炼铁设备干法布袋除尘设计说明书毕业论文

I摘 要高 炉 冶 炼 过 程 中 ， 从 炉 顶 排 出 大 量 煤 气 ， 其 中 含 有 CO、 H2、 CH4、 等 可 燃 气 体 ， 可 以作 为 燃 料 。 但 由 于 炉 顶 煤 气 中 含 有 大 量 粉 尘 ， 不 能 直 接 使 用 ， 否 则 会 堵 塞 管 道 。 因 此 ， 高炉 煤 气 必 须 除 尘 后 才 能 作 为 燃 料 使 用 。本 设 计 采 用 干 法 布 袋 除 尘 。高 炉 煤 气 除 尘 的 干 法 与 湿 法 相 比 ， 不 仅 能 合 理 利 用 煤 气 显 热 ， 提 高 煤 气 热 效 率 ， 增加 能 量 回 收 透 平 装 置 ( 简 称 T R T ) 发 电 量 ， 而 且 系 统 基 本 不 用 水 、 电 ， 有 效 降 低 了 能源 消 耗 ， 从 根 本 上 解 决 了 二 次 水 污 染 及 污 泥 处 理 问 题 。布 袋 除 尘 系 统 的 工 艺 流 程 ： 高 炉 产 生 的 高 炉 煤 气 ， 经 重 力 除 尘 初 除 尘 后 的 半 净 煤 气 ，通 过 蝶 阀 、 盲 板 阀 、 半 净 煤 气 管 道 ， 进 入 除 尘 器 分 配 主 管 ， 送 入 袋 式 除 尘 器 进 行 精 除 尘 ，除 尘 后 的 净 煤 气 通 过 净 煤 气 主 管 ， 经 盲 板 阀 、 蝶 阀 送 入 净 煤 气 总 管 ， 至 调 压 阀 组 或 TRT。净 煤 气 经 净 煤 气 管 网 送 到 各 用 户 。 高 炉 灰 通 过 卸 、 输 灰 装 置 送 到 高 位 料 仓 ， 处 理 后 用 汽 车送 到 集 灰 场 ， 待 利 用 。IIAbstractBlast furnace process, a large number of gas discharged from the furnace top, which contains CO, H2, CH4, and other combustible gases, can be used as fuel. However, in the furnace top gas contains a lot of dust, can not be used directly, otherwise it will plug the pipe. Therefore, after removal of blast furnace gas must be used as a fuel. Wet gas dust removal equipment is divided into two kinds of dust and dry dust.Blast furnace gas and dust in the dry than wet, was not only reasonable use of gas heat, increasing thermal efficiency of gas to increase the energy recovery turbine unit (referred to as TRT) generating capacity, and the system basically no water, electricity, reduce energy consumption, a fundamental solution to the problem of secondary pollution and sludge treatment. Bag filter system process. Blast furnace gas generated by the early removal of gravity half net gas after dust removal, through butterfly valves, blind valves, half of net gas pipeline into the dust distribution of charge, into the bag filter for fine dust, dust the net after gas through the net gas charge, by the blind plate valve, butterfly valve into the net gas mains, to the regulators group, or TRT. Net net gas pipeline gas delivered by the user. High ash by dumping, ash transport device sent to the high hopper, treated gray market car sent to the collection, to be used. 关 键 词 ： 高 炉 煤 气 ； 干 法 除 尘 ； 布 袋 除 尘 ； 余 压 发 电IIIKed word: blast furnace gas;； dry dust； bag filter； residual pressure power generation目 录摘 要 .IAbstract.II第 一 章 文 献 综 述 .11.1 高 炉 煤 气 净 化 概 况 .11.1.1 高 炉 煤 气 的 湿 法 除 尘 .21.1.2 高 炉 煤 气 干 法 除 尘 .31.2 高 炉 煤 气 布 袋 除 尘 技 术 发 展 .51.2.1 布 袋 除 尘 技 术 发 展 回 顾 .51.2.2 布 袋 除 尘 技 术 发 展 现 状 .61.3 布 袋 除 尘 器 结 构 与 工 艺 流 程 .61.3.1 内 滤 型 布 袋 除 尘 器 .71.3.2 脉 冲 型 布 袋 除 尘 器 .71.4 布 袋 除 尘 的 主 要 技 术 要 点 .71.4.1 滤 袋 材 质 的 选 择 .71.4.2 温 度 的 控 制 .81.4.3 过 滤 负 荷 和 过 滤 面 积 .81.4.4 压 差 控 制 .81.4.5 布 袋 清 灰 方 式 .81.5 国 内 应 用 实 例 .91.6 方 案 的 选 择 .10IV第 二 章 高 炉 煤 气 布 袋 除 尘 设 计 参 数 的 选 择 和 计 算 .122.1 高 炉 炉 型 尺 寸 参 数 .122.2 除 尘 系 统 设 计 主 要 参 数 .13第 三 章 除 尘 设 备 的 选 择 计 算 .143.1 粗 除 尘 设 备 的 选 择 与 计 算 .143.2 布 袋 除 尘 器 设 备 的 选 择 计 算 .163.2.1 滤 袋 形 状 .173.2.2 箱 体 和 相 关 参 数 计 算 .173.2.3 冷 热 交 换 系 统 .183.2.4 滤 袋 进 气 方 式 和 过 滤 方 式 .183.2.5 滤 袋 的 清 灰 方 式 .203.2.6 滤 布 的 选 择 .213.2.7 卸 、 输 灰 系 统 .22第 四 章 除 尘 系 统 附 属 设 备 设 计 .234.1 荒 煤 气 管 道 .234.1.1 导 出 管 .234.1.2 上 升 管 .234.1.3 下 降 管 .234.2 半 净 煤 气 管 道 .244.2.1 煤 气 管 道 直 径 .244.2.2 管 壁 厚 度 .244.2.3 管 道 长 度 .244.2.4 对 管 道 处 理 技 术 .254.3 煤 气 遮 断 阀 .254.4 煤 气 放 散 阀 .254.5 煤 气 切 断 阀 .254.6 煤 气 压 力 调 节 阀 组 .264.7 剩 余 煤 气 放 散 设 施 .264.7.1 放 散 塔 .26V4.7.2 点 火 控 制 流 程 .264.8 系 统 的 检 测 及 控 制 .274.8.1 煤 气 温 度 的 检 测 与 控 制 .274.8.2 压 力 检 测 与 控 制 .274.8.3 料 位 检 测 与 控 制 .284.8.4 泻 爆 阀 的 安 全 检 测 .284.8.5 CO 泄 漏 检 测 .28第 五 章 高 炉 煤 气 余 压 发 电 系 统 设 计 .295.1 煤 气 压 力 能 回 收 系 统 .295.2 煤 气 透 平 的 结 构 类 型 .295.3 TRT 主 要 设 备 及 系 统 .295.3.1 透 平 主 机 .295.3.2 发 电 机 .305.3.3 润 滑 油 系 统 .305.3.4 氮 气 密 封 系 统 .305.4 大 型 阀 门 .30参 考 文 献 .32致 谢 .341第 一 章 文 献 综 述 经 济 发 展 和 环 境 保 护 是 传 统 社 会 发 展 模 式 中 的 一 对 固 有 的 矛 盾 。 为 了 解 决 这 个 矛 盾 ，世 界 各 国 的 许 多 行 业 都 提 出 了 一 系 列 的 发 展 模 式 ， 其 中 循 环 经 济 是 一 种 较 为 成 熟 的 模 式 。循 环 经 济 的 基 本 趋 势 是 :按 照 生 态 规 律 利 用 自 然 资 源 和 环 境 容 量 ， 实 现 经 济 活 动 的 生 态 化 转型 。 20 世 纪 90 年 代 以 来 ， 发 展 循 环 经 济 己 成 为 国 际 社 会 的 一 大 趋 势 。 目 前 高 炉 炼 铁 是 钢铁 生 产 流 程 中 不 可 缺 少 的 环 节 ， 其 能 耗 最 高 ， 占 吨 钢 能 耗 的 50 一 55%， 平 均 为 465kg/t 标准 煤 ， 比 国 际 先 进 水 平 高 约 30kg/t。 高 炉 煤 气 中 粉 尘 含 量 高 ， 富 含 一 氧 化 碳 气 体 ， 剧 毒 ，发 热 值 高 ， 潜 含 有 巨 大 的 能 源 资 源 ， 若 直 接 向 环 境 排 放 ， 将 会 造 成 区 域 生 态 环 境 的 破 坏 ;若将 高 炉 煤 气 除 尘 后 循 环 利 用 ， 能 降 低 钢 铁 生 产 的 能 耗 ， 也 是 钢 铁 工 业 实 现 循 环 经 济 的 重 要途 径 。 而 高 炉 煤 气 中 的 显 热 、 高 炉 煤 气 中 的 含 尘 量 和 含 水 率 直 接 影 响 高 炉 煤 气 的 利 用 。 所以 研 究 高 炉 煤 气 的 除 尘 技 术 及 在 实 际 中 的 应 用 ， 以 最 大 限 度 的 保 住 高 炉 煤 气 中 的 显 热 ， 减少 含 尘 量 及 含 水 率 ， 充 分 利 用 高 温 煤 气 能 源 ， 减 少 环 境 污 染 ， 对 钢 铁 工 业 的 良 性 循 环 发 展 ，对 解 决 经 济 发 展 与 环 境 保 护 的 矛 盾 具 有 非 常 现 实 的 意 义 。1.1 高 炉 煤 气 净 化 概 况高 炉 煤 气 清 洗 系 统 的 主 要 任 务 是 使 煤 气 质 量 (含 尘 量 、 含 水 量 和 煤 气 温 度 )达 到 煤 气 加 压输 送 和 煤 气 用 户 使 用 的 要 求 ， 并 力 求 技 术 上 先 进 、 经 济 上 合 理 。 高 炉 煤 气 清 洗 工 艺 流 程 的选 择 ， 主 要 决 定 于 煤 气 用 户 要 求 、 炉 顶 煤 气 压 力 和 灰 尘 的 物 理 化 学 性 质 等 条 件 。 高 炉 煤 气除 尘 常 用 方 法 有 湿 法 塔 文 系 统 除 尘 和 高 炉 煤 气 环 缝 洗 涤 工 艺 、 干 法 布 袋 式 除 尘 等 。湿 法 塔 文 系 统 既 适 合 大 中 型 高 压 高 炉 ， 又 适 合 中 小 型 常 压 高 炉 ， 在 国 内 外 被 广 泛 使 用 。该 系 统 设 备 费 少 ， 运 行 费 大 ， 操 作 维 护 简 便 ， 占 地 大 耗 水 量 大 ， 炉 顶 压 力 控 制 不 稳 定 ， 洗涤 效 果 一 般 。环 缝 洗 涤 相 比 湿 法 ， 塔 文 系 统 ： 具 有 除 尘 效 率 高 。 用 水 量 少 特 征 ， 使 用 寿 命 较 长 ;缺 点 :附 属 斜 板 沉 淀 ， 板 式 过 滤 机 、 排 污 池 等 项 目 ， 占 地 大 、 提 资 多 ， 降 低 含 水 率 高 ， 发 电 效 率低 。2全 干 法 布 袋 式 除 尘 最 早 用 于 日 本 工 业 ， 据 中 国 钢 铁 工 业 协 会 调 查 ,日 本 在 役 的 大 型 高 炉中 ,采 用 全 干 法 除 尘 有 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 号 4800m3 高 炉 、 神 户 制 钢 公 司 加 古 川 厂 3 号 4500m3 高 炉 、 JFE 千 叶 厂6 号 5153m3 高 炉 均 已 采 用 干 法 除 尘 。 我 国 高 炉 煤 气 干 法 除 尘 技 术 近 年 来 也 得 到 了 飞 速 发展 。 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 2218m3、 通 钢 1086m3、 韶 关 2500m3、 包 钢 2500m3、 柳钢 1080m3、 攀 钢 1350m3。1.1.1 高 炉 煤 气 的 湿 法 除 尘高 炉 煤 气 除 尘 净 化 的 传 统 工 艺 为 湿 法 除 尘 ， 就 是 在 除 尘 系 统 中 至 少 使 用 洗 涤 塔 、 文 氏管 等 用 水 除 尘 设 备 。 高 炉 煤 气 的 湿 法 除 尘 是 水 洗 煤 气 ， 要 耗 用 大 量 的 水 资 源 。 煤 气 洗 涤 水中 含 悬 浮 物 哦 你 高 中 达 10004000mg/L 和 大 量 的 酚 、 氰 化 物 及 其 他 有 机 物 ， 处 理 这 些 有 毒物 要 用 化 学 药 物 或 引 入 水 渣 池 。 用 化 学 药 物 处 理 的 系 统 庞 大 ， 处 理 难 度 大 ； 用 冲 渣 水 稀 释后 进 行 闭 路 循 环 ， 冲 渣 过 程 中 氰 化 物 会 随 蒸 汽 扩 散 到 大 气 中 而 污 染 大 气 。 此 外 湿 法 除 尘 将250 左 右 的 煤 气 降 到 50 以 下 ， 损 失 能 量 达 30%以 上 ， 且 煤 气 含 水 含 尘 较 高 (10mg/m3， 左右 )， 煤 气 品 质 下 降 ， 使 煤 气 的 物 理 有 效 能 (温 度 和 压 力 )下 降 。 同 时 产 生 的 大 量 污 泥 难 以 清理 和 利 用 。1.1.1.1 湿 法 塔 文 系 统 除 尘高 炉 煤 气 清 洗 塔 文 工 艺 是 传 统 的 高 炉 煤 气 湿 法 节 流 清 洗 技 术 。 高 炉 煤 气 进 入 洗 涤 塔 后被 冷 却 并 预 清 洗 ， 洗 涤 塔 的 工 艺 阻 损 为 2kPa 3kPa 煤 气 温 度 被 降 至 65 一 70 。 然 后 进入 二 文 进 行 精 洗 。 其 工 艺 阻 损 为 24kPa 26kPa。 因 此 ， 塔 文 工 艺 煤 气 压 力 损 失 为 30kPa 左右 。 二 级 文 氏 管 采 用 一 套 固 定 喉 口 。双 文 系 统 的 工 艺 流 程 如 图 1-1:重 力 除 尘 器 一 级 可 调 文 氏 管 脱 水 器 二 级 固 定 文 氏 管减 压 阀 组 3图 1-1 双 文 系 统 的 工 艺 流 程1.1.1.2 高 炉 煤 气 环 缝 洗 涤 工 艺来 自 重 力 除 尘 器 的 高 炉 煤 气 气 流 以 顺 流 方 式 从 顶 部 进 入 环 缝 洗 涤 塔 。 气 流 进 入 洗 涤 塔的 喷 淋 段 ， 被 两 股 不 同 的 洗 涤 水 (一 种 是 就 地 循 环 的 浊 环 水 ， 一 种 是 供 水 厂 来 的 净 环 水 )冷却 并 粗 除 尘 ， 通 过 由 喷 嘴 喷 出 的 水 幕 ， 气 流 中 的 粗 尘 粒 被 喷 嘴 喷 出 的 水 滴 俘 获 。 含 尘 的 水滴 收 集 在 喷 淋 室 的 集 水 槽 中 ， 排 出 到 洗 涤 塔 外 的 水 槽 内 ， 用 泥 浆 泵 送 往 浊 环 水 处 理 系 统 。通 过 水 幕 的 煤 气 被 预 清 洗 。 其 中 一 部 分 煤 气 被 用 于 无 钟 炉 顶 料 罐 均 压 ， 其 余 的 煤 气 通过 环 隙 通 道 ， 同 时 向 环 隙 元 件 的 顶 部 喷 水 。 煤 气 进 入 环 隙 时 被 加 速 ， 高 速 流 动 的 气 体 产 生涡 流 ， 使 煤 气 与 喷 入 的 水 混 合 。 水 滴 在 环 缝 内 被 高 速 气 流 雾 化 成 更 细 小 的 颗 粒 ， 使 煤 气 得到 精 除 尘 。 在 混 合 的 过 程 中 ， 连 极 小 的 尘 粒 也 被 水 滴 俘 获 ， 从 气 流 中 带 走 。缝 隙 的 宽 度 由 环 缝 洗 涤 器 的 活 动 锥 体 沿 洗 涤 塔 轴 向 上 下 移 动 进 行 调 节 (即 调 节 环 缝 的 流通 面 积 )， 锥 体 的 升 降 由 液 压 驱 动 装 置 驱 动 并 由 高 炉 中 央 控 制 室 的 计 算 机 控 制 。含 尘 的 水 收 集 在 环 隙 段 集 水 槽 中 ， 再 由 循 环 泵 (一 用 一 备 )送 至 洗 涤 塔 顶 部 的 喷 水 嘴 。含 有 机 械 水 的 干 净 煤 气 离 开 洗 涤 塔 ， 进 入 旋 流 脱 水 器 。 荒 煤 气 温 度 为 180 250 ， 经 环 形缝 隙 洗 涤 塔 的 冷 却 ， 使 煤 气 温 度 降 至 60 左 右 ， 再 经 过 TRT， 煤 气 温 度 可 降 至 45 ， 若 高炉 炉 顶 压 力 不 稳 定 、 常 压 或 TRT 装 置 发 生 故 障 及 检 修 时 ， 环 形 缝 隙 洗 涤 塔 可 直 接 控 制 高 炉炉 顶 压 力 ， 此 时 净 煤 气 的 温 度 可 降 至 49 以 下 。煤 气 压 力 通 过 环 形 缝 隙 洗 涤 塔 后 ， 通 过 旋 流 脱 水 器 压 力 损 失 1Kpa， 或 再 通 过 TRT 减 压至 9Kpa， 又 最 终 压 力 为 8Kpa 的 净 煤 气 并 入 厂 区 净 煤 气 总 管 。环 缝 洗 涤 工 艺 流 程 图 如 图 1-2：旋 流 脱 水 器 TRT重 力 除 尘 器 环 形 缝 隙 洗 涤 塔快 开 阀脱 水 器 煤 气 总 管TRT 4流 量 孔 板 全 封 闭 插 板 阀 煤 气 总 管 各 煤 气 用 户图 1-2 环 缝 洗 涤 工 艺 流 程 1.1.2 高 炉 煤 气 干 法 除 尘1.1.2.1 静 电 除 尘一 些 炉 顶 压 力 不 超 过 15000pa 的 中 小 型 高 炉 ， 可 用 静 电 除 尘 器 作 为 精 除 尘 设 备 。 静 电除 尘 是 一 种 除 尘 效 率 高 的 设 备 ， 无 论 安 装 在 洗 涤 塔 后 或 文 氏 管 后 ， 都 可 将 煤 气 净 化 到 含 尘10mg/m3 以 下 ， 它 受 高 炉 操 作 波 动 的 影 响 小 。 流 经 静 电 除 尘 的 煤 气 压 头 损 失 小 ， 只 有600800pa,耗 电 量 少 ， 一 般 为 0.7kwh/kw3。 但 是 ， 安 装 静 电 除 尘 器 的 投 资 高 ， 需 要 设 备 材料 多 。1.1.2.1.1 静 电 除 尘 的 原 理静 电 除 尘 是 电 晕 放 电 在 技 术 上 的 应 用 。 当 高 炉 煤 气 通 过 导 体 电 场 时 ， 产 生 电 晕 现 象 ，煤 气 被 电 离 ， 正 离 子 在 放 电 极 失 去 电 荷 ， 负 离 子 则 附 着 于 灰 尘 （ 或 气 体 分 子 ） 上 ， 使 灰 尘带 负 电 ， 而 被 阳 极 捕 集 。 沉 积 在 阳 极 上 的 灰 尘 ， 失 去 电 荷 后 ， 用 振 动 或 水 冲 的 办 法 使 灰 尘流 下 排 除 。1.1.2.1.2 静 电 除 尘 的 构 造我 国 高 炉 煤 气 使 用 的 静 电 除 尘 器 有 管 式 、 板 式 、 套 筒 式 三 种 。静 电 除 尘 器 由 煤 气 入 口 、 煤 气 配 分 装 置 ， 电 晕 板 及 沉 淀 板 、 冲 洗 装 置 、 高 压 瓷 瓶 绝 缘箱 等 构 成 ， 另 外 还 有 供 电 和 电 流 设 备 。静 电 除 尘 器 的 电 气 部 分 主 要 有 整 流 和 升 压 。1.1.2.2 干 法 布 袋 式 除 尘5布 袋 除 尘 的 原 理 是 ： 利 用 各 种 多 绒 毛 纤 维 的 过 筛 作 用 ， 使 气 流 中 的 尘 粒 被 阻 或 粘 附 在织 物 纤 维 上 ， 然 后 用 振 打 或 反 吹 的 方 式 使 尘 粒 脱 落 下 来 ， 掉 入 灰 斗 后 送 出 。干 式 布 袋 除 尘 器 工 艺 主 要 设 备 有 :布 袋 除 尘 器 、 冷 热 交 换 器 、 反 吹 设 施 、 卸 输 灰 系 统 和连 接 管 道 。高 炉 煤 气 经 重 力 除 尘 器 粗 除 尘 后 ， 进 入 布 袋 除 尘 器 精 除 尘 ， 净 后 的 煤 气 经 煤 气 主 管 、调 压 阀 组 (或 高 炉 煤 气 余 压 发 电 装 置 ， 即 TRT)调 节 稳 压 后 ， 送 往 厂 区 净 煤 气 总 管 。反 吹 方 式 采 用 脉 冲 氮 气 反 吹 ， 可 在 线 反 吹 ， 也 可 离 线 反 吹 ， 可 连 续 周 期 性 进 行 反 吹 ，也 可 实 现 定 时 或 定 压 差 的 间 歇 反 吹 操 作 制 度 ， 清 除 布 袋 外 壁 的 积 灰 。 另 外 ， 如 果 氮 气 系 统出 现 事 故 ， 也