袋式除塵技術(shù)在高爐煤氣除塵中的應(yīng)用

申江

摘 要：在全面實行環(huán)境保護與能源節(jié)約的背景下，提升高爐煤氣除塵技術(shù)，強化高爐煤氣的除塵效果已成為相關(guān)行業(yè)現(xiàn)代化建設(shè)與發(fā)展的必然趨勢。隨著高爐煤氣除塵技術(shù)的不斷創(chuàng)新與應(yīng)用，其除塵凈化技術(shù)有原有的濕法除塵發(fā)展為干式除塵（包括袋式除塵、靜電除塵等）?；诖耍疚囊源匠龎m技術(shù)為例，從其相關(guān)概述入手，對袋式除塵技術(shù)在高爐煤氣除塵中的應(yīng)用進(jìn)行了分析，稱對存在的問題提出了相應(yīng)意見，以供參考。

關(guān)鍵詞：袋式除塵技術(shù)；高爐煤氣；袋式除塵系統(tǒng)

中圖分類號：TF547 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1671-2064（2018）01-0005-02

在高爐內(nèi)部的壓力差作用下，入爐原材料細(xì)分顆粒將在一定程度上形成高爐煤氣粉塵。高爐煤氣高爐粉塵以其所具有的懸浮性、流動性、吸附性、爆炸性等特點嚴(yán)重影響了高爐生產(chǎn)的質(zhì)量、效率與機械性能，同時不利于實現(xiàn)高爐煤氣的再利用。因此，做好高爐煤氣除塵工作至關(guān)重要。

1 袋式除塵技術(shù)的相關(guān)概述

在全面落實環(huán)境保護建設(shè)、資源節(jié)約建設(shè)的背景下，袋式除塵技術(shù)取得了一定發(fā)展成效，其裝備技術(shù)、自動化管控技術(shù)、產(chǎn)品服務(wù)、系統(tǒng)配件、專用纖維濾料在不同程度上得到了提升[1]。例如，基于工業(yè)機械設(shè)備大型化、一體化的發(fā)展，低啊是除塵器也呈現(xiàn)出大型化發(fā)展態(tài)勢，如電力行業(yè)的單機容量于2014年就達(dá)到了200MW、600MW以及1000MW等不同規(guī)格；鋼鐵行業(yè)的高爐爐內(nèi)容量超過了4500m3～5800m3。袋式除塵器的處理風(fēng)量、過濾面積、顆粒物排放的濃度、設(shè)備阻力等也發(fā)生了一定的改變。隨著袋式除塵技術(shù)的創(chuàng)新發(fā)展，在鋼鐵生產(chǎn)企業(yè)、水泥生產(chǎn)企業(yè)等生產(chǎn)過程中應(yīng)用袋式除塵技術(shù)，可有效實現(xiàn)粉塵、煙塵排放量的降低，為企業(yè)帶來經(jīng)濟效益、社會效益。據(jù)有關(guān)調(diào)查顯示，在電力行業(yè)中，加入百分之五十的燃煤鍋爐應(yīng)用袋式除塵技術(shù)進(jìn)行高爐煤氣除塵，每年可減少的粉塵、煙塵排放量將超過一百二十萬噸；在鋼鐵行業(yè)應(yīng)用袋式除塵技術(shù)可獲得高效的凈化作用，在滿足高爐余壓發(fā)電量的基礎(chǔ)上，通常情況下可實現(xiàn)45%～50%的節(jié)能，65%～70%的降低能耗，75%～90%的節(jié)水以及25%～40%的成本節(jié)約[2]。

2 袋式除塵技術(shù)在高爐煤氣除塵中的應(yīng)用機理

在高爐煤氣除塵中，袋式除塵器的應(yīng)用是一個綜合性的流程，包括袋式除塵器濾料以及粉塵層對高爐爐內(nèi)粉塵、煙塵顆粒的捕集與沉降等。具體分析如下：

2.1 袋式除塵器濾料的捕集

在應(yīng)用袋式除塵技術(shù)對高爐煤氣中的粉塵進(jìn)行凈化、清除時，袋式除塵器中的濾料會通過慣性碰撞效應(yīng)、靜電效應(yīng)、篩濾效應(yīng)、擴散效應(yīng)、重力沉降效應(yīng)等對塵粒進(jìn)行捕集[3]。例如，當(dāng)高爐爐內(nèi)顆粒較大的粉塵在氣流作用下，接近袋式除塵器捕集纖維時進(jìn)行迅速流轉(zhuǎn)，較大粉塵顆粒受慣性力的作用將偏離氣流軌道，并沿著原有的運動軌跡前移，并與捕集纖維發(fā)生撞擊，在捕集纖維捕集篩濾效應(yīng)下實現(xiàn)塵粒過濾。與此同時，當(dāng)氣流穿過袋式除塵器濾料時，在摩擦力的作用下形成靜電效應(yīng)，使塵粒負(fù)有電荷，并在電位差以及庫侖力作用下對塵粒進(jìn)行吸附、捕集。

2.2 袋式除塵器粉塵層的捕集

通常情況下袋式除塵器的濾袋都是由纖維編制而成，在進(jìn)行凈化、過濾時，受擴散、吸附等作用的影響，粉塵顆粒將在濾料網(wǎng)的空隙中形成“架橋現(xiàn)象”從而使減小濾料網(wǎng)的孔徑，逐漸形成粉塵層。由于粉塵層中的塵粒直徑要在一定程度上小于濾料纖維的直徑，從而出現(xiàn)粉塵層的篩濾、截留等作用，進(jìn)而提升袋式除塵器除塵效果。

2.3 袋式除塵器對高爐煤氣粉塵的凈化、清除

通常情況下高爐煤氣中存在的煙塵、粉塵的粒徑分布情況是由小到大進(jìn)行分布的。因此，在袋式除塵器工作過程中，含有塵粒的氣流會通過袋式除塵器中的濾料，在此過程中顆粒較大的塵粒收重力作用留在濾料中或濾料網(wǎng)的表面上，而顆粒較小的塵粒（小于濾布空隙）受力的沖擊、篩濾等作用或留在濾料表面或受布朗運動作用留在濾布的空隙中。隨著濾料捕集到的塵粒的不斷積累，將在濾袋表面形成粉塵層，并在一定程度上成為濾袋的“濾膜”，增強袋式除塵器的凈化、除塵效果。

3 袋式除塵技術(shù)在高爐煤氣除塵中的應(yīng)用

在應(yīng)用袋式除塵技術(shù)進(jìn)行高爐煤氣除塵時，需根據(jù)高爐的各項參數(shù)，包括高爐容積、爐頂煤氣的壓力、溫度、高爐煤氣發(fā)生量以及高爐煤氣的化學(xué)組成成分，科學(xué)選用袋式除塵器，并建立完善的袋式除塵系統(tǒng)進(jìn)行實踐操作?；诖?，本文結(jié)合實踐應(yīng)用案例對袋式除塵技術(shù)在高爐煤氣除塵中的應(yīng)用進(jìn)行了如下分析：

3.1 應(yīng)用概述

屬鋼鐵冶煉行業(yè)的大型高爐設(shè)備生產(chǎn)，其中高爐設(shè)備的容積為750m3；高爐爐頂?shù)拿簹鈮毫?0～50Kpa（常規(guī)操作）、100～150Kpa（高壓操作）；高爐爐頂?shù)拿簹馕í殲?00～550℃，常規(guī)操作時為200～300℃；高爐煤氣的產(chǎn)生量為1450×104m3/h，高爐煤氣主要有二氧化碳（CO2）、氧氣（O2）、一氧化碳（CO）以及氮氣、H2O、CH4等共同組成。

袋式除塵系統(tǒng)主要由反吹清灰系統(tǒng)、控制系統(tǒng)、半凈煤氣管道系統(tǒng)、半凈煤氣安全溫系統(tǒng)、輸灰與卸灰系統(tǒng)等共同組成，用以實現(xiàn)高爐煤氣的凈化與除塵。

3.2 袋式除塵系統(tǒng)的應(yīng)用

3.2.1 反吹清灰系統(tǒng)的應(yīng)用

在袋式除塵系統(tǒng)中，反吹清灰系統(tǒng)中又可分為加壓反吹清灰系統(tǒng)與氮氣脈沖反吹清灰系統(tǒng)兩類。其中加壓反吹清灰系統(tǒng)為內(nèi)濾式模式，當(dāng)含塵煤氣經(jīng)由袋式除塵器濾袋內(nèi)部向外部流動時，在反吹清灰系統(tǒng)作用下氣流將改變方向，實現(xiàn)氣流由外向內(nèi)的流動，從而通過濾袋的捕集達(dá)到除塵目的[4]。而氮氣脈沖反吹清灰系統(tǒng)則是將含有塵粒的煤氣由下放流向除塵濾袋中外表面，在加強粉塵層作用的同時，借助脈沖閥實現(xiàn)濾袋外表面堆積塵粒的清理。為保證反吹清灰系統(tǒng)做用的最大化發(fā)揮，在應(yīng)用時需根據(jù)具體情況進(jìn)行具體分析。例如，要保證除塵器的檢修與濾袋更換的科學(xué)性，如加壓反吹清灰系統(tǒng)需在箱體內(nèi)部完成操作，而氮氣脈沖反吹清灰系統(tǒng)則可從箱體外部進(jìn)行檢修。endprint

3.2.2 壓差檢測系統(tǒng)的應(yīng)用

在袋式除塵器應(yīng)用過程中，保證其壓差檢測系統(tǒng)運行的安全性與穩(wěn)定性至關(guān)重要。通常情況下，壓差檢測點多分別在煤氣進(jìn)出管、箱體凈煤氣室中。其系統(tǒng)裝置安置的科學(xué)性與合理性是保證壓差信號檢測正確性、準(zhǔn)確性的關(guān)鍵，而檢測準(zhǔn)確性是提升除塵器檢修質(zhì)量的重點手段，也是提升濾袋使用壽命、提升系統(tǒng)質(zhì)量、降低能耗的重要方式。

3.2.3 半凈煤氣安全溫度調(diào)控系統(tǒng)的應(yīng)用

在鋼鐵企業(yè)進(jìn)行高爐冶煉過程中，高爐設(shè)備產(chǎn)生的煤氣會在重力凈化、除塵的作用下成為“半凈煤氣”，與此同時半凈煤氣通過盲板閥、除塵器蝶閥以及半凈煤氣管道進(jìn)入到袋式除塵濾袋中進(jìn)行再次除塵。通常情況下，在半凈煤氣進(jìn)入除塵器的管體中時，煤氣溫度會產(chǎn)生一定的變化，即升溫。而隨著溫度的提升氣流將對除塵器中的濾袋產(chǎn)生破壞，使濾袋被燒壞。對此，為保證溫度的安全性，需配設(shè)半凈煤氣安全溫度調(diào)控系統(tǒng)進(jìn)行溫度安全調(diào)控。即采用冷熱交換器法、脫水法、設(shè)備交叉使用法等方式進(jìn)行半凈煤氣溫度的有效調(diào)節(jié)，用以保證除塵器運行的安全性、穩(wěn)定性、長效性，降低設(shè)備維修成本，提升企業(yè)經(jīng)濟效益。

3.2.4 其他應(yīng)用策略

為保證袋式除塵器作用的充分發(fā)揮，降低運行能耗。在應(yīng)用過程中，需科學(xué)選擇除塵器箱體的閥門，用以保證系統(tǒng)的安全性與嚴(yán)密性，避免系統(tǒng)除塵過程中煤氣的外泄。通常情況下，當(dāng)系統(tǒng)管網(wǎng)的壓力發(fā)生改變，對蝶閥產(chǎn)生不利影響時，可選用直板塵氣蝶閥或通過配設(shè)清灰孔進(jìn)行強化。此外，可通過配設(shè)硅酸鹽復(fù)合絕熱材料制作在箱體下部與中部配置“雙重保溫夾層結(jié)構(gòu)”實現(xiàn)保溫處理，用以通過提升余熱強化系統(tǒng)清灰、凈化的作用。

4 結(jié)語

總而言之，在工業(yè)冶煉中做好高爐煤氣處理工作對提升資源利用率，降低高爐煤氣環(huán)境污染，提高企業(yè)經(jīng)濟效益，促進(jìn)企業(yè)可持續(xù)競爭發(fā)展具有重要意義。因此，明確認(rèn)知袋式除塵技術(shù)，并采用科學(xué)的方式方法提升袋式除塵器與系統(tǒng)工作質(zhì)量與效率，是構(gòu)建環(huán)境保護型、資源節(jié)約型企業(yè)的必然趨勢。

參考文獻(xiàn)

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[3]薛婷婷，王振華，梁珍，沈恒根.“燃煤+煤氣”鍋爐袋式除塵用濾料的試驗研究[J].環(huán)境工程，2014，3202：102-106.

[4]我國袋式除塵技術(shù)的進(jìn)步與發(fā)展[J].中國環(huán)保產(chǎn)業(yè)，2014，07：9-12.endprint