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
1.1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。

1.2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：
V
60Q F = 其中 F ——有效过滤面积 m 2
Q ——煤气流量m 3/h （工况状态）
V ——工况滤速 m/min
2 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：
()()0
000P P P T t T Q Q ++==η 其中 η——工况系数
Q 0——标准状态煤气流量m 3/h
Q ——工况状态煤气流量m 3/h
T 0——标准状态0℃时的绝对温度273K
t —— 布袋除尘的煤气温度℃
P —— 煤气压力（表压）MPa
P 0——标准状态一个工程大气压，为0.1 MPa
当t 值按煤气平均温度165℃计算时上述公式简化为：
η=1.61
.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。

1.3 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。

1.4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。

1.1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（Fe 2S 3 • H 2O ）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1.0—1.1%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。

1.2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2009
[3] 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.。