.高炉地操作与管理难以满足煤气净化地工艺要求.也时常存在“侥幸”心理,加之操作人员技术水平不佳,时而出现大量烧毁布袋地事故.给设备造成重大损失,我们要认真应对与反思,重新审视高炉煤气干法除尘地工艺,真正做到合理选择技术路线,加强系统含尘量检测,强化操作温度控制,技术更换破损布袋和系统功能完善,保证煤气净化达标,设备长期稳定运行.b5E2RGbCAP 关键词：高炉煤气 干法除尘湿法除尘

1. 前言

随着钢铁工业地发展,新建中小高炉普遍采用高炉煤气干法除尘；有地大型高炉新建或扩建也有采用高炉煤气干法除尘地趋向.已经采用全干法除尘地大中型高炉主要有: 莱钢两座 2218 m3、通钢 1086m3、韶关 2500 m3、柳钢 1080 m3、攀钢 1350 m3、鞍钢 2580 m3.与湿法除尘相比, 高炉煤气干法除尘不仅简化了工艺系统, 从根本上解决二次水污染及污泥地处理问题, 确实回收煤气物理热、节水、节电地良好效果.而且配合干式 TRT可合理利用煤气显热, 显著提高发电水平.国家也明令支持这一节能减排、绿色环保地技术路线.但是,不容忽视地是高炉煤气干法除尘占地大、维护费用高、有效工作温度区间窄、净化煤气效果差、TRT风机叶片磨损、设备振动大,殃及所有用户等突出弊端.高炉地操作与管理难以满足煤气净化地工艺要求.也时常存在“侥幸”心理,加之操作人员技术水平不佳,时而出现大量烧毁布袋地事故.在我国北方寒冷地区冬季生产布袋除尘和排灰系统温度过低,严重结露,较细地排灰管道堵塞,给设备造成重大损失,直接影响生产.我们要认真应对与反思,重新审视高炉煤气干法除尘地工艺,真正做到合理选择技术路线,加强系统含尘量检测,强化操作温度控制,技术更换破损布袋和系统功能完善,保证煤气净化达标,设备长期稳定运行.p1EanqFDPw 2. 高炉煤气干法除尘与湿法除尘工艺比较

从高炉炉顶排出地煤气含尘量在10～40g/Nm3,如果不进行除尘和清洗,这种煤气是没有使用价值地,因为大量含尘地煤气在燃烧时,会将化工焦炉燃烧室格子砖,高炉热风炉蓄热室格子砖及轧钢厂加热炉烧咀,烧结机点火器堵塞,同时在长途输送途中,也会造成管道堵塞,冲刷、腐蚀管壁,使得整个系统维护量加大,甚至影响生产.DXDiTa9E3d 从高炉煤气地除尘、清洗发展来看,其工艺流程随着科学技术进步,设备改造也在不断发展.目前新建中下高炉基本上采用干法除尘工艺.而大型高炉煤气清洗工艺基本上有两种：即高炉煤气干法除尘与湿法除尘.或两种工艺兼而有之.而湿法除尘又有塔文工艺、双文工艺和比绍夫等工艺方法.随着喷嘴地设计优化和喷雾技术进步,比绍夫工艺流程在节水节电,减少设备维护费用,减轻工人劳动强度,确保高炉煤气净化效果,即10mg/Nm3以下地含尘量等方面确有突出表现.RTCrpUDGiT 2. 1高炉煤气地净化地目地

高炉煤气是炼铁生产地副产品,使用冷料时,出炉地煤气温度为120~280℃,煤气含尘量

20~30 g/m3.作为气体燃料要求高炉煤气地含尘量必须达到10 mg/m3以下,因此,必须除尘净化.除尘净化分为湿法和干法两种工艺流程.5PCzVD7HxA 无论高炉煤气干法除尘还是湿法除尘工艺,煤气除尘净化地目地只有一个要求高炉煤气地含尘量必须达到10 mg/m3以下.jLBHrnAILg 2.2 湿法除尘与干法除尘地各自地优缺点

2. 2.1 传统地湿法除尘工艺高炉荒煤气经重力除尘器粗除尘后,进入湿式精细除尘,依靠喷淋大量地水,最终获得含尘量为10 mg/m3以下地净煤气.湿式精细除尘装置又分为塔文系统和双文系统.双文系统就是用溢流文氏管取代了洗涤塔地湿法除尘净化系统.塔文系统和双文系统除尘效率是相同地,都能达到标准要求.双文系统与塔文系统相比,双文系统具有操作维护简便,占地少、耗水省、节约投资等优点.xHAQX74J0X 湿法除尘净化工艺地特点：除尘效果好,净煤气地含尘量低,可达到10mg/m3.整个除尘净化系统设备简单、工艺成熟,易于维护和修理.耗水量大(5.0~5.5t/km3>,煤气清洗后温度降低到42~45℃,煤气压力损失25kPa,煤气机械水含量大,约20~30 g/m3.LDAYtRyKfE 2. 2.2 干法除尘技术优缺点

与传统湿法除尘比较, 高炉煤气全干法除尘技术主要优点：煤气温度不降低,可充分利用煤气显热: 净煤气温度比湿法提高约100 ℃。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。 不耗水,少污染: 吨铁节水 0.7~0.8 m3。 环保,由于不需要污水处理系统,可减少污染.干式 TRT可多发电 30%以上；降低焦比,由于干法除尘后地煤气温度较高,供给热风炉后,风温提高50℃以上,可降低焦比.Zzz6ZB2Ltk 缺点： ①高炉用冶金焦炭质量“恶化”,外购焦炭水分高,高炉已经全部采用

冷料,普遍出现“炉喉冷”现象.顶温低,煤气蒸汽大,满足不了除尘布袋地工况要求.由于种种原因,外购焦炭几乎买不到低水分地焦炭,因此,“炉喉冷”在国内大多数高炉普遍存在.dvzfvkwMI1 ②布袋工作煤气温度工作区间小,长期生产难以稳定.布袋有一定地温度适应性,过高布袋会受到损伤甚至烧坏.现在用玻璃纤维布袋,能耐温300℃.煤气温度过低也不利,会使煤气结露影响布袋工作.高炉荒煤气温度工作区间一般在100-260℃之间,布袋工作才是正常地,除尘效果才有保障.然而,在高炉生产地实际情况下,这一温度区间是很难做到地.例如,开炉初期,炉况失常,管道行程、大崩料等特殊炉况时,炉顶温度极易超限,其后果可以想象.要求进入布袋前地温度控制在100~260℃地范围内.但高炉出炉地煤气温度是变化地.大型高炉用往重力除尘器中喷超细水雾,来控制温度上限.实践证明这种方法不好,引起重力除尘器器壁粘灰,放灰困难.现已改为在重力除尘器后用排管外喷水降温,效果不错.用在煤气管道设置烧嘴,来控制煤气温度下限.中、小高炉因场地所限和其他条件,一般不设置升温和降温措施,当煤气温度超过300℃及低于80℃时,就切断进入布袋地煤气,进行短时地放散.当温度正常后,布袋除法器恢复工作,这是一种野蛮操作,不应提倡.rqyn14ZNXI ③ 投资不省,占地不少.采用大量箱体,减少占地面积大,配套阀门、仪表电器等设备地一次投资及维护成本高,维护频繁是不争地事实.据调查,四座500m3高炉地厂,仅布袋维护费用每年不下300-400万元.EmxvxOtOco ④ 工人劳动强度大.布袋箱体结构庞大、复杂,更换布袋工作量大.更换布袋环境差,危险性大。要求自动化程度高.SixE2yXPq5 ⑤ 脏煤气对所有用户危害极大,不可逆,恢复费用惊人.布袋一旦损坏,更换不及时,除尘效果不佳,殃及所有煤气用户.6ewMyirQFL ⑥ 含尘高地煤气磨损煤气设施,损坏煤气发电地转子. ⑦消耗氮气。降低煤气热值.消耗大量蒸汽和电能.

⑧维护费用高.受高炉炉顶温度波动影响,布袋工作要求难度大,很容易损坏布袋.脉冲阀损耗大。冷却器不好用.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地故障点大量增多,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、可靠性低地缺点,许多相关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地研究.kavU42VRUs ⑨糊布袋后,布袋变性,易撕裂,难以发现,造成煤气泄漏。储灰,输灰系统机械故障多。易磨损,环境恶劣,环保压力大.y6v3ALoS89 ⑩冬季粘结,冻堵严重。煤气饱和水高,影响用户.

最近几年干法布袋除尘发展很快,1000m3级及其以下高炉几乎全用布袋除尘结合球式热风炉.取得了明显地效果.太钢3号高炉(1200 m3>,攀钢4号高炉(1350 m3>,包钢4号高炉(2200 m3>,鞍钢新4号高炉(2580 m3>、新5号高炉(2580 m3>也都采用干法除尘.使用过程中也出现过结露、堵灰等现象,一度影响生产.甚至有些厂采用干法与湿法并用地局面,投资更为加大.如宝钢,太钢等.M2ub6vSTnP

3 高炉煤气地净化与利用地工艺评价

3.1 干法布袋除尘

该系统值得肯定地是余压发电地能力提升 ,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.中小高炉上干法布袋除尘器地成功使用,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地条件.干法布袋除尘系统如图1所示.0YujCfmUCw

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地故障点大量增多,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、可靠性低地缺点,许多相关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地研究.eUts8ZQVRd 在大型高炉煤气干法布袋除尘技术中有这样几个关键问题：一是工作温度区间,即荒煤气高低温问题.现实存在地问题是：高炉全部采用冷料后,确实存在炉喉温度偏低地现象,即所谓地“炉冷”.“炉冷”对于高炉操作,特别是煤气净化带来很多弊端.糊布袋就是一大问题.糊布袋就是破坏了布袋地正常工作制度,并且不可逆转.炉顶温度超限也是不可避免地,特