干法除尘技术在三钢高炉中的应用

干法除尘技术在三钢高炉中的应用摘 要 以福建三钢4#高炉采用干法脉冲除尘为例，着重介绍干除尘的工艺流程、工艺控制，并分析了运行使用的节能及环保效益，以及应用过程应该注意的关键问题。 关键词 高炉煤气 干法除尘 应用 1 前言 传统的高炉煤气清洗系统需要大量的水和较为复杂的水处理系统。而目前的全干法布袋除尘，不用水洗，不但节约了大量宝贵的水资源，同时煤气温度较高、体积较大，能使TRT发电量增加约30。我厂1050 m3的4#高炉采用干法脉冲除尘系统，自2004年5月投产以来运行稳定，净化煤气含尘量5mgm3，净化效率达到995，为大型高炉应用干法除尘技术提供了有益的经验。 2 高炉煤气干法除尘工艺 2.1 干法除尘原理 高炉煤气经过重力除尘器除尘后，进入干式除尘器本体，经过滤袋的过滤，煤气中较细尘粒被粘附在滤袋表面形成灰膜。当除尘器工作一段时间后，滤袋吸附的灰层厚度增加，其阻力亦增大，此时对滤袋进行清灰，使除尘器又可以恢复正常工作。 2.2 工艺流程 高炉冶炼时发生大量煤气，含尘浓度约1530g/m3， 经重力除尘器粗除尘后，含尘量为610g/m3，再经脉冲布袋除尘器精除尘。煤气从布袋除尘器的进气管进入下部箱体，经气流分布器进行机械分离后，大颗粒粉尘被分离直接进入灰斗。煤气向上经布袋过滤，煤气中的粉尘被拦截在布袋表面，使煤气的含尘浓度降到l0mg/m3以下，正常工作状态下高炉煤气含尘量 2.3工艺控制 2.3.1清灰系统 当除尘器工作一段时间后 ，滤袋外侧的灰层厚度增加，其阻力亦增大，此时应对滤袋进行清灰。每个除尘器箱体配有14个电磁脉冲阀，脉冲阀的开、关由 PLC控制，以氮气为清灰动力。箱体需清灰时，首先关闭该箱体进、出口管上的气动蝶阀，由PLC控制14个脉冲阀喷吹，由于动能与势能的共同作用，由脉冲阀瞬间喷吹的低压氮气，使相应等待清灰的一组滤袋突然膨胀和振动，抖落积附在滤袋外侧的煤气灰尘，以恢复滤袋的除尘功能，使除尘器自始至终保持良好的工作状态。在生产运行中设定由PLC控制自动清灰，或由箱体进出口总管煤气压差控制清灰 (设计压差5kPa，即自动清灰)。在反吹启动过程中，如发现某箱体发生故障或其它原因不能进行脉冲反吹时，可将该箱体“解馈”隔离，此时反吹系统就不对该箱体反吹。 2.3.2 卸灰系统 采用集中式排灰方式。清灰时先关闭进口气动蝶阀和出口气动蝶阀，然后开启中间灰斗下部的星形卸灰阀，再打开中间灰斗上面的气动球阀，把灰放到中间仓内，经星形卸灰阀的转动逐渐落入埋式刮板机，通过埋式刮板机将灰集中送到集灰斗，由加湿搅拌机卸到运灰车。清灰完毕后，关闭气动球阀，再打开进口和出口气动蝶阀。 2.3.3 煤气温度控制系统 布袋除尘器内的布袋最佳工作温度为120280，故生产中应力求进入布袋除尘器内的煤气温度稳定在此区间内，最高不得超过300，最低不低于100，否则有可能烧损布袋或造成煤气结露，从而影响布袋除尘器的正常工作。 荒煤气温度大于250时，在高炉炉顶采用喷水降温措施，即在高炉煤气封罩下部设有自动喷射雾化水装置。为了防止煤气可能结露，除尘器箱体及中间灰仓采用隔热性能良好的矿棉作保温层，同时用蒸汽保温。 2.3.4 布袋检漏系统 设有布袋破损检测，在净煤气总管上设1台煤气自动在线检漏仪，14个除尘箱体出口管上分别设有煤气自动在线检漏仪和人工取样检测点。通过检测仪定性、定量分析，可方便地知道哪一个箱体粉尘量超标，从而及时了解该箱体的布袋损坏情况，及时更换损坏的布袋，以保证反吹效果。由于检测传感器有时会因粉尘堵塞而影响检测的准确性，此时要通过人工取样点来检测。 3 干法除尘技术的环境与节能效益分析 3.1 环保效益 传统的高炉煤气使用洗涤塔、文氏管湿法除尘系统，除尘效率相对较低，煤气中含尘量相对较高，水处理设施占地面积大，运行费用高。我厂4#高炉采用干法除尘工艺可比湿法除尘节约投资近35，节约循环水8001000m3h，并省掉了湿法除尘要建设大型洗涤塔和沉淀池等投资及所占空间，可减少酚、氰、重金属等有毒有害物质的产生，每年还可回收煤灰1万多吨。 3.2 节能效益 干法除尘工艺的节能效益可分为余热利用和余压利用两方面。高炉煤气湿法洗涤后煤气温度降为40，不利于提高高炉送风的风温及后续煤气用户的使用。而用干法除尘净化煤气，过滤后的净煤气能保持120180，用于高炉热风炉燃烧可使风温在1100上提高20，风温大于1100时，每提高100，可降焦比2.53.5%kgt，我厂4#高炉年产铁90多万吨，以此计算每年节约焦炭2160多吨。干法除尘装置配以干式TRT，可充分利用煤气显热，提高发电效率，发电量比湿法提高30，并能够把高达130dB的噪音降低到 85dB以下，有效地减少了环境噪音污染。4#高炉平均煤气产生量17.8万m3h，炉顶压力0.18MPa，建设6000kw的TRT机组，年平均小时发电量3590kw.h，干式TRT比湿式TRT要多发电900kw.h，以电价0.55元kw.h计算，(按80计)一年多发电效益346万元。 4 干法除尘的关键问题及经验总结 4.1 温度控制 为了使除尘布袋在运行中不因荒煤气温度超标而受损，运行操作过程中应注意以下几点：高炉正常时炉顶温度控制在 150250。与之相对应，干法除尘箱体入口荒煤气温度应控制在120220。当炉顶温度升高到 250时，炉顶开始打水降温，将炉顶温度控制在280以内，并采用氮气吹扫喷嘴，以防喷嘴被煤气灰堵塞。当炉顶温度回落降至220时，炉顶停止打水。当布袋室入口温度低于120时，高炉应及时提高炉顶温度，并且要求炉顶或重力除尘器所用的蒸气阀、水阀密封性能好、质量高，减少煤气里不必要的水分，降低煤气含水量，从而做到低温而不高湿，防止低温对除尘布袋的影响。 4.2 反吹时间的选取 实践证明，反吹时间的长短对反吹效果有很大影响。如果反吹间隔时间太短，对器件要求太高，且氮气包的压力无法迅速恢复 ，致使下一个脉冲电磁阀管路无法进行反吹。而如果反吹时间设定太长，既形不成脉冲效应，又造成对氮气的浪费。因此应根据系统的实际情况设定反吹时间。经过多次试验， 4#炉干法系统反吹时间设定为：每个脉冲电磁阀导通0.1s，间隔6s后下一个电磁阀才能导通。 4.3 喷水降温与腐蚀问题 若高温煤气并入低温煤气管网，需进行降温处理，最简单的方法是喷水。由于喷水的目的是降温而非洗涤，喷水量一般不大。因高炉煤气中含有部分酸性气体和可溶解盐类，经喷水后可形成腐蚀性很强的介质(喷水量越大，腐蚀性越弱)，对管道、膨胀器等有较大危害。对于高温煤气管网，在气温很低时也会有冷凝水析出，同样存在这种腐蚀问题。解决腐蚀问题可以考虑部分管道(包括管道附件)采用防腐材质，或增加防腐涂层，也可以考虑增加喷水量，或喷洒碱液。高炉采用低氯助剂可以减少喷洒析出液中的Cl-含量，从而减少腐蚀。 4.4 安全装置 高炉煤气是高温、高压、易燃、易爆的高含尘烟气，干法除尘装置所处工况恶劣，要有极高的安全保障性能。尤其要有较高的耐压性能和防漏性能，以防止煤气泄漏、爆炸。除尘器的泄爆装置由防爆阀来实现，防爆片采用航天公司生产的不锈钢防爆片及安全防爆膜，设定爆破压力为工作压力的1.25倍。 4.5 设备维护 高炉煤气除尘灰是在高温、高压状态下排出，需要解决排灰系统的润滑，高压状态下粉尘的输送和排放对设备的冲击，灰斗中料位监测，灰尘的板结等一系列问题。干法除尘系统常见的设备故障及处理