對(duì)高爐煉鐵除塵的思考

王義

摘 要：在全面實(shí)行環(huán)境保護(hù)與能源節(jié)約的背景下，提升高爐煉鐵除塵技術(shù)，強(qiáng)化高爐煉鐵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(shì)。隨著高爐煉鐵除塵技術(shù)的不斷創(chuàng)新與應(yīng)用，其除塵凈化技術(shù)由原有的濕法除塵發(fā)展為干式除塵（包括布袋除塵、靜電除塵等）。基于此，以高爐煉鐵除塵技術(shù)為例，從其相關(guān)概述入手，對(duì)高爐煉鐵除塵中的應(yīng)用進(jìn)行了分析，并對(duì)存在的問題提出了相應(yīng)意見。

關(guān)鍵詞：高爐;煉鐵;除塵

引言

在全面落實(shí)環(huán)境保護(hù)建設(shè)、資源節(jié)約建設(shè)的背景下，除塵技術(shù)取得了一定發(fā)展成效，其裝備技術(shù)、自動(dòng)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。

一、高爐煉鐵除塵工藝簡介

目前，國內(nèi)大型高爐煉鐵的凈化工藝大致分為干式除塵和濕式除塵兩種：

（一）濕法除塵工藝

濕法除塵是指高爐煉鐵經(jīng)重力除塵器粗除塵后，進(jìn)入濕式精細(xì)除塵，依靠噴淋大量水，最終獲得含量為10mg/m3以下的凈煤氣。濕式精細(xì)除塵裝置又分為塔文系統(tǒng)和雙文系統(tǒng)（雙文系統(tǒng)就是用溢流文氏管取代了洗滌塔的濕法除塵凈化系統(tǒng)）。

濕法除塵由于除塵器結(jié)構(gòu)簡單，造價(jià)低，占地面積小，操作維修方便，在高爐除塵曾經(jīng)得到大量的運(yùn)用，但濕法除塵耗水量大（5.0～5.5t/km3）、煤氣溫度下降多（清洗后溫度35～45℃）、煤氣壓力損失大（0.025Mpa）、煤氣含水量過高，飽和水和機(jī)械水在80g/m3左右，嚴(yán)重影響凈煤氣的使用。

（二）干法除塵工藝

干法除塵又可分為干法電除塵和干法布袋除塵。

（1）干法電除塵

干法電除塵是一種種利用高壓直流電場(chǎng)的作用，來加速沉降的分離方法，用以除去氣體或液體物料中所含塵?；蜢F沫的除塵方式。高爐煤氣電除塵是日本鋼管株式會(huì)社從德國魯奇公司引進(jìn)的轉(zhuǎn)爐煤氣干式電除塵技術(shù)轉(zhuǎn)化而來。它比濕式除塵節(jié)水、節(jié)電;除塵后煤氣的溫度約140～250℃，有利于回收顯熱;熱煤氣不含機(jī)械水，熱值高，有利于高爐熱風(fēng)爐升溫，降低焦比;使用電除塵阻損小，可充分利用其壓力能和熱能，余壓透平發(fā)電裝置可多發(fā)電30%～50%。但電除塵投資大、成本高，并且，隨著國家對(duì)大氣排放的要求越來越嚴(yán)格，電除塵的除塵精度已經(jīng)難以滿足國家排放標(biāo)準(zhǔn)的要求。

（2）干法布袋除塵

干法布袋除塵是利用纖維編制物制作的袋式過濾元件來捕集含塵氣體中固體顆粒物的除塵方式，其作用原理是塵粒在繞過濾布纖維時(shí)因慣性力作用與纖維碰撞而被攔截。干法除塵的優(yōu)點(diǎn)是高爐煤氣的壓力降及顯熱損耗較小，有利于同步建設(shè)高爐煤氣余壓透平發(fā)電裝置，正常情況下，同等規(guī)模高爐的干式余壓透平裝置要比濕式余壓透平裝置多發(fā)電25%～30%，同時(shí)，煤氣顯熱提高，有利于高爐熱風(fēng)爐升溫，降低焦比。

高爐煤氣干法布袋具有除塵基本不用水、無污染、能耗小、運(yùn)行費(fèi)低等優(yōu)點(diǎn)，能產(chǎn)生很大的經(jīng)濟(jì)效益，位于國家鋼鐵行業(yè)當(dāng)前首要推廣的“三干一電”（高爐煤氣干法除塵、轉(zhuǎn)爐煤氣干法除塵、干熄焦和高爐煤氣余壓發(fā)電）之首，是一項(xiàng)有效的重大綜合節(jié)能環(huán)保技術(shù)，它在全國高爐上的推廣應(yīng)用。以一座1000m3高爐為例：

（1）采用布袋除塵系統(tǒng)較原濕式除塵系統(tǒng)減少用電負(fù)荷1000KW以上，年節(jié)電840萬kW/h，噸鐵節(jié)電8.5kWh。（2）采用干式布袋除塵系統(tǒng)較濕式除塵系統(tǒng)每年節(jié)約新水48萬t，噸鐵節(jié)水0.49噸，在除塵過程中不產(chǎn)生污環(huán)水，從根本上消除了煤氣洗滌水所帶來的環(huán)境污染問題。（3）采用干式布袋除塵后凈煤氣不含機(jī)械水，煤氣熱值提高6%，提高了高爐煤氣理論燃燒溫度，能提高熱風(fēng)爐熱效率2%～3%，使熱風(fēng)溫度提高40～90℃，從而達(dá)到節(jié)焦目的，節(jié)焦量可達(dá)到8kg/t鐵;（4）采用干式布袋除塵與濕法除塵技術(shù)相比;TRT發(fā)電量比濕法除塵多達(dá)50%。（5）采用干式布袋除塵后凈煤氣含塵量低，凈煤氣質(zhì)量提高，可擴(kuò)大煤氣用戶，同時(shí)可減輕熱風(fēng)爐、加熱爐等設(shè)備的使用壽命，延長熱風(fēng)爐格子磚渣化現(xiàn)象，延長一代爐齡。（6）采用干式布袋除塵系統(tǒng)較濕式除塵系統(tǒng)工藝簡單，流程短，可節(jié)地50%，節(jié)省投資30%，且建設(shè)速度快。

二、目前國內(nèi)兩種干式布袋除塵工藝運(yùn)行效果對(duì)比各

（一）當(dāng)前主要的幾種干式除塵工藝

高爐煤氣干式除塵在發(fā)展過程中先后采用了電除塵、小布袋脈沖式除塵、大布袋反吹方式除塵、大布袋脈沖式除塵等幾種工藝。其中電除塵工藝因除塵效率低、排灰系統(tǒng)排灰不暢等問題已停止使用;各鋼廠從上世紀(jì)七十年代開始運(yùn)用的數(shù)十至數(shù)百立方米級(jí)高爐煤氣的小布袋脈沖除塵工藝應(yīng)用范圍較廣;太鋼、攀鋼、首鋼采用的大布袋除塵技術(shù)因反吹風(fēng)機(jī)、除塵布袋、排灰閥組等關(guān)鍵設(shè)備國產(chǎn)化率低，進(jìn)口設(shè)備價(jià)格較高，因而推廣范圍較小;而萊鋼、韶鋼等企業(yè)采用的布袋脈沖除塵工藝雖然布袋壽命短、排灰系統(tǒng)故障率高、壽命短，但因工藝簡單、設(shè)備制造難度低、控制容易、除塵效果得到了相對(duì)有效的控制而得到了一定范圍的推廣。

（二）主要除塵工藝的工藝參數(shù)對(duì)比

從上表明顯看出，大布袋反吹風(fēng)除塵系統(tǒng)布袋過濾風(fēng)速在比脈沖噴吹除塵系統(tǒng)布袋過濾風(fēng)速高一倍的情況下，除塵精度仍然高于脈沖除塵系統(tǒng)，布袋使用壽命也比脈沖除塵系統(tǒng)要長。究其原因是根脈沖布袋數(shù)量多、且連接方法可靠程度低，布袋運(yùn)行過程中相互之間容易發(fā)生碰撞破裂，反吹時(shí)粉塵穿透逃逸等脈沖除塵系統(tǒng)的固有特點(diǎn)分不開的。

三、大布袋反吹風(fēng)除塵系統(tǒng)帶來的經(jīng)濟(jì)及社會(huì)效益

（1）相同煤氣處理量時(shí)，采用該工藝占地面積約為普通布袋除塵工藝的70%，可以大量的節(jié)約土地資源;（2）與筒體相關(guān)的切斷設(shè)備大大減少，同脈沖除塵工藝相比大型閥門數(shù)量減少約20%，系統(tǒng)故障點(diǎn)減少，系統(tǒng)可靠性增加;（3）選擇合適的材料，除塵布袋壽命較長，除塵精度高，國產(chǎn)除塵布袋壽命穩(wěn)定達(dá)到2年，進(jìn)口除塵布袋壽命達(dá)到4年以上，性價(jià)比高;（4）凈煤氣含塵量長期穩(wěn)定在1.0mg/Nm3左右;在裝備有TRT（余壓發(fā)電裝置）的系統(tǒng)中會(huì)大大延長透平葉片設(shè)備的使用壽命;（5）排灰系統(tǒng)設(shè)備使用壽命長，設(shè)備使用壽命在4年以上;（6）瓦斯灰通過氣力輸灰集中輸送到灰倉存儲(chǔ)，加濕外運(yùn);（7）反吹系統(tǒng)穩(wěn)定可靠，閥門、風(fēng)機(jī)等主要設(shè)備無檢修連續(xù)使用壽命達(dá)2年。（8）煤氣溫度可控性好，布袋長期穩(wěn)定運(yùn)行;（9）與其他除塵工藝相比，在同等設(shè)備檔次的情況下，本工藝節(jié)約投資10%。

四、結(jié)束語

高爐煤氣干式布袋除塵基本不用水、無污染、能耗小、運(yùn)行費(fèi)低等優(yōu)點(diǎn)，節(jié)能減排效益明顯，其中大布袋反吹風(fēng)除塵系統(tǒng)以占地面積小、系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定、布袋壽命長、除塵精度高、設(shè)備使用壽命長等特點(diǎn)更加適合大型鋼鐵企業(yè)的高爐除塵。

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