第8章 高炉煤气处理系统
第8章 炉膛安全监控系统(高)
第8章炉膛安全监控系统(高)概述一、炉膛安全监控系统的地位大容量锅炉需要控制的燃烧设备数量比较多，有点火装置、油燃烧器、煤粉燃烧器、辅助风(二次风)挡板、燃料风(周界风)挡板等，不仅类型比较复杂，而且它们的操作过程也很复杂。
例如：点火油枪的投入操作包括点火油枪推进、开雾化蒸汽(或雾化空气)门、开进油门等；停用操作包括关进油门、油枪吹扫、油枪退出等。
煤粉燃烧器的投入的操作包括开磨煤机出口挡板、开热风门、暖磨、磨煤机启动、给煤机启动等；煤粉燃烧器停用操作包括停给煤机、关热风门、停磨煤机、磨煤机吹扫等。
对一般不能伸进和退出的点火装置(点火器)以及燃烧器的火焰监视器等装置要有冷却措施，为此还设置了冷却风机(由交、直流电动机拖动，其中直流电动机备用)。
火焰监视器是判断燃烧器点、熄火成功与否及对火焰进行监视的重要装置。
由此可见，即使投入或切除一组燃烧器也需要有相当多的操作步骤和监视判断的项目，在锅炉启动或发生事故工况下，燃烧器的操作工作更加繁复。
所以大容量锅炉的燃烧器必须采用自动顺序控制。
国内机组过去缺少这种燃烧安全监控系统，使国产锅炉的运行性能受到严重的影响，锅炉的安全运行也受到威胁。
由于近年来大机组日益增多，锅炉防爆问题也日趋严重，据电力部门统计，近几年来较大型锅炉爆炸事故每年约发生余起，损失巨大。
另外大容量锅炉爆炸力较大，如采用防爆门已无法承受炉内压力，否则要增加防爆门面积又不现实，因此为国产锅炉装备炉膛安全监控系统已势在必行。
炉膛安全监控系统(Furnace Safeguard Supervisory System,简称FSSS)，也有称燃烧器管理系统(Burner Management System简称为BMS)，或称燃烧器控制系统、燃料燃烧安全系统。
是现代大型火电机组锅炉必须具备的一种监系统。
它能在锅炉正常工作和启停等各种运行方式下，连续地密切监视燃烧系统的大量参数与状态，不断地进行逻辑判断和运算，必要时发出运作指令，通过各种联锁装置，使燃烧设备中的有关部件(如磨煤机组、点火器组、燃烧器组等)严格按照既定的合理程序完成必要的操作，或对异常工况和未遂性事故作出快速反应和处理。
高炉煤气处理的工艺流程
高炉煤气处理的工艺流程下载温馨提示:该文档是我店铺精心编制而成，希望大家下载以后，能够帮助大家解决实际的问题。
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在进行高炉煤气处理之前，需要做好充分的准备工作。
高炉休风、送风及煤气操作程序
高炉休风、送风及煤气操作程序高炉休风、送风及煤气操作程序高炉的休风、送风及煤气处理，是一项煤气危险作业，它涉及调度室，鼓风机、煤气管理室、热风车间、上料车间、喷煤车间等众多单位和岗位，应联系妥当，统一指挥，互相配合，严格按规程操作。
根据休风时间的长短、原因、性质分为短期休风、长期休风和特殊休风。
一、高炉的短期休风与送风小于4h，更换冷却设备，设备修理等的临时休风，成为短期休风。
㈠、短期休风短期休风程序如下：1、休风前通知有关单位做好准备，如调度室、鼓风机、煤气管理室、热风车间、上料车间、喷煤车间等。
2、向炉顶、除尘器等煤气设备通蒸汽（氮气）。
3、炉顶停止打水。
4、停止富氧。
5、停止喷吹燃料。
6、高压改常压，减风到50%左右。
7、全开炉顶放散阀，停止上料。
8、热风炉停止烧炉。
9、关重力除尘器煤气切断阀。
10、关风温调节阀和混风大闸。
11、继续减风到0.05MPa。
12、通知热风炉休风。
13、打开风口视孔盖。
14、关送风炉的热风阀、冷风阀，放尽废气。
15、工长确认高炉休风正常后，通知热风炉打开倒流阀进行煤气倒流。
16、热风车间通知高炉“热风炉休风操作完毕”。
17、休风1小时后通知高炉关闭倒流休风阀。
18、煤气系统按短期停风操作处理。
㈡、短期休风的煤气处理短期休风的煤气处理比较简单，休风期间高炉和煤气系统的隔断是用关上除尘器煤气切断阀实现的。
阀后的除尘器、布袋系统由煤气管网充压，阀前的高炉炉顶上升管、下降管用通蒸汽（氮气）保其正压，防止造成爆炸性气体，来确保休风期间的安全。
短期休风的复风及引煤气操作程序如下：1、关上风口视孔盖，通知鼓风机、热风炉送风。
2、关倒流阀停止倒流。
3、开送风炉的冷风阀、热风阀，同时关废气阀。
4、通知高炉“热风炉送风操作完毕”。
5、逐渐关放风阀回风。
6、开混风大闸及风温调节阀。
7、取得热风同意，开重力除尘器煤气切断阀。
8、关炉顶放散阀。
9、关炉顶及除尘蒸汽（氮气）。
10、高炉按情况转入正常操作。
高炉煤气系统工艺流程
武钢8号高炉煤气系统工艺流程及控制思想－干法除尘系统
高炉煤气干法布袋除尘系统
武钢8号高炉煤气系统工艺流程及控制思想－干法除尘系统
4.高炉煤气干法布袋除尘系统 －工艺流程
• 荒煤气经旋风除尘器后，由半净煤气主管分配到呈二列式布置的布袋除 尘系统。净化后含尘量≤5mg/m3(标况)的精制煤气经TRT余压发电装置降 至～10kPa送至净煤气总管。 除尘器过滤方式采用外滤式，在除尘器荒煤气室，颗粒较大的粉尘由于 重力作用自然沉降而进入灰斗；颗粒较小的粉尘随煤气上升，经过滤袋时， 粉尘被阻留在滤袋的外表面，煤气实现精除尘 。随煤气过滤过程的不断进行， 布袋外壁上的积灰逐渐增多，过滤阻力不断增大。当阻力增大（或时间）到 一定值，DCS控制系统自动控制滤袋口上方所设置的喷吹管实施周期性或定 时、定差压的间歇脉冲氮气反吹，将覆积在滤袋的灰膜吹落至下部的灰斗中。 当灰斗中的灰尘累积到一定量时，打开除尘器灰斗下的电动球阀（常开）、 气动闸阀，灰尘卸入仓泵罐体中，再由氮气将灰尘经输灰管道气力输送至大 灰仓，灰仓集灰至一定灰位，启动卸灰阀对排灰经加湿后由输灰车运出厂区。
1. 概
述
武钢8#号高炉，炉容3800m3，配套的燃气设施主要包 括高炉煤气净化（湿法比消夫、干法布袋）、高炉煤气余压 回收透平发电（TRT－干湿两用）、洗净塔、高炉煤气放散 塔、能源介质（高炉煤气、焦炉煤气、转炉煤气、氮气、氧 气）的供应以及特种消防设施。 武钢8#号高炉2007年5月开工建设，初步建成后搁置近 大半年，2009年8月1日顺利投产；目前，湿法除尘系统运行 正常，TRT系统也于8月23日顺利并网发电，干法布袋除尘系
武钢8号高炉煤气系统工艺流程及控制思想
目
1. 概 述
录
2. 高炉设计相关技术参数 3. 高炉煤气湿法除尘系统 4. 高炉煤气干法布袋除尘系统 5. 高炉煤气余压回收透平发电（TRT）系统
高炉干法热风煤气系统
1、箱体顶部设置一套超压泄放装置。由泄爆阀和接管组 成。直径DN500，以保证箱体的安全运行。泄爆阀膜片 为不锈钢，设计爆破压力0.25MPa。
2、在每个箱体出口支管上安装1套电荷感应式粉尘检测 仪，在线实时检测净煤气含尘量，当检测到某一箱体 出口粉尘浓度超标时，自控系统将报警，可判断箱体 内是否有破损布袋。
空气助燃风机所产生的空气，由空气管道余次进过空
气一次预热、二次预热、调节阀、切断阀和燃烧阀而进入热 风炉内。部分高炉煤气在煤气管网之中分离出来，由煤气管 道余次进过煤气一次预热、调节阀、切断阀和燃烧阀而进入 热风炉内。
当空气和煤气安一定比例进入高温的拱顶内，立刻进
行燃烧。燃烧后产生的高温由引风机和烟筒的抽力向下移动， 在移动的过程加热受热的格子砖。加热完成后最后有废气管 道进入大烟筒排入大气。
5、在每排输灰管道进入大灰仓前，安装一个气动球阀。 6、检测标准：根据温度检测。当灰斗上部热电偶检测 温度开始下降并接近下部热电偶检测的温度时，开始卸输灰。 当灰斗下部热电偶检测温度开始升高并接近上部热电偶检测 的温度时，可断定本箱体的灰已卸完。
D325X6至减压后净煤气总管
煤气管道 氮气
箱体灰斗
谢谢！
随着过滤过程的不断进行，滤袋上的粉尘越积越多，过滤阻力 不断增大。当阻力增大（或时间）到一定值时，电磁脉冲阀启动， 进行脉冲喷吹清灰，喷吹气采用氮气，清理的灰尘落入灰斗。
当灰斗中的灰尘累积到一定量（由料位计控制或时间控制）时， 启动卸输灰系统。灰尘经卸灰阀卸入输灰管道，由高压净煤气（或 氮气）将灰尘输送至大灰仓，再由汽车运出厂区。
热风炉本体
热风炉全高：35.216m；2）、 烟 囱 全 高：70m出口直径
4m； 热风炉工作制度：两烧一送。
第6章 高炉煤气净化除尘系统
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 喉口流速，m/s 50～70 喷水量， 3m3 t/10 3.5～4.0 溢流水量，t/103m3 0.5
6 高炉煤气净化除尘系统
6.1煤气除尘系统概述
一、煤气除500m3 ，其发热值一 般为3360~4200kj/m3，但是，由炉顶排出的煤气中一般 含有20~40mg/m3(标态)的灰尘，如不经净化处理直接送 至用户使用，会造成管道、燃烧器堵塞及设备的磨损，加 快耐火材料的熔蚀，降低蓄热器的效率。
四、煤气除尘工艺的分离
包括湿法除尘和干法除尘两种。
一. 湿法除尘： 1、塔文工艺：
高炉
重力除尘器 洗涤塔
二级文氏管
高压阀组
脱水器
净煤气管网
TRT
2、双文工艺
高炉
重力除尘器
一级文氏管 二级文氏管
高压阀组
脱水器
净煤气管网
TRT
3、环缝洗涤器（比肖夫煤气清洗工艺）
高炉
重力除尘器
环缝洗涤器
脱水器
旁通阀
(6)高炉煤气纯干法布袋除尘占地小，运行费用低。 (7)干式除尘器对介质适应性强，使用范围广。
6.2 煤气除尘设备及原理
6.2.1 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。
高炉的休风、送风及煤气处理(正式)
编订：__________________审核：__________________单位：__________________高炉的休风、送风及煤气处理(正式)Deploy The Objectives, Requirements And Methods To Make The Personnel In The Organization Operate According To The Established Standards And Reach The Expected Level.Word格式 / 完整 / 可编辑文件编号：KG-AO-4941-87 高炉的休风、送风及煤气处理(正式)使用备注：本文档可用在日常工作场景，通过对目的、要求、方式、方法、进度等进行具体的部署，从而使得组织内人员按照既定标准、规范的要求进行操作，使日常工作或活动达到预期的水平。
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1 短期休风、送风程序短期休风与送风由值班长主持，高炉工长执行。
1) 休风前的准备工作(1) 由高炉值班工长提出，值班长批准，并取得作业区调度室、燃气调度室同意。
(2) 休风前联系作业区调度室、动力作业区调度室，通知鼓风机、热风炉、卷扬主控室、煤粉喷吹。
(3) 出净渣铁(4) 检查风口、冷却壁等冷却设备，如果发现损坏要适当的闭水，并准备更换。
2) 休风程序(1) 向炉顶各部通蒸汽。
(2) 炉顶停止打水。
(3) 停止富氧。
(4) 停止喷吹。
(5) 高压转常压、减风到50%。
(6) 除尘器停止打灰。
(7) 关风温调节阀，停止上料。
(8) 全开炉顶放散阀。
(9) 热风炉停止燃烧。
(10) 关煤气切断阀（事先要通知燃气管理室）。
(11) 继续减风、直到最低水平。
(12) 打开风口视孔盖。
(13) 高炉发出“休风指令”。
(14) 关送风热风炉的热风阀、冷风阀，开废气阀放净废气。
(15) 开倒流阀进行倒流休风。
(16) 热风炉发出：“休风操作完毕信号”。
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;。
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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