高炉煤气干法布袋除尘技术
高炉煤气干法布袋除尘技术
我国高炉煤气干法布袋除尘技术历经30多年的应用与发展，已日趋成熟，并在众多中小高炉上推广使用。
同时，近几年我国材也取得了长足的进步，纤维与超细玻璃纤维复合的耐高温针刺毡不仅强度提高、使用寿命延长，而且使用温度提高，可耐260摄氏度左右的高温，为高炉煤气干法布袋除尘打下了坚实的基础，加之采用PLC自动化控制系统，使氮气脉冲喷吹清灰及卸灰、输灰均能按程序自动控制，有效地促进了高炉煤气干法布袋除尘技术水平的提升。
中小高炉干法布袋的成功使用，为大型高炉上采用干法布袋奠定了基础。
但是，大型高炉煤气发生量多，如还采用中小高炉干法除尘的箱体大小规格，要达到同样的过滤效率，势必要成倍增加箱体数量，导致整个干法的故障点增多，占地面积大大增加。
采取这种设计思路，其可靠性降低，远不能满足大型高炉的需要，影响其正常运行，导致介质的失衡，造成巨大损失。
为清除大高炉干法除尘的障碍，瑞帆在干法除尘工艺、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，增加单箱体过滤面积，将大直径箱体（直径5.2米以上）引入到高炉煤气干法除尘器中，并采用6米直径箱体，为干法除尘系统在大型高炉上应用和推广奠定了基础。
大型高炉干法除尘的经济分析
包钢4号高炉有效容积2200立方米，属深炉缸矮胖型高炉，高炉煤气发生量平均为38万立方米/小时，高炉炉顶压力正常为0.18兆帕，高炉煤气的净化采用湿法两级文氏管系统。
2005年，该高炉上马了干法布袋除尘系统，至今两年多运行稳定，各项技术指标均达到或超过设计标准，成为国内2000立方米以上高炉配备煤气干法除尘的首创。
高炉煤气除尘系统由湿法除尘改为干法布袋除尘后，高炉生产平稳，除尘系统运行稳定，满足实际工况的需要。
与湿法相比，干法除尘使。
高炉煤气干法布袋除尘技术在大型高炉上的应用.doc
高炉煤气干法布袋除尘技术在大型高炉上的应用1 前言高炉煤气净化分为湿法除尘和干法除尘两类，目前我国500m3级及以下高炉的煤气净化基本上全部采用干式布袋除尘，而1000m3级及以上高炉的煤气净化采用干法布袋除尘技术的较少。
根据国家的能源与环保政策，干法布袋除尘代替湿法除尘将是一大趋势。
干法除尘具有不用水、无污染、能耗小、运行费低的优点，属于环保节能项目，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。
干法布袋除尘与湿法除尘相比有以下优点:1）节水，干法除尘基本不用水，而湿法除尘需要大量的冷却水。
2）可提高TRT发电量，由于采用干法除尘后煤气的温度较高，煤气压力损失少，使得TRT发电量增加，一般多发电30%～50%。
3）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。
4）节电，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）环保，由于不需要污水处理系统，可减少污染。
我公司从在上世纪八十年代初在冶金系统率先开发成功小高炉高炉煤气干法布袋除尘工艺并得到了普及，从事高炉煤气干法布袋除尘设计已有近30年，积累了很丰富的经验，已经掌握了成熟的技术。
为了响应国家政策，节能降耗，必须改变传统的大型高炉采用湿法除尘的观念。
我公司在上世纪九十年代开发了大型高炉煤气干法布袋除尘加压反吹工艺，并成功应用于潍坊钢厂1080m3高炉。
在本世纪初开发了大型高炉煤气干法布袋除尘脉冲反吹气力输灰工艺，已成功应用于承钢、包钢、唐钢、宝钢等企业的大型高炉煤气净化，其中唐钢3200m3高炉是目前国内高炉煤气净化采用干法布袋除的最大高炉。
我公司从仅对高炉煤气干法布袋除尘的设计发展为整个项目的成套供货或项目总承包，并取得了很大的发展。
以下着重介绍大型高炉煤气干法布袋除尘脉冲反吹气力输灰工艺。
2 工艺及技术描述2.1 工作原理2.1.1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。
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最新整理高炉煤气干法布袋除尘技术我国高炉煤气干法布袋除尘技术历经30多年的应用与发展，已日趋成熟，并在众多中小高炉上推广使用。
同时，近几年我国材也取得了长足的进步，纤维与超细玻璃纤维复合的耐高温针刺毡不仅强度提高、使用寿命延长，而且使用温度提高，可耐260摄氏度左右的高温，为高炉煤气干法布袋除尘打下了坚实的基础，加之采用PLC自动化控制系统，使氮气脉冲喷吹清灰及卸灰、输灰均能按程序自动控制，有效地促进了高炉煤气干法布袋除尘技术水平的提升。
中小高炉干法布袋的成功使用，为大型高炉上采用干法布袋奠定了基础。
但是，大型高炉煤气发生量多，如还采用中小高炉干法除尘的箱体大小规格，要达到同样的过滤效率，势必要成倍增加箱体数量，导致整个干法的故障点增多，占地面积大大增加。
采取这种设计思路，其可靠性降低，远不能满足大型高炉的需要，影响其正常运行，导致介质的失衡，造成巨大损失。
为清除大高炉干法除尘的障碍，瑞帆在干法除尘工艺、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，增加单箱体过滤面积，将大直径箱体（直径5.2米以上）引入到高炉煤气干法除尘器中，并采用6米直径箱体，为干法除尘系统在大型高炉上应用和推广奠定了基础。
大型高炉干法除尘的经济分析包钢4号高炉有效容积2200立方米，属深炉缸矮胖型高炉，高炉煤气发生量平均为38万立方米/小时，高炉炉顶压力正常为0.xxxx化采用湿法两级文氏管系统。
20xx年，该高炉上马了干法布袋除尘系统，至今两年多运行稳定，各项技术指标均达到或超过设计标准，成为国内20xx立方米以上高炉配备煤气干法除尘的首创。
高炉煤气除尘系统湿法除尘改为干法布袋除尘后，高炉生产平稳，除尘系统运行稳定，满足实际工况的需要。
与湿法相比，干法除尘使TRT（高炉煤气余压透平发电）装置年发电量增加2xxx万千瓦时，将高炉煤气热能的温度提高100摄氏度，压力的利用率提高60%。
同时，因减少高炉修风次数从而每年可增产7700吨，年减排二氧化碳6xxxx200立方米高炉为例，其干法除尘系统投产后，可大幅度节约浊环水水费，节省检修维护费用，节约新水60吨/年。
干法除尘技术
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。
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
高炉煤气干法除尘主要应用技术
更新时间：09-7-30 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:
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。
延长高炉煤气干法除尘布袋寿命的实践及应用
延长高炉煤气干法除尘布袋寿命的实践及应用1. 引言1.1 概述高炉煤气干法除尘是利用布袋过滤技术对高炉煤气进行净化处理的方法，广泛应用于冶金、化工、电力等行业。
而布袋作为该干法除尘系统的核心组成部分，承担着捕集和去除颗粒物的重要任务。
然而，由于高炉煤气中含有大量灰尘和颗粒物，在长时间运行后会导致布袋表面堵塞、纤维变硬、损耗严重等问题，并进而影响除尘效率和布袋寿命。
因此，如何延长高炉煤气干法除尘布袋的使用寿命成为了当前亟待解决的问题。
1.2 研究背景随着国家环保政策的不断加强和人们环境保护意识的提高，对于工业废气治理要求也越来越严格。
而高炉作为重要的冶金设备，在生产过程中产生大量含污染物的煤气，如需达到排放标准，必须采取有效措施进行治理。
目前，针对高炉煤气干法除尘布袋寿命的延长，国内外学者已经展开了一系列的研究工作，并取得了一定的进展。
然而，在实际应用中，由于高炉煤气的复杂性和布袋使用环境的恶劣性，依然面临着布袋寿命较短、维护频繁和能耗较高等问题。
因此，有必要深入探索延长高炉煤气干法除尘布袋寿命的实践技术，并加以系统总结和推广。
1.3 目的和意义本文旨在通过对高炉煤气干法除尘布袋寿命影响因素进行详细分析与探讨，并提出有效的实践应用措施，以期能够在一定程度上延长布袋的使用寿命，提高除尘效率和降低维护成本。
具体来说，本文将重点从定期清理和维护布袋、优化操作参数和控制系统、使用高性能布袋材料等方面进行论述，并通过改进效果评估与分析来验证这些措施的可行性与有效性。
最后，从主要结论总结、可持续发展方向展望以及后续研究建议等方面进行论述，旨在为高炉煤气干法除尘技术的不断完善和优化提供参考，并对相关领域的工程实践具有一定的指导意义。
2. 高炉煤气干法除尘布袋简介2.1 工作原理高炉煤气干法除尘布袋是一种常见的工业除尘设备，主要用于清除高炉煤气中的颗粒物和污染物。
其工作原理是通过将含有颗粒物和污染物的高温煤气通过布袋过滤器，颗粒物与污染物在布袋表面沉积、吸附或被截留，在此过程中，纯净的气体则穿过布袋而流出。
广东省韶关钢铁集团有限公司：2000m3级高炉煤气纯干法布袋除尘技术
２ ０ ｍ３ ０ ０ 级高炉煤气纯干法 布袋除尘技术
高炉煤气干法布袋除尘与湿法除尘技术相比， 具有 多回 收和利用煤气显热 、 提高煤气的热值 、 节约水和 电、Ｒ Ｔ Ｔ发 电 量可增加 ３ ～３％ 除尘效率高和环境污染少等优点 ， Ｏ ５、 是当
该项技术的成功开发与应用 ， 标志着我国在大型高炉上 煤气除尘工艺的重大突破 ， 标志着 金企业向节能 、 台 绿色环 保方面迈出了重大一步 ， 是典型的节能环保工程 ， 将对我国 大型高炉煤气布袋除尘的推广与发展具有重大的意义。日
完成人 ： 曾德新 、 卢学云、 邓茂忠 、 富 良、 蔡 郭亮、 陈雄英、 杨 群、 李新峰 、 刘德钦 、 邵剑 、 何矿年、 曾纪宁、 育辉 连
４０ ２ ０万 元 以 上 。
布袋除尘技术为基础 ， 针对大型高炉应用全干法存在的技术 难点进行攻关 ， 自主地开展 了 ２ ０ ０ ０ｍ 级高炉煤气应用全干
法 布袋 除 尘技 术 的研 究 与开 发 。２ ０ 年 ８月 成功 地 应 用 于 ０５
韶钢 ２ ０ 。 ５０ｍ 高炉煤气除尘生产线上 ， 开创了国内外大型高 炉应用纯干法布袋除尘技术净化粗煤气的先河。 该技术的应用实现 了良好的技术经济指标 ： １．在大型高炉煤气除尘中实现纯干法布袋除尘 ， 无备 用湿式除尘系统 ， 系统的可靠性达到干、 湿并用系统的水平 ； ２ ．优化工艺设计 ， 采用分系统运行法 ， 四个既独立 又 统一且灵活可靠的子系统 ，在保纯干法布袋除 ０３
尘技 术净 化粗 煤气 先 例 的情况 下 ， 中小型 高 炉煤 气 全 干法 以
９． ｊ ９８；以上， ； 除尘后煤气的含尘量都在 ５ ｇｍ 以下 ； ｍ ／
布袋除尘技术在高炉煤气除尘中的应用
布袋除尘技术在高炉煤气除尘中的应用摘要：在全面实行环境保护与能源节约的背景下，提升高炉煤气除尘技术，强化高炉煤气的除尘效果已成为相关行业现代化建设与发展的必然趋势。
随着高炉煤气除尘技术的不断创新与应用，其除尘净化技术由原有的湿法除尘发展为干式除尘（包括布袋除尘、静电除尘等）。
基于此，以布袋除尘技术为例，从其相关概述入手，对布袋除尘技术在高炉煤气除尘中的应用进行了分析，并对存在的问题提出了相应意见。
1布袋除尘技术的相关概述在全面落实环境保护建设、资源节约建设的背景下，布袋除尘技术取得了一定发展成效，其装备技术、自动化管控技术、产品服务、系统配件、专用纤维滤料在不同程度上得到了提升。
2布袋除尘技术在高炉煤气除尘中的应用机理2.1布袋除尘器滤料的捕集在应用布袋除尘技术对高炉煤气中的粉尘进行净化、清除时，布袋除尘器中的滤料会通过惯性碰撞效应、静电效应、筛滤效应、扩散效应、重力沉降效应等对尘粒进行捕集。
例如，当高炉炉内颗粒较大的粉尘在气流作用下，接近布袋除尘器捕集纤维时进行迅速流转，较大粉尘颗粒受惯性力的作用将偏离气流轨道，并沿着原有的运动轨迹前移，并与捕集纤维发生撞击，在捕集纤维捕集筛滤效应下实现尘粒过滤。
与此同时，当气流穿过布袋除尘器滤料时，在摩擦力的作用下形成静电效应，使尘粒负有电荷，并在电位差以及库仑力作用下对尘粒进行吸附、捕集。
2.2布袋除尘器粉尘层的捕集通常情况下布袋除尘器的滤袋都是由纤维编制而成，在进行净化、过滤时，受扩散、吸附等作用的影响，粉尘颗粒将在滤料网的空隙中形成“架桥现象”从而使减小滤料网的孔径，逐渐形成粉尘层。
由于粉尘层中的尘粒直径在一定程度上小于滤料纤维的直径，从而出现粉尘层的筛滤、截留等，进而提升布袋除尘器除尘效果。
2.3布袋除尘器对高炉煤气粉尘的净化、清除通常情况下，高炉煤气中存在的烟尘、粉尘的粒径分布情况是由小到大进行分布的。
因此，在布袋除尘器工作过程中，含有尘粒的气流会通过布袋除尘器中的滤料，在此过程中颗粒较大的尘粒受重力作用留在滤料中或滤料网的表面上，而颗粒较小的尘粒（小于滤布空隙）受力的冲击、筛滤等作用或留在滤料表面或受布朗运动作用留在滤布的空隙中。
高炉煤气烟气处理
一、烟气除尘——高炉煤气干法布袋除尘高炉煤气净化分为湿法除尘和干法除尘两类,目前我国500m3级及以下高炉的煤气净化基本上全部采用干式布袋除尘,而1000m3级及以上高炉的煤气净化采用干法布袋除尘技术的较少;高炉煤气干法布袋除尘技术是钢铁行业重要的综合节能环保技术之一,以其煤气净化质量高、节水、节电、投资省、运行费用低、环境污染小等优点,优于传统的湿法洗涤除尘工艺, 属于环保节能项目,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;是国家大力推广的清洁生产技术;1、工艺流程与设备系统组成1 干法除尘由布袋除尘器、卸、输灰装置包括大灰仓、荒净煤气管路、阀门及检修设施、综合管路、自动化检测与控制系统及辅助部分组成;2 炉顶温度长期偏高的高炉宜在布袋除尘之前增设降温装置,有热管换热器和管式换热器两类,应优先选用热管式换热器;过滤面积1 根据煤气量含煤气湿分,以下同和所确定的滤速计算过滤面积计算公式：其中 F——有效过滤面积 m2Q——煤气流量m3/h工况状态V——工况滤速 m/min2 工况流量;在一定温度和压力下的实际煤气流量称为工况流量;以标准状态流量乘以工况系数即为工况流量;3工况系数工况体积或流量和标况体积或流量之比称为工况系数,用η表示;计算公式：其中 η——工况系数Q 0——标准状态煤气流量m 3/hQ ——工况状态煤气流量m 3/hT 0——标准状态0℃时的绝对温度273Kt —— 布袋除尘的煤气温度℃P —— 煤气压力表压MPaP 0——标准状态一个工程大气压,为 MPa当t 值按煤气平均温度165℃计算时上述公式简化为：η=1.0P P 此时工况系数η与压力关系见表3—2; 温度取值不同,数值略有变化;表3—2 工况系数η与压力关系煤气放散1 除尘器箱体、前置换热器、荒净煤气主管和密封式眼镜阀应设煤气放散管;2荒煤气总管尾端应设引气用放散管;放散管设置应符合煤气安全规程,管口宜设点火装置;3引气用放散管必须设置可靠隔断装置;予防腐蚀1部分干法除尘煤气冷凝水腐蚀性强,波纹膨胀器材质应当优先选用耐腐蚀不锈钢材料,管壁适当加厚,管道内壁涂以防腐蚀涂料,涂刷前焊缝处仔细打磨;2可设置喷碱液或喷水装置;3煤气管路应全部保温;二、煤气脱硫——干法脱硫具体到某项工程,脱硫方案的确定,既要考虑到可行性,又要考虑到经济性;对于用气量较小比如每小时五、六千立方米以下,而且煤气中含硫量不高的用户,可以考虑单级采用干法脱硫;干法脱硫目前最常用的干法脱硫剂是氧化铁和活性炭;通常,干法脱硫的脱硫工艺流程较为简单,但考虑到环保及经济性,一般都要对脱硫剂再生使用,而氧化铁和活性炭的再生从流程到成本都差别较大;氧化铁脱硫剂氧化铁脱硫剂的使用条件一般限定以下几点：1 温度正常使用温度以20—30℃为宜;温度过高,将使氧化速度加快,相对降低了硫化速度,使脱硫效率降低,同时温度过高将使硫化铁的水合物Fe2S3H2O失去水分,进而影响脱硫剂的湿度及酸碱度,影响脱硫效果;温度过低,会大大降低硫化速度,使脱硫效率下降,同时也将使煤气中的水分冷凝下来,造成脱硫剂过湿;2 水分脱硫剂宜保持25%—35%的水分,若水分小于10%将会影响脱硫操作;水分能保持硫化氢与氧化铁的足够接触时间,减少脱硫剂结块,并可溶解部分盐类,防止其包在氧化铁表面,影响脱硫反应的进行;3 含氧量煤气中含有一定的氧,可以使氧化铁在脱硫的同时实现再生一般以含氧—%为宜;含氧量过高会加速铁的腐蚀和形成煤气胶;4 煤气的杂质含量煤气中的焦油等杂质要脱除干净,否则容易造成脱硫剂表面被焦油等覆盖而失效;5 酸碱度氧化铁脱硫一般要求在弱碱性PH值8—9的环境下进行,PH值过高过低都会影响脱硫效率;活性炭脱硫活性炭脱硫生产主要的工艺条件有：1 温度正常使用温度可以在27—82℃,但最佳使用温度为32—52℃,因此在寒冷地区使用,脱硫塔应该保温;2 硫化物与氧含量的比值应在1：2以上,氧含量不足时可补充空气;3 相对湿度煤气的相对湿度应在70—100%,湿度不足时可补充水蒸汽,但不应带液态水进入活性炭床;4 气体中酸碱性要求活性炭脱硫要求碱性环境,如煤气中不含碱性气体成分,可以使用浸碱活性炭;5 煤气的杂质含量煤气中的焦油等杂质要脱除干净,否则容易造成活性炭表面微孔被焦油等覆盖而失效;6 压力操作压力应小于5Mpa,目前一般的煤气生产工艺都不超过此压力;此外,脱硫塔的设计要考虑到空速、线速度等要求;三、结论——经济适用性1.烟气除尘——高炉煤气干法高炉煤气净化分为湿法除尘和干法除尘两类,目前我国500m3级及以下高炉的煤气净化基本上全部采用干式布袋除尘,而1000m3级及以上高炉的煤气净化采用干法布袋除尘技术的较少;干法布袋除尘与湿法除尘相比有以下优点:1 节水,干法除尘基本不用水,而湿法除尘需要大量的冷却水;2可提高TRT发电量,由于采用干法除尘后煤气的温度较高,煤气压力损失少,使得TRT发电量增加,一般多发电30%～50%;3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;4节电,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环保,由于不需要污水处理系统,可减少污染;2.烟气脱硫——干法脱硫干法脱硫——制作成本较低,这种自制的氧化铁脱硫剂,一般脱硫效率较高、脱硫效果较好,但其硫容较低、可再生次数较少;脱硫剂使用一段时间后需要再生,这种自制氧化铁脱硫剂一般采用塔外再生;将脱硫剂取出,放在晒场上充分氧化再生;但这种自制的氧化铁脱硫剂虽然成本低,但制作、再生都需要较大的场地、较多的人工,也比较麻烦,所以现在很多单位购买成型的氧化铁脱硫剂,也有许多单位研制成型的氧化铁脱硫剂销售;这些成型的氧化铁脱硫剂,颗粒均匀、孔隙率大、强度较高、氧化铁含量高、脱硫效率高、硫容大、可再生次数多,其再生可以在塔内进行;3. 结论目前我国煤炭开发和利用造成的生态破坏和环境污染还很严重;如何在经济条件允许的情况下提高煤炭等资源的利用率 ,减少对环境的污染使我们迫切需要解决的问题1实施洁净煤技术是中国能源的战略选择,它将解决三个方面的问题：1污染物及温室气体排放量的控制；2降低对进口石油的依存度；3提高利用效率;2. 实施中国洁净煤战略即煤炭加工与转化能够最经济、有效地解决煤炭利用中的低效率、高污染和替代石油的问题;为使煤炭工业适应国民经济的需求,国家应积极致力于中国洁净煤的研究和开发,促进煤炭加工与转化的迅速发展；3. 进一步提高煤炭利用效率、减少环境污染,促进国民经济和社会可持续发展,是中国的一项基本国策;建议政府有关部门对大型坑口热—电联产和高效干法选煤技术项目给予相应的政策支持,进行工业示范,以达到我国煤炭能源清洁、高效、经济、稳定的供应;参考文献1 2003中国能源发展报告.中国能源报告编辑委员会.北京.中国计量出版社.2003.2 高炉煤气干法布袋除尘设计规范中国冶金建设协会 20093 中国工程院.“十五”高技术产业发展咨询报告——先进能源技术领域. 2001.钢铁厂烧结烟气脱硫技术的探讨2009-10-19 09:37:24 点击数:187随着近两年钢铁行业和火电厂的大规模建设, 对环保提出了新的挑战;钢铁行业是国家重要的基础产业,又是高能耗、高排放、增加环境负荷源头的行业;钢铁生产在其热加工过程中消耗大量的燃料和矿石,同时排放大量的空气污染物;1996年钢铁工业二氧化硫SO2 排放量为万t,占全国工业SO2排放量的7. 5%,仅次于电力、煤气、热水的生产供应业和化工原料及化学制品制造业,居第3位;烧结工艺过程产生的SO2排放量约占钢铁企业年排放量40%～60%,控制烧结机生产过程O2的排放,是钢铁企业SO2污染控制的重点;随着烧结矿产量大幅度增加和烧结机的大型化发展, 单机废气量和SO2排放量随之增大,控制烧结机烟气SO2污染势在必行;国外已投巨资对此进行治理,甚至关闭了烧结厂;目前我国在烧结烟气SO2脱除方面基本上还处于空白,仅有几个小型烧结厂上了脱硫设施,而以烧结矿为主要原料的炼铁生产又不允许大量关闭烧结厂;因此,对烧结烟气进行脱除处理是满足今后日益严格的环保要求的唯一选择;目前的关键是借鉴国外的先进经验,开发应用适合我国烧结特点的先进脱硫工艺;1. 烧结烟气SO2主要控制技术目前,对烧结烟气SO2排放控制的方法有:1低硫原料配入法; 2高烟囱稀释排放; 3烟气脱硫法;1. 1 低硫原料配入法烧结烟气中的SO2的来源主要是铁矿石中的FeS2或FeS、燃料中的S有机硫、FeS2或FeS与氧反应产生的,一般认为S 生成SO2的比率可以达到85%～95%. 因此,在确定烧结原料方案时,适当地选择配入含硫低的原料,从源头实现对SO2排放量的控制,是一种简单易行有效的措施;该法因对原料含硫要求严格,使其来源受到了一定的限制,烧结矿的生产成本也会随着低硫原料的价格上涨而增加;就目前原料短缺的现状来看, 此法难以全面推广应用;1. 2 高烟囱稀释排放烧结烟气中SO2的质量浓度一般在1000～3000 mg/m3且烟气量大,若回收在经济上投资较大,故大多数国家仍以高烟囱排放为主,如美国烟囱最高达360m.我国包钢烧结厂目前采用低含硫原料、燃料,烧结烟气经200m高烟囱排放,SO2最大落地质量浓度在0. 017mg/m3以下;宝钢的烧结厂采用200 m高烟囱稀释排放;这种方法简单易行,又比较经济;从长远来看,高烟囱排放仅是一个过渡;但在当时条件下,采用高烟囱稀释排放作为控制SO2 污染的手段是正确的;1. 3 烟气脱硫法低硫原料配入法和高烟囱排放简单易行,又较经济;但我国SO2的控制是排放浓度和排放总量双重控制,因此,为根本消除SO2污染,烟气脱硫技术在烧结厂的应用势在必行;烟气脱硫是控制烧结烟气中SO2污染最有效的方法;目前世界上研发的烟气脱硫技术有200多种,进入大规模商业应用的只有10余种,我国也先后引进了不同的脱硫装置主要用于火电厂,而国内用于烧结烟气脱硫的技术进展较慢;国内仅有几个小烧结上了脱硫设施;如广钢2台24平烧结机采用双碱法工艺,临汾钢厂利用烧结烟气处理焦化废水等,因脱硫设施或多或少存在一些问题,所以运行也不正常;2. 烧结烟气的特点烧结烟气是烧结混合料点火后,随台车运行,在高温烧结成型过程中所产生的含尘废气;它与其他环境含尘气体有着明显的区别,其主要特点是:1 烟气量大,每生产1t烧结矿大约产生4000～6000m3烟气;2 烟气温度较高,随工艺操作状况的变化,烟气温度一般在150 ℃上下;3 烟气挟带粉尘多;4 含湿量大;为了提高烧结混合料的透气性, 混合料在烧结前必须加适量的水制成小球,所以含尘烟气的含湿量较大,按体积比计算,水分含量在 10 %左右;5 含有腐蚀性气体;高炉煤气点火及混合料的烧结成型过程,均将产生一定量的SOx,NOx,它们遇水后将形成酸,对金属结构会造成腐蚀;6 含SO2浓度较低,根据原料和燃料差异而变化,一般在1000～3000 mg/m3 .3. 烧结烟气脱硫技术3. 1 技术现状分析烧结烟气脱硫的研究,日本居于世界领先地位, 按照严格的环境保护标准,在上世纪70年代建设的大型烧结厂采用了烧结烟气脱硫法,脱硫工艺多为湿式吸收法;80年代以后,主要采用钢渣石膏法、氨硫铵法、活性焦吸附法、电子束照射法等;钢渣石膏法是利用转炉废渣研磨制成的浆液为脱硫剂,产品为低浓度石膏;该法脱硫效率高、投资省;利用了废渣,但易结垢、产品不能利用;氨硫铵法脱硫工艺是利用焦化厂产生的氨气, 脱除烧结烟气中的SO2 . 该法脱硫效率高,副产品可利用;但存在氨损、副产物稳定化、副产品品质、副产品的市场化等问题;活性焦吸附法烟气脱硫在脱除SO2的同时,能不同程度脱除废气中的HCl 、HF等有害气体;装置占地面积较小;副产品经综合加工后可利用;但存在运行成本高、设备庞大且造价高、腐蚀问题突出、硫资源回收处理等外围系统复杂、系统长期运行稳定性差等问题;电子束法烟气脱硫能同时脱硫脱硝,过程简单, 不产生废水废渣,副产品可用作化肥;但系统的安全性差,运行成本高,电子加速器价格昂贵,脱硫产物难以有效捕集及利用,应用范围受到限制;3. 2 密相干塔烟气脱硫技术密相干塔烟气脱硫技术是北京科技大学环境工程中心针对我国国情开发的一种先进的半干法烟气脱硫技术,具有脱硫效率高、投资运行费用低、可靠性高、占地面积小、无废水产生、副产物易处理等优点;在欧洲,已有20多家相当规模的电站锅炉、工业锅炉和工业炉窑工业化应用了该技术;3. 2. 1工艺过程该工艺的原理是利用干粉状的钙基脱硫剂,与密相干塔及布袋除尘器除下的大量循环灰一起进入加湿器内进行增湿消化,使混合灰的水分含量保持在3%到5%之间,加湿后的循环灰由塔上部进料口进入塔内,工艺流程如图1所示;含水分的循环灰有极好的反应活性和流动性,与由塔上部进入的烟气发生反应;脱硫剂不断循环利用,脱硫效率可达95%;最终脱硫副产物由灰仓溢流出循环系统,通过气力输送装置送入废料仓;整个工艺流程主要包括:1 SO2的吸收;预除尘后的烟气由塔上部入口进入,在塔内与高活性的钙基脱硫剂进行SO2 吸收反应,反应后的烟气由塔下部烟道出口排出,经除尘器除尘净化后排入大气;2 脱硫剂的循环利用;塔内落下的反应产物、除尘器收集的颗粒物和新吸收剂一起通过输送装置输送到塔上部的加湿器内,在加湿器内加少量水增湿活化后再次进入塔内进行脱硫反应,实现脱硫剂的循环利用;3 该过程发生的主要反应式如1～7 ;CaO + H2O —>Ca OH 2 , 1 Ca OH 2 + SO2 + 1/ 2H2O—>CaSO3 ·1/2H2O + H2O , 2 Ca O H 2 + SO3 + H2O—>CaSO4 ·2H2O , 3 CaSO3 ·1/2H2O + 1/ 2O2 + 3/ 2H2O —>CaSO4 ·2H2O , 4 Ca O H 2 + CO2 CaCO3 + H2O , 5 Ca OH 2 + 2HCl CaCl2 + 2H2O , 6 Ca O H 2 + 2HF CaF2 + 2H2O. 73. 2. 2 工艺特点1 脱硫剂用量少而且利用率高,循环过程中的脱硫剂颗粒在搅拌器的破碎作用及烟气强烈湍流引起的相互摩擦作用下,包裹着CaSO3或CaSO4外壳的未反应的CaOH2不断裸露出来,使脱硫反应不断充分地进行,脱硫率高达95%,同时可以去除SO3、HCl、HF等;2 耗水量低,脱硫剂通过加湿提高其活性所用的水非常少,通常循环脱硫剂的含水质量比为3%～5%;3 塔内的搅拌器强化了传质过程,延长了脱硫反应的时间,保证了系统的运行效果;4 系统对不同SO2 浓度的烟气及负荷变化的适应能力极强,这是该技术的显着优点;5 脱硫剂在整个脱硫过程中处于干燥状态,操作温度高于露点,没腐蚀或冷凝现象,无废水产生;6 塔体用普通钢材制作,无需合金、涂料和橡胶衬里等特殊防腐措施;7 烟气无需再加热即可排放;3. 2. 3 系统的自动控制整个工艺过程设两个控制回路:通过调节加湿器内加入水量来保证密相干塔中反应的温度及恒定的烟气出口温度;通过对进出口烟气流量和SO2 浓度的连续监测,调整吸收剂的加入量;4. 建议目前,烟气脱硫的工艺很多,对于烧结烟气的脱硫处理,要针对烟气特点并结合现场的情况,做出合理的选择;1 工艺选择应坚持以下原则:技术先进成熟且符合企业自身的技术和经济环境状况、设备简单可靠且操作简便、自动化程度高、投资省、脱硫率较高且稳定、运行成本与能耗低、脱硫剂来源广泛、副产品易于处理且不产生二次污染;2 密相干塔烟气脱硫工艺属于半干法脱硫工艺,完全符合上述的工艺选择原则,适合进行烧结烟气的脱硫处理;3 烧结过程中,烟气中SO2的浓度是变化的, 有时变化的幅度大且频率高,其头部和尾部烟气含 SO2浓度低,中部烟气含SO2浓度高;为减少脱硫装置的规模,可只将含SO2浓度高的烟气引入脱硫装置,这样可以节约大部分资金;4 加快推进烧结烟气脱硫技术的工业应用,逐步消除我国SO2和酸雨的污染对经济发展的消极影响,促进钢铁企业的可持续发展;。
大型高炉煤气干式布袋除尘技术研究
提高二次能源的利用效率 ，减少环境污染 ，是钢 铁工业 发展循环 经济 、实现 可持续发 展 的重 要技
术 途径 ，已成为 当今 高炉炼铁技 术 的发 展方 向 。
目前 ，我 国 自主开发 的高炉煤气 干式 布袋 除 尘技 术在设 计研 究 、技 术创新 、工程 集成及 生 产 应用 等方 面 已取得 突破 性进展 ， 自主设计 开发 的
４
１
部 分 大 型 高 炉 煤 气 干 式
啪 姗
布 尘系 数见 。 袋除 统参 表１
２ 高炉煤气 干式布袋除 尘技术原理 ∞ 盯
大型 高炉煤 气全 干式低 压脉 冲喷吹 布袋除尘 系统
１ 高炉煤气干式布袋 除尘技术发 展现状
２ ０世纪 Ｏ年代我 国炼铁 工作者 总结 了高 炉
煤气干 式布袋 除 尘技 术 的开发 经 验 和应 用 实践 ，
完全取 代 了传统 的高炉煤 气湿式 除尘 系统 。并 研 究 开发 了高炉 煤气 温度控 制 、煤 气尘 含量在线 监 测 、煤气 管道 系统 防腐及 除尘灰浓 相气力 输送 等 关 键技术 ，使 大型高 炉煤气 干式布 袋除尘 技术 日 臻完 善 。我 国高炉煤气 干式 布袋 除尘 技术 的发 展
低炼铁 生产过 程 中的新水 消耗和动 力消耗 ，还 可
技术 ，在 我 国 ３０ｍ ０ 级 高 炉 上进 行 试验 并 取得 成功 ，使 高炉煤气 低压 脉冲喷 吹干式 布袋 除尘技 术实 现 了工业 化应 用 。经 过几 年发展 ，该技 术在
中小 型高 炉上 迅 速 推 广应 用 ，２ １世 纪初 新 建 的 １ ０ 级 高炉 相 继 采 用 此 技 术 ， 目前 已推 广 ０ｍ ０ 应 用 到数 十座 ２０ ０— ０ 级大 型高炉上 。 ０ ５５ ０ ｍ
20大型高炉煤气全干式布袋除尘技术(精)
大型高炉煤气全干式布袋除尘技术高炉煤气干式布袋除尘技术是21世纪高炉实现节能减排、清洁生产的重要技术创新,可以显著降低炼铁生产过程的新水消耗、减少环境污染,已成为现代高炉炼铁技术的发展方向。
高炉煤气干式布袋除尘技术已有30多年的发展历程。
2007年1月,中国自主开发的高炉煤气全干式低压脉冲布袋除尘技术在迁钢2号高炉(2650m3)获得成功,完全取消了备用的煤气湿式除尘系统。
研究开发了煤气温度控制、除尘灰浓相气力输送、管道系统防腐等核心技术,使中国在大型高炉煤气全干式布袋除尘技术达到国际先进水平。
优化集成工艺流程和系统配置通过研究分析国内外高炉煤气干式布袋除尘技术应用实践,对加压煤气反吹除尘技术和低压脉冲除尘技术进行了系统的对比研究,设计开发了高炉煤气全干式低压脉冲布袋除尘工艺。
迁钢2号高炉采用14个直径为4600mm的除尘箱体,箱体为双列布置方式,两列箱体中间设置荒煤气和净煤气管道,煤气管道按等流速原理设计,使进入各箱体的煤气量分配均匀,整个系统工艺布置紧凑、流程短捷顺畅、设备检修维护便利。
采用低滤速设计理念,确保系统运行安全可靠。
每个箱体设滤袋250条,滤袋规格<160mm×7000mm,单箱过滤面积880m2,总过滤面积12320m2。
设计中加大了滤袋的直径和长度,高径比降低,滤袋结构尺寸更加合理;扩大了箱体直径,使除尘单元的处理能力提高,减少了箱体数量、建设投资和占地面积。
表2是迁钢2号高炉煤气全干式布袋除尘工艺技术参数。
煤气温度控制技术煤气温度控制是布袋除尘技术的关键要素,正常状态下,煤气温度应控制在100～220℃,煤气温度过高、过低都会影响系统的正常运行。
采用煤气干式布袋除尘技术,高炉操作要更加重视炉顶温度的调节控制。
炉顶温度升高时采取炉顶雾化喷水降温措施,同时在高炉荒煤气管道上设置热管换热器,用水作为冷却介质,将高温煤气的热量通过热管传递,使水汽化吸收煤气热量,可以有效地解决煤气高温控制的技术难题。
高炉煤气干法除尘技术及3H—TRT发电技术
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 采 用 了双 向 电磁 脉 冲喷 吹 技术 ，可 解 决 由于 箱 体 直 径 大 导致 单 向反 吹 系统 末 端 压力 不 足 的 问题 。 四是
碱 金属 含量 的粉尘 重 复利 用 。
污 染 等优点 。 五是 除尘 内部 结 构优 化 ，未 采用 泄 爆
膜而采用了泄爆阀专利新技术 ，提高 了安全可靠性。 六是滤料选择合理 ，选用 了 目 前广泛使用 的莱氟复 合 滤料 ，瞬间工作 温 度 可承 受 ３０ ０ ℃高 温 。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 的材 质选 用 了一 层 ０ Ｆ腐 蚀 不敏 感碳 钢 和两层 ３６ ８ Ｌ不 锈钢 ，可 耐 一定 １ 程 度 的氯 、硫 、耐 酸腐 蚀 。九 是系 统采 用 了 Ｐ Ｃ或 Ｌ Ｄ Ｓ 自动 控制 ，工艺 控 制更 加 可靠 。十是 配 套采 用 Ｃ 了 ３ Ｔ Ｔ 发 电机 技术 ，可 高精 度稳 定 性控 制 高 炉 Ｈ— Ｒ
电磁 阀开 ，喷吹氮气从滤袋出 口处 自上而下与气体 排除的相反方向进入滤袋 ，将吸附在滤袋外面的粉
尘清 落 至下 面 的灰 斗 中 ，粉 尘经 卸灰 阀排 出后 利 用 输 灰 系统送 出。
图 １高炉干法除尘及 ３ — Ｒ Ｈ Ｔ Ｔ发 电 机 工 艺 流 程 图
３ 大型高炉煤气干法布袋除尘技术 中小高炉上千法布袋除尘器的成功使用 ，为大 型高炉上采用于法布袋除尘器奠定 了基础。同时 ，