高炉煤气处理系统设计
攀钢西昌基地高炉煤气全干式除尘及TRT工程系统设计
３ ． ５煤气旁路系统及减压 阀组 煤气旁路系统 煤气旁路系统 的作用 是：当透平 故障跳闸时，设在透平前的快 切阀在 Ｏ ． ５ ｓ内快速切断煤气 ， 此时煤气经旁路减压后进入净煤气管 网，供用户使用 。 减 压 阀组 功能及控制要求 ：单座高炉减压 阀组 由 ２台 Ｄ Ｎ ８ ０ ０液动快开 阀 和 ２台电动调节 阀 （ Ｄ Ｎ ８ ０ ０ 、Ｎ ５ ０ ０ ）组成 。当透平正 常运行 时，该 阀 门处于关闭状态 ，只是在透平 故障跳 闸时，Ｄ Ｎ ８ ０ ０阀门在 ０ ． ５ ｓ内快 速打开 （ 具备手动调节功能 ） ，并调节炉顶压力 。 ３ ． ６ 发 配 电系 统 透平机配套一台三相无刷励磁 同步发 电机 ， 额定功率 １ ３ ０ ０ ０ ｋ Ｗ ， 输出 电压 １ ０ ． ５ ｋ Ｖ ，频率 ５ ０ Ｈ ｚ 。 ３ ． ７ 润 滑 油 系 统 透平主机及发 电机 的润滑油 ，正常运转时由透 平主轴端部的主 油泵供给，起动或主油泵 出故 障时，由辅助 油泵供油并设有高位油 箱。Ｂ Ｄ Ｃ排灰 阀组及反吹 阀、过滤 阀均采用集中润滑站供油的方式 。 ３ ． ８ 液 压 伺 服 控 制 系 统 在Ｔ Ｒ Ｔ自控调节信号指令下 （ 也可手动操作 ）通过液压系统向 透平及各大液压 阀的油缸供油 。各装置 所需的压力油是均 由液压油 站供应，可使静叶实现伺服控制 、点动 、快 关三项操 作、紧急切断 阀快速关闭 、旁通 阀快速打开 、各种液 压设 备正常启闭。液压系统 工作压力 ｌ ２ ～１ ４ Ｍ Ｐ ａ 。液压伺服控制 系统由液压泵站、控 制站及蓄 能器三部分组成 。 ３ ． ９氮气密封系统 密封用气包括透平主机轴端 密封 、静叶可调腔密封、气力输灰 及检修吹扫用氮 气 。 透平主机采用氮气、 油联合密封 的形 式， 最大耗气量 １ ０ ０ Ｎ ｍ ￣ ／ ｈ ， 压力 ０ ． ４ ～Ｏ ． ６ Ｍ Ｐ ａ 。当氮气密封系统发 生故障时，透平主轴封处泄 漏的煤气 由喷射 器抽引至室外 ，确保人生安全 。 ４ 结 语 攀钢西 昌基地高炉煤气干式除尘及 Ｔ Ｒ Ｔ工程系统设计采用 目前 国 内外较 先进的高炉煤 气全干 式除尘及 Ｔ Ｒ Ｔ新技术、新工艺。设计 合理，且 具有显著的优 点： （ １ ） 采用独 立的荒煤气放 散系统 ，保证高炉及布袋除尘器安全
高炉煤气加热炉系统的设计与开发
２０年第 ３期 ０７ 总 第 １１期 ２
ＭＥｒＩ ，Ｒ ＩＡ Ｏ Ｒ Ａ Ｕ Ｇ Ｃ ＬＰ ＷＥ Ｊ
冶 金 动 力
１ ３
高炉煤 气 加热炉 系统 的设 计 与开发
唐 凤 初
（ 南铁合金集 团有 限公司技术中心 ， 湖 湖南湘 乡 ４ ０ ） １４ ０ １
目前 ２２ 炉生 产 中低碳 锰铁 ， ０ 原料 加热 ８ ｎ ０ｍｉ
用于湖南铁合金集团有限公司（ 以下简称湖铁） 的热 风炉、 烧结机、 锅炉和冶炼三厂 的回转干燥窑 ， 用高
炉煤气代替燃料煤或燃料油进行生产。 由于 冶炼三 厂长 期停 产 ，富余 的高炉煤 气平 均 有 ８００ ｍ／（ 热 值 平 均 为 ３ ３９ ｋｉ ） 白放 ０ ３ 发 ｈ ４ Ｊ ｍ３白 空， 既浪 费 了能 源又污 染 了环境 。源于 此 ， 们设 计 我 了一套热利用系数比回转干燥窑高 ３５ 的加热炉 ～倍 和燃烧系统 ， 让湖铁冶炼二厂 的 ３ ００ ｋ Ａ中锰 电 ０ Ｖ 炉（ 以下简称 ２ ２炉 ） ０ 使用高炉煤气加热入炉料 ， 采 用 ６０ ８０ ｏ的热料直接入炉进行 冶炼 ， ０ ～０ Ｃ 能够降低
在 ９ ｍ 平 台有 两个 钢 制料 仓 ． 我们 将 这两个 料 仓 加 以改造 ， 加煤 气燃 烧 系统 ， 煤气 的燃烧产 物 增 用 （０ ～ ５ Ｉ 问接加 热料 仓 。 ８０ １００ ｃ） ＝ ２２ 热料入 炉节 能原 理 ．
人 炉 料从 常 温 升 高到 １０ ｃ 时 。 ０ Ｉ 假设 锰 矿 中 的 ＝
水分含量为 １％（ ０ 湖铁 的锰矿含水量的平均值）这 ， 些水从常 温状态 到全 部汽化 需能量需 ２ ６． ｌ／ １８ （ １ Ｊ
ｋ ｘ ｘ ｇ ｔ ％× ０＋３ ０ ／ 。 ６ ． Ｗ ｈｔ ｌ １ ｈｌ１
高炉煤气除尘系统.
高炉煤气处理系统一．煤气处理包括：（1）除尘；（2）脱水。
二．煤气除尘设备及原理（1）除尘流程a.除尘的原因及目的；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，可以作为热风炉、焦炉、加热炉等的燃料。
但是由高炉炉顶排出的煤气温度为150～300ºC,标态含有粉尘约40～100 g/m3。
如果直接使用，会堵塞管道，并且会引起热风炉和燃烧器等耐火砖衬的侵蚀破坏。
因此，高炉煤气必须除尘后才能作为燃料使用。
b.煤气除尘设备：湿法除尘、干法除尘。
湿法除尘：干法除尘：干法除尘有两种，一种是用耐热尼龙布袋除尘器，另一种是干式电除尘器。
（2）设备a.粗除尘设备：重力除尘器、旋风除尘器重力除尘器：利用自身的重力使尘粒从烟尘中沉降分离的装置。
重力除尘器除尘原理是突然降低气流流速和改变流向，较大颗粒的灰尘在重力和惯性力作用下，与气分离，沉降到除尘器锥底部分。
属于粗除尘。
重力除尘器上部设遮断阀，电动卷扬开启，重力除尘器下部设排灰装置。
重力除尘器是借助于粉尘的重力沉降，将粉尘从气体中分离出来的设备。
粉尘靠重力沉降的过程是烟气从水平方向进入重力沉降设备，在重力的作用下，粉尘粒子逐渐沉降下来，而气体沿水平方向继续前进，从而达到除尘的目的。
在重力除尘设备中，气体流动的速度越低，越有利用沉降细小的粉尘，越有利于提高除尘效率。
因此，一般控制气体的流动速度为1—2m／s，除尘效率为40％一60％。
倘若速度太低，则设备相对庞大，投资费用增高，也是不可取的。
在气体流速基本固定的情况下，重力除尘器设计得越长，越有利于提高除尘效率，但通常不宜超过10m长。
旋风除尘器：除尘机理是使含尘气流作旋转运动，借助于离心力降尘粒从气流中分离并捕集于器壁，再借助重力作用使尘粒落入灰斗。
影响除尘效率的因素1、进气口旋风除尘器的进气口是形成旋转气流的关键部件，是影响除尘效率和压力损失的主要因素。
切向进气的进口面积对除尘器有很大的影响，进气口面积相对于筒体断面小时，进人除尘器的气流切线速度大，有利于粉尘的分离。
炼钢高炉顶煤气回收系统的设计与控制
ＸＵＥＢＡＯ２００７．６．２０图１ＴＲＴ工艺流程＊［收稿日期］２００７－０１－２３［作者简介］杨菁（１９７０－），女，湖北荆州人，硕士研究生，主要从事应用电子、控制类相关专业的理论课程教学以及课程设计、实习实训的指导等工作。
高炉炉顶煤气压力回收透平发电装置简称ＴＲＴ，是公认的钢铁工业重大的节能措施，也是回收能源的最新技术之一，ＴＲＴ是将原损失在减压阀组的部分高炉煤气的能量加以回收发电，并将电能输入使用。
现在ＴＲＴ自动控制系统在日本横河ＹｅｕｐｕｒｋⅡｓｙｓｔｅｍ上加以改进并增设可编程序调节器，电子调节器（Ｇｏｖｅｒｎｏｒ）实现了ＴＲＴ自动起动、升速、升功率并网、炉顶压力控制自动停机，并且以ＴＲＴ操作为主，高炉操作为辅。
而且ＴＲＴ的起、停权所属高炉以保证高炉生产为原则，为改变原有的操作习惯，也对炼铁、燃气、仪控专业管理进行了考虑。
一、工艺流程及主要设计参数ＴＲＴ工艺流程如下图１所示。
从ＴＲＴ装置和减压阀组的联接方式看，ＴＲＴ装置与减压阀组为并联设置，减压阀组在系统运行时，由于关闭不严密，造成一点的泄漏量，影响能量的回收，但就其安全可靠性和操作控制的灵活性来讲，它都优于串联方式。
ＢＦ：高炉；ＤＣ：重力除尘器；ＴＢＣ：减压阀（快开）；Ｂ：蓄热器；ＥＰ：干式除尘器；ＷＴ：透平发电机组；ＳＢ：静叶；ＶＳ：湿式除尘器；ＴＳＶ：紧急切断阀；ＴＣＶ：凋速阀；ＳＶ１……ＳＶ４：减压阀组。
ＴＲＴ设计参数见下表二、自动控制系统的构成及其功能（１）工艺对自动控制系统的具体要求①自控系统能够保证高炉顶压控制顺利，无干扰地从减压阀组转换到透平入口调速阀（ＴＣＶ），静叶（ＳＢ）、快开阀（ＴＢＣ）、反之亦然，且高炉顶压力在设定点的波动不得超过±４．９Ｋｐａ。
②透平机整个起动过程中要求平稳，并网积和转为顶压控制要求可靠且自动实现。
③当透平机自身由于超速，发电机解裂等恶性事故发生时，系统能在４∽８秒内由透平ＴＣＶ阀、静叶ＳＢ、快开阀ＴＢＣ转换到减压阀组控制，且顶压波动不超过允许范围８．０∽１２．０Ｋｐａ（２）炉顶压力调节①透平停止时的炉顶压力调节透平停止时高炉Ｇａｓ通过透平减压前期组，其炉顶压力调节由ＰＬＣ－Ａ－３对顶压信号进行ＰＩＤ运算，控制减压阀组开度，以实现顶压的自动控制。
江苏沙钢高炉煤气干法除尘器及除尘工艺系统设计方案
江苏沙钢高炉煤气干法除尘器及除尘工艺系统设计方案江苏沙钢380m 3高炉煤气干法除尘器及除尘工艺系统设计方案作者：耿存友前言高炉煤气净化分为湿法除尘和干法除尘俩类，根据我国的能源和环保政策，干法除尘属于环保节能项目，位于国家钢铁行业当前首要推广的“三干壹电”（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。
干法布袋除尘代替湿法除尘将是壹大趋势。
因此，我们在引进和吸收国内外各家先进技术的基础上，经过多年大量分析和研究设计出壹套高效经济、安全可靠、实用方便的高炉煤气干法布袋除尘工艺系统及高炉煤气干法布袋除尘器，且于2003年在江苏沙钢三座380m 3高炉上得到了应用和验证，目前，整个系统运行状况良好，操作简单，维护方便。
以下着重介绍此高炉煤气除尘器及除尘工艺系统设计方案。
1。
工艺系统组成及工作原理1.1 工艺系统组成及工艺流程（见图壹）江苏沙钢三座380m 3高炉高炉煤气干法布袋除尘工艺系统组成分为：高炉煤气干法布 袋除尘系统和高炉煤气干法布袋除尘系统支架平台（见图二，此图为其中俩座高炉煤气除尘系统平台第三座平台为后期设计且列连在这个平台之上）俩部份。
江苏沙钢380m3高炉煤气除尘工艺系统图二1.1.1高炉煤气干法布袋除尘系统主要由：荒煤气进气总干管路系统（主要由总干管和膨胀节组成）、九个进气支管路系统（主要由进气支管、液动式盲板阀、气动式密封蝶阀等组成）、九个筒式除尘器箱体（主要由净煤气室、荒煤气室、本体锥形灰斗、中间卸灰球阀、中间灰斗、卸灰球阀、星型卸料器、布袋脉冲喷吹装置、灰斗脉冲清堵装置、安全防爆装置、人孔检修装置等组成），九个出气支管路系统（主要由出气支管、液动式盲板阀、气动式密封蝶阀等组成）、净煤气出气总干管路系统（主要由总干管和膨胀节组成）、输灰系统（由链运机组成）、安全放散管路系统、蒸汽旁管加热及保温系统、氮气管路系统、液压管网系统（由液压站、管网及各式阀组成，为各液动阀门提供动力、各液脂润滑点提供润滑脂）、料位监测系统、温度监测系统、差压监测系统、出气总干管煤气流量、含量监测系统、环境煤气浓度监测报警系统、电气、仪表及自动化控制系统.1.1.2钢结构支撑平台主要由：基础立柱及钢梯、承重平台和中间灰斗等部件检修平台、安全通道、顶部检修平台等组成。
韶钢高炉煤气除尘浓相气力输灰系统设计与运行
韶钢高炉煤气除尘浓相气力输灰系统设计与运行摘要：本文详细介绍了韶钢8号高炉煤气干法布袋除尘浓相气力输灰系统的设计结构、特点、使用效果。
自该系统投运以来，运行情况良好，各项技术经济指标均达到了设计要求。
关键词：浓相气力输灰运行煤气除尘1 前言宝钢集团广东韶关钢铁有限公司（以下简称“韶钢”）在高炉煤气除尘除尘领域是最早使用干法布袋除尘技术的单位之一，从300 m3小高炉煤气除尘发展到2500 m3的大高炉煤气除尘，输灰方式一直采用机械输灰方式，该输灰方式由于受其设备自身性能和工艺流程的制约，二次扬尘问题严重，为此，在韶钢拟定建设3200 m3高炉之际，在布袋除尘输灰方式上进行了积极的探索，最终在新建的3200 m3高炉（8号）布袋除尘系统上利用浓相输灰技术设计一套全新的气力输灰系统，以彻底解决机械输卸灰方式存在的问题。
2 钢铁行业高炉煤气干法布袋除尘系统输灰现状输灰系统在钢铁行业中是高炉煤气干法布袋除尘系统较薄弱的环节，除尘系统输灰方式主要有两种。
一是机械输灰，工艺流程为：布袋箱体灰斗→上球阀→中间仓→下球阀（给料机）→螺旋输送机（或埋刮板输送机）一灰罐（斗式提升机运灰至高位灰仓）→汽车外运。
二是稀相气力输灰，工艺流程为：除尘箱体灰斗→dn300球阀→dn300钟阀→dn80气电动球阀→气力输送管→集灰仓→汽车外运。
以上两种输灰方式虽作了很多努力，仍存在较多不尽人意之处。
机械输灰现场粉尘泄露严重、机械部件磨损大、检修和维护量大、煤气容易泄漏、自动化水平低；气力输灰管堵塞、吹穿，阀门磨损严重，维修频繁，灰气比低，气量消耗大。
3浓相气力输灰技术气力输灰技术应用很广，输送物的物料特性相差悬殊，不同的物料必须有不同特性的输送装置来适应，故气力输送装置的品种十分繁多、复杂。
按气、灰质量比主要分为稀相气力输送（气灰比≤1：10）、中相气力输送（气灰比1：10～1：20）、浓相动压输送气灰比≥1： 20）三大类。
高炉煤气设计规范
高炉煤气干法布袋除尘器设计规范1 总则1.0.1为在高炉煤气干法布袋除尘设计中贯彻执行国家法律法规和有关技术经济政策，做到设计先进、经济合理、安全适用，特制定本规范。
1.0.2本规范适用于低压脉冲布袋除尘和反吹风大布袋除尘两种高炉煤气布袋除尘。
1.0.3本标准适用于高炉煤气干法布袋除尘的新建、扩建和改造设计。
1.0.4高炉煤气干法布袋除尘设计除应符合本规范外，尚应符合国家现行有关标准的规定。
2 术语2.0.1气体的标准状态 standardized status of gas温度为0℃，大气压力为101.325kPa时的气体状态。
2.0.2工况气体流量 flow rate of the actual treated gas在实际工作温度、湿度、压力下进入除尘器的气体流量。
2.0.3工况系数 working condition coefficient工况体积与标况体积的比值称为工况系数。
2.0.4过滤负荷；气布比 surface load；air to cloth ratio单位时间内单位有效过滤面积上通过的含尘气体量，单位是m3/m2 h。
2.0.5过滤风速 filtration velocity含尘气体流过滤布有效面积的表观速度，单位是m/min。
2.0.6荒煤气 untreated gases未经净化的煤气，又称粗煤气。
2.0.7净煤气 treated gases；clean gases经过净化后、含尘量达到国家标准的清洁煤气。
2.0.8 干法除尘 dry dust collector不用水的烟气、煤气净化除尘工艺，和其相对应的是湿法除尘。
干法除尘工艺有布袋除尘，电除尘，重力除尘，旋风除尘，颗粒层除尘等工艺。
流程只有干法而无湿法除尘备用，称为干法除尘。
2.0.9干法布袋除尘 dry bag filter布袋除尘过滤净化烟气、煤气的除尘工艺。
2.0.10 脉冲布袋除尘器 pulse jet type bag filter采用气体喷射方法清除滤袋积灰的一种布袋除尘器。
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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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 。
7.2.1 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。
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）：
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，t/10 3 m 3 3.5～4.0
溢流水量，t/10 3 m3 0.5
7.2.3 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。
? ? m1 ? m2 ? 100%
m1
式中
? —— 除尘效率，%；
m 1、m 2——分别为入口和出口煤气标态
含尘量， g/m 3
3. 压力降 指煤气压力能在除尘设备内的损失，
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。
7.2 煤气除尘设备及原理
7.2.2 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％。
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
4-蝶阀；5-闸阀；6-净煤气管道
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
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。
<10mg/m3, 常温0.020.035MPa
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
塔文和电除尘器系统（P204）
文式管电除尘器系统（P204） 1-重力除尘器；2-文式管；3-灰泥补集器；4-调压阀组；
5-电除尘器；6-余压透平机组
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。
7 高炉煤气处理系统
7.1 概述
? 煤气成分CO20-24%，H22%，CH40.5%， CO214-18%，N255-58%。
? 1300-1600m3煤气/t铁，有毒，含尘1040g/m3,0.1-0.2MPa,温度约200℃
煤气除尘工艺流程
荒煤气—粗除尘—半精细除尘—精除尘—压力利用—净煤气
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）：
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 ：
双文氏管串联清洗系统（P204）
环缝洗涤器清洗系统（P204） 1-重力除尘器；2-环缝洗涤器；3-脱水器；4-旁通阀；5-透平机组
塔后文氏管系统（P204） 1-重力除尘器；2-洗涤塔；3-文氏管；
4-调压阀组；5-脱水器
滤袋干式除尘系统（P204） 1-重力除尘器；2-1次滤袋除尘；3-2次滤袋除尘；
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
3. 特点：
（1）除尘效率可达到 70% ，可以除去粒度 大于 30 ? m 的灰尘颗粒，出口煤气含尘可降 到2～10g/m 3；
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. 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 70～75％； （2）压力损失 70～200Pa
10-40g/m3, 0.1-0.2MPa, 200℃
洗涤塔80-200Pa 4-5t水/m3
溢流文氏管>5μm ΔP1.5-3KPa 3.5-4t水/m3
高压阀组 余压发电
重力除尘器 旋风除尘器 >30μm ΔP50-200Pa
文氏管8-10KPa 0.5-1t水/m3 静电除尘器 0.8KPa 0.3-0.4KWh
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
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。