摘要：高爐煤(mei)氣全干式布(bu)袋(dai)除塵凈(jing)化技術,應(ying)用于(yu)大中型高爐效果顯著,目前(qian)此(ci)技術已使用成熟且(qie)具備(bei)推(tui)(tui)廣(guang)條(tiao)件,指出了推(tui)(tui)廣(guang)該技術需要完善解決的問題。

關鍵詞：全干式煤(mei)氣除(chu)塵(chen),推廣價值,應(ying)用提高(gao)

高(gao)(gao)爐(lu)全(quan)干式煤氣(qi)(qi)布(bu)袋除(chu)塵是“十(shi)五”期間國家(jia)在冶(ye)金行業重點推進(jin),具有共性和關鍵作(zuo)用的節能(neng)環保技術之(zhi)一,由于受(shou)大中(zhong)型(xing)(xing)高(gao)(gao)爐(lu)操作(zuo)的復(fu)雜性和煤氣(qi)(qi)溫度難控制等條件影響,一直未能(neng)在大中(zhong)型(xing)(xing)高(gao)(gao)爐(lu)中(zhong)推廣使用。近幾年(nian)該技術不(bu)斷完(wan)善(shan)與發展,現已成功(gong)運用于大中(zhong)型(xing)(xing)高(gao)(gao)爐(lu),并取得了很好(hao)的綜合效益(yi)。

1 　全干式煤氣布袋除塵在大中型高爐應用狀況

包(bao)鋼(gang)4 # 高爐實施全干式煤(mei)氣(qi)布袋除(chu)塵(chen)(chen)改造(zao)后(hou),產生(sheng)了良好的經(jing)濟和(he)社(she)會效益,從近期的運行(xing)情況看,該(gai)系統(tong)值得(de)肯定(ding)的是(shi)余壓(ya)發電的能力提(ti)升,水資源節約,煤(mei)氣(qi)含塵(chen)(chen)量降低,與(yu)濕(shi)法除(chu)塵(chen)(chen)相比(bi)煤(mei)氣(qi)溫度(du)可大幅度(du)提(ti)高等。包(bao)鋼(gang)4 # 高爐實施煤(mei)氣(qi)除(chu)塵(chen)(chen)改造(zao)后(hou)按日產鐵(tie)4 400 t 計算比(bi)較濕(shi)法除(chu)塵(chen)(chen)可獲得(de)的經(jing)濟效益如表1。

萊(lai)鋼3 # 高爐(750 m3) 全(quan)干式(shi)煤氣布袋除塵已順利運行近(jin)4 年,相比較(jiao)濕法除塵各(ge)項指(zhi)標效(xiao)果明顯。表2 為萊(lai)鋼 3 # 高爐煤氣除塵改(gai)造前(qian)后的指(zhi)標對(dui)比。

按2006 年我國(guo)產鐵能力4. 04 億(yi)t 計算,其(qi)中750 m3 以上高(gao)(gao)爐產量占總(zong)產量70 %計,如果(guo)采(cai)用全干(gan)法除塵與TRT 發(fa)電(dian)(dian)(dian)技(ji)術,與濕法除塵相比(bi),則每年節(jie)水約(yue)5. 6 億(yi)t ,TRT 可(ke)多發(fa)電(dian)(dian)(dian)56 億(yi)kW·h ,在(zai)生產運(yun)行中節(jie)電(dian)(dian)(dian)13. 736 kW·h ,提高(gao)(gao)熱風溫度15 ℃,降低焦比(bi)4. 59 kg/ t ,全年節(jie)焦約(yue)69. 78 萬t ,因此, 全年產生的經濟(ji)效益為:水費:5. 6 億(yi)t ×4 元(yuan)/ t = 22. 4 億(yi)元(yuan);電(dian)(dian)(dian)費: (56 + 13. 736) 億(yi)kW·h ×0. 5 元(yuan)/ (kW·h) = 34. 868 億(yi)元(yuan);節(jie)焦69. 78 萬t ×1 000 元(yuan)/ t = 6. 978 億(yi)元(yuan);合計:22. 4 + 34. 868 + 6. 978 = 64. 246 億(yi)元(yuan)。

2 　全干式煤氣布袋除塵工藝

目前各高爐(lu)采用(yong)干式(shi)煤(mei)(mei)氣布(bu)(bu)袋除(chu)(chu)塵(chen)(chen)技(ji)術(shu)的工藝主要有 2 種: ①外(wai)濾式(shi)脈(mo)沖小布(bu)(bu)袋除(chu)(chu)塵(chen)(chen); ②干式(shi)煤(mei)(mei)氣布(bu)(bu)袋除(chu)(chu)塵(chen)(chen)。干式(shi)煤(mei)(mei)氣布(bu)(bu)袋除(chu)(chu)塵(chen)(chen)采用(yong)的是(shi)內濾式(shi)加壓(ya)反(fan)吹大布(bu)(bu)袋除(chu)(chu)塵(chen)(chen),該(gai)(gai)系(xi)統(tong)在(zai)運行中(zhong)存在(zai)對濾袋質量要求(qiu)較高(目前濾料均(jun)為進(jin)口) , 系(xi)統(tong)設備繁多、操(cao)作(zuo)復雜(za)、清灰效果差、反(fan)吹時影響高爐(lu)頂壓(ya)等不利因素(su),后經多年(nian)技(ji)術(shu)改進(jin),現在(zai)基本可以滿(man)足運行需要,但(dan)在(zai)全國(guo)范(fan)圍使用(yong)較少。而外(wai)濾式(shi)脈(mo)沖小布(bu)(bu)袋除(chu)(chu)塵(chen)(chen)是(shi)近幾年(nian)才發展起來的成熟技(ji)術(shu),也是(shi)目前國(guo)內煤(mei)(mei)氣除(chu)(chu)塵(chen)(chen)采用(yong)的主流技(ji)術(shu),該(gai)(gai)技(ji)術(shu)操(cao)作(zuo)簡單、除(chu)(chu)塵(chen)(chen)效率(lv)高、運行穩定安全,圖(tu) 1 為該(gai)(gai)系(xi)統(tong)工藝。

圖中干式煤氣布袋除塵技術(shu)主要(yao)工藝系統由以下幾部(bu)分組成(cheng)。

2. 1 　過濾系統

該(gai)系統(tong)工(gong)藝過程(cheng)為(wei)(wei)高爐煤(mei)氣(qi)(qi)在(zai)符(fu)合運行條件下(xia)進(jin)入(ru)干式(shi)除塵(chen)(chen),經濾(lv)袋(dai)過濾(lv)產生凈煤(mei)氣(qi)(qi)后通過調壓閥(fa)組或(huo)(huo)TRT發電后進(jin)入(ru)煤(mei)氣(qi)(qi)管網(wang)供(gong)用(yong)(yong)戶使(shi)用(yong)(yong)。在(zai)此(ci)系統(tong)中采用(yong)(yong)的濾(lv)料主(zhu)要是玻璃(li)(li)纖(xian)(xian)維針刺(ci)氈或(huo)(huo)氟美斯針刺(ci)氈,它以5. 5μm 的玻璃(li)(li)纖(xian)(xian)維為(wei)(wei)主(zhu)體,配以一定量(liang)的高溫纖(xian)(xian)維(P84 ,美塔斯,PPS) 制(zhi)成, 具有(you)三(san)維微孔結(jie)構(gou),運行阻(zu)力低(di),特(te)別是P84 纖(xian)(xian)維截(jie)面(mian)呈(cheng)不規則葉片狀,纖(xian)(xian)維表面(mian)積增加了80 %左右,因(yin)此(ci)具有(you)較強的阻(zu)塵(chen)(chen)與捕(bu)塵(chen)(chen)能力。其主(zhu)要特(te)性如表3。

 從表(biao)3 可看出(chu),該濾料的(de)透氣率、斷裂強度為(wei)除(chu)塵器(qi)的(de)高除(chu)塵效率提供了條(tiao)件。

2. 2 　清灰系統

目前,本系(xi)統(tong)使用的(de)(de)反(fan)吹(chui)清灰(hui)方(fang)式為氮(dan)氣(qi)脈沖(chong)反(fan)吹(chui),主要設備(bei)由貯(zhu)氣(qi)罐、噴吹(chui)管、脈沖(chong)閥(fa)、分氣(qi)包等組(zu)成(cheng);低壓氮(dan)氣(qi)通過脈沖(chong)膜(mo)片閥(fa)產生(sheng)脈沖(chong)氣(qi)流,振落濾袋外表面附著的(de)(de)積(ji)灰(hui)而達到清灰(hui)的(de)(de)目的(de)(de)。此(ci)套(tao)系(xi)統(tong)自動化程(cheng)度(du)高、效果顯著,當設備(bei)發(fa)生(sheng)故障或(huo)不符合反(fan)吹(chui)條件(jian)時,PLC 可自動發(fa)出(chu)指令封鎖一切現行的(de)(de)操作,以此(ci)來(lai)杜絕較大(da)事(shi)故的(de)(de)發(fa)生(sheng)。

2. 3 　輸卸灰系統

該系統(tong)流(liu)程(cheng)為(wei)“上(shang)灰倉(cang)→中間灰倉(cang)→埋(mai)刮(gua)板機(ji)→斗式提升機(ji)→高(gao)(gao)位灰倉(cang)→加濕機(ji)→下灰倉(cang)→外運”。此系統(tong)流(liu)程(cheng)太長,運行(xing)中不可避免地出現(xian)二次揚塵(chen)現(xian)象,目前國內還無較好(hao)的解(jie)決辦法。包鋼(gang)(gang)、濟鋼(gang)(gang)采(cai)用新開發的高(gao)(gao)爐煤(mei)氣除塵(chen)罐(guan)車(che)輸灰裝置(zhi)克服了上(shang)述缺點,但在應用上(shang)還需進一步完善。

2. 4 　煤氣調溫系統

干法除(chu)塵(chen)所(suo)選用的(de)濾(lv)袋(dai)能承受的(de)最高(gao)溫(wen)(wen)(wen)(wen)(wen)度(du)(du)大(da)(da)概(gai)為 280 ℃左右,而進(jin)入(ru)濾(lv)袋(dai)除(chu)塵(chen)器的(de)煤(mei)氣(qi)(qi)溫(wen)(wen)(wen)(wen)(wen)度(du)(du)下(xia)限(xian)應高(gao)于露點(dian) 30 ℃,因此,為防止溫(wen)(wen)(wen)(wen)(wen)度(du)(du)超高(gao)燒損濾(lv)袋(dai)或因溫(wen)(wen)(wen)(wen)(wen)度(du)(du)低(di)而粘結濾(lv)袋(dai),有效地控(kong)(kong)制進(jin)入(ru)箱體的(de)煤(mei)氣(qi)(qi)溫(wen)(wen)(wen)(wen)(wen)度(du)(du)對布袋(dai)除(chu)塵(chen)器的(de)正(zheng)常(chang)運行(xing)是極為重要(yao)的(de)。大(da)(da)中型高(gao)爐在(zai)操(cao)作(zuo)中正(zheng)常(chang)煤(mei)氣(qi)(qi)溫(wen)(wen)(wen)(wen)(wen)度(du)(du)在(zai)120 - 210 ℃之間,如(ru)出現爐況(kuang)不順時煤(mei)氣(qi)(qi)溫(wen)(wen)(wen)(wen)(wen)度(du)(du)偏(pian)(pian)高(gao)的(de)情(qing)況(kuang)多于偏(pian)(pian)低(di)的(de)情(qing)況(kuang),目前國(guo)內通常(chang)采(cai)用調溫(wen)(wen)(wen)(wen)(wen)系統來控(kong)(kong)制煤(mei)氣(qi)(qi)溫(wen)(wen)(wen)(wen)(wen)度(du)(du)以(yi)利除(chu)塵(chen)系統的(de)運行(xing),其工藝流程(cheng)如(ru)圖2。

當(dang)煤(mei)(mei)氣(qi)(qi)溫(wen)(wen)(wen)度在正常情況下(爐頂(ding)上升(sheng)管煤(mei)(mei)氣(qi)(qi)溫(wen)(wen)(wen)度低于(yu) 300 ℃時(shi)(shi)(shi)(shi)) 煤(mei)(mei)氣(qi)(qi)走旁通管,進(jin)(jin)入布袋(dai)可正常工作(zuo)。當(dang)爐頂(ding)上升(sheng)管煤(mei)(mei)氣(qi)(qi)溫(wen)(wen)(wen)度達300 - 350 ℃時(shi)(shi)(shi)(shi),馬上切換到調溫(wen)(wen)(wen)系統,啟(qi)動(dong)風(feng)(feng)(feng)機(ji)吸入冷風(feng)(feng)(feng)進(jin)(jin)行(xing)熱交換降溫(wen)(wen)(wen),以保(bao)證布袋(dai)除塵(chen)器煤(mei)(mei)氣(qi)(qi)溫(wen)(wen)(wen)度控制在300 ℃以下。當(dang)爐頂(ding)上升(sheng)管煤(mei)(mei)氣(qi)(qi)溫(wen)(wen)(wen)度高于(yu)350 ℃時(shi)(shi)(shi)(shi) (這種情況出現幾率(lv)較小,由(you)于(yu)爐頂(ding)設有(you)噴(pen)水(shui)降溫(wen)(wen)(wen)設施) 必(bi)須(xu)進(jin)(jin)行(xing)爐頂(ding)打水(shui)或其他高爐操(cao)作(zuo)手段(duan)進(jin)(jin)行(xing)煤(mei)(mei)氣(qi)(qi)降溫(wen)(wen)(wen);當(dang)溫(wen)(wen)(wen)度低的時(shi)(shi)(shi)(shi)候,啟(qi)動(dong)風(feng)(feng)(feng)機(ji)吸入熱風(feng)(feng)(feng)爐廢(fei)氣(qi)(qi)進(jin)(jin)行(xing)升(sheng)溫(wen)(wen)(wen),此系統升(sheng)、降溫(wen)(wen)(wen)的能力(li)是(shi)正負40 ℃之間(jian),基本能滿足(zu)高爐操(cao)作(zuo)的要求。

3 　廣泛推廣該技術還需完善提高的地方

(1) 安(an)全(quan)切(qie)換(huan)在線(xian)設備運行(xing)(xing)系(xi)統(tong)。干法除塵在運行(xing)(xing)一段時(shi)間后,荒煤氣閥(fa)(fa)(fa)門(men)閥(fa)(fa)(fa)板磨損較嚴重。在切(qie)換(huan)箱體時(shi),由(you)于外泄煤氣壓(ya)力過大,而造(zao)成操作困難;采用全(quan)密閉盲板閥(fa)(fa)(fa)時(shi), 又由(you)于荒煤氣含有大量粉塵導(dao)致(zhi)閥(fa)(fa)(fa)門(men)動作不到(dao)位、閥(fa)(fa)(fa)門(men)卡(ka)死現象而無(wu)法操作。因此(ci)研(yan)究可靠的煤氣切(qie)斷系(xi)統(tong)是(shi)非常重要的。

(2) 高爐區(qu)占地(di)面(mian)(mian)積(ji)(ji)過大,高效(xiao)脈沖(chong)反吹(chui)系統的(de)研(yan)究開(kai)發。目前干法除(chu)(chu)塵(chen)采(cai)用(yong)的(de)除(chu)(chu)塵(chen)箱體(ti)一般直(zhi)徑為3. 5 - 4. 2 m , 濾袋(dai)的(de)規格(ge)以0. 13 ×6 m 較多。充(chong)足(zu)的(de)過濾面(mian)(mian)積(ji)(ji)方能保證(zheng)除(chu)(chu)塵(chen)器的(de)運(yun)行,如韶鋼7 # 高爐使用(yong)箱體(ti)多達28 個,干法除(chu)(chu)塵(chen)在高爐區(qu)占地(di)面(mian)(mian)積(ji)(ji)過大(濕(shi)法除(chu)(chu)塵(chen)含沉(chen)淀池及污水處理系統總面(mian)(mian)積(ji)(ji)要遠大于干法除(chu)(chu)塵(chen)) ,成(cheng)為制約該技(ji)術(shu)發展的(de)關鍵。

特別是(shi)濕法除(chu)塵(chen)(chen)改(gai)造(zao)項目(mu),一(yi)般現有(you)高爐區未留有(you)多余空地,由于受脈(mo)沖(chong)(chong)反(fan)吹影(ying)響(xiang),濾袋尺(chi)寸(cun)又不能(neng)(neng)改(gai)變,因此研究一(yi)套高效脈(mo)沖(chong)(chong)反(fan)吹系統,增加濾袋的(de)有(you)效長(chang)度和除(chu)塵(chen)(chen)箱體(ti)的(de)直徑,以此來(lai)減少除(chu)塵(chen)(chen)箱體(ti)的(de)個(ge)數和占地面積將能(neng)(neng)更好地推廣此技術。現已有(you)箱體(ti)直徑擴大到(dao)6 m ,采用1 個(ge)箱體(ti)配套 2 套脈(mo)沖(chong)(chong)反(fan)吹系統的(de)方法來(lai)減少設備投資、占地面積,如此處理有(you)一(yi)定效果,但在濾袋的(de)尺(chi)寸(cun)和規格、脈(mo)沖(chong)(chong)反(fan)吹手段上還無大的(de)突破。

(3) 長壽(shou)、耐(nai)高(gao)溫(wen)、抗結露濾(lv)料(liao)的研發。干法布袋(dai)除塵運行的最大成本(ben)為濾(lv)袋(dai)的正常使用,濾(lv)袋(dai)本(ben)身還應(ying)提高(gao)耐(nai)高(gao)溫(wen)、抗結露的能力來適應(ying)高(gao)爐除塵的條件,從而提高(gao)其可靠性。

(4) 更合(he)理的輸卸灰系統。

4 　結語

全(quan)干(gan)式布袋(dai)除塵工藝不僅在技術上可(ke)行,且具有(you)投(tou)資省、占(zhan)地少、運行費用(yong)低等優勢(shi),是(shi)符合我國特點的(de)(de)(de)新技術, 是(shi)典型(xing)的(de)(de)(de)節能環(huan)(huan)保(bao)工程(cheng),在大中型(xing)高(gao)爐(lu)中淘汰濕法(fa)除塵改建干(gan)法(fa)除塵系統,在改善(shan)環(huan)(huan)境(jing)的(de)(de)(de)同時還(huan)能為(wei)企業創造巨大的(de)(de)(de)經濟效(xiao)益,對任何一個鋼(gang)鐵企業來講都(dou)是(shi)有(you)吸引力的(de)(de)(de)。

參考文獻

[1 ]《中(zhong)國(guo)(guo)鋼鐵工(gong)業協會》編委會. 鋼鐵工(gong)業可持續發(fa)展支撐技術第(di)一冊(ce). 北京:中(zhong)國(guo)(guo)鋼鐵工(gong)業協會. 2004. 7.

[2 ]馬作舫. 韶(shao)鋼750 m3 高爐煤氣(qi)全干式布袋除塵(chen). 鋼鐵技術,2002 (3) :41.

[3 ]李維國(guo). 高爐煤氣全干法除塵工藝技術. 寶鋼技術,2004 (6) ,63 - 64.

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