探析高爐煤氣采用凈煤氣脈沖布袋除塵技術應用

王小軍

（包鋼集團設計研究院，內(nèi)蒙古 包頭 014010）

目前，我國逾九成350m3級以下的高爐煤氣除塵均采用干法除塵技術，而且該技術在國內(nèi)大型高爐煤氣除塵中也有應用拓展的趨勢，尤其是脈沖布袋除塵技術，日臻完善，應用廣泛。其包括兩種除塵工藝：低壓氮氣脈沖清灰、凈煤氣脈沖清灰。然而，在我們的生活中，氮氣資源匱乏，因此采用凈煤氣脈沖清灰除塵工藝是更合適的選擇，具有更強的可操作性。凈煤氣脈沖布袋除塵技術具有諸多優(yōu)勢，如：占地面積少、操作簡單、系統(tǒng)運行穩(wěn)定安全、除塵效率高、維護量小、改造投資少等，能夠有效提高煤氣能源的利用率，還能夠提高熱風爐熱風溫度，適應高爐強化冶煉的需要。

1 凈煤氣脈沖布袋除塵技術工作原理

在高爐煤氣除塵工藝中，凈煤氣脈沖布袋除塵技術的工作原理是：高爐煤氣從除塵器的下部進入其內(nèi)，高爐煤氣中的粗塵粒被沉降到灰斗，而細塵粒則繼續(xù)隨著氣流運動，在氣流分布裝置的作用下，均勻上升到濾袋區(qū)，附著在濾袋外側表面，逐漸形成灰膜。與此同時，濾袋內(nèi)部受脈沖氣流的沖擊，產(chǎn)生強烈抖動，從而抖落濾袋外側表面的細塵粒，同時，濾料孔隙內(nèi)的塵粒經(jīng)脈沖反吹被清除，清灰完成。過濾后的凈煤氣從除塵器的頂部導出，進入凈煤氣總管，高爐煤氣除塵工藝即完成。隨著除塵器工作時間的延長，濾袋表面灰膜的厚度也在不斷增加，其阻力也會隨之增大，所以應當及時對濾袋進行清灰處理，保證除塵器的正常運行。

2 凈煤氣脈沖布袋除塵技術應用策略

在凈煤氣脈沖布袋除塵技術的應用過程中，影響因素有很多，主要包括：脈沖氣源、脈沖閥、脈沖噴吹管、濾袋、過濾風速、濾料、卸灰與輸灰方式等。

2.1 脈沖閥

脈沖閥是實現(xiàn)脈沖噴吹的核心部件之一。脈沖閥按其噴吹形式主要分為3種：直角式、直通式、淹沒式。在相同條件下，使用雙模片淹沒式脈沖閥具有更好的效果，主要表現(xiàn)為：流量阻力更小，流量特性更好。

2.2 脈沖氣源

脈沖氣源是脈沖清灰的動力，主要需要注意以下幾點：

（1）脈沖氣源的壓力必須以高爐煤氣的壓力為參照。否則，不僅有可能對濾袋造成損壞，并影響除塵效果，還有可能造成煤氣倒灌、外泄。

（2）脈沖氣源的供氣量必須穩(wěn)定。對于噴吹氣包的設計，應當綜合考慮脈沖閥的流量特性、設備空間與結構條件以及噴吹時間等參數(shù)，其壓力降的斜度宜小不宜大。同時，在噴吹氣包前，應當設置一定容量的儲氣罐，以此保證供氣量與脈沖壓力的穩(wěn)定。

（3）注意控制脈沖氣源的溫濕度。

2.3 脈沖噴吹管

脈沖噴吹管的設計直接影響到清灰的效果與濾袋的使用壽命，主要需要注意以下幾點：

（1）所有噴嘴口徑的面積之和，宜控制在脈沖噴吹管內(nèi)徑的80%以下。

（2）距離脈沖閥越近的噴嘴，其口徑也應當越大。

（3）在噴嘴口與濾袋口，應當分別設置噴吹短管與文氏管，以防止偏吹，并有效整合氣流，強化噴吹，保護濾袋。

2.4 濾袋

（1）濾袋與龍骨之間，應當保持適當?shù)某叽纭Ｈ绻^松，容易出現(xiàn)板結現(xiàn)象；如果過緊，脈沖反吹的振幅不易控制。這兩種情況都影響清灰效果與濾袋的使用壽命。

（2）適當增大濾袋直徑，并使濾袋長度與其相匹配。因為濾袋直徑直接影響氣流的沿程阻力，兩者呈反向變動關系。一旦沿程阻力增大，噴吹氣流產(chǎn)生的靜壓及其速度越到下部越低，清灰效果也就越差。

（3）對于濾袋的布置，既要有效利用除塵器內(nèi)部空間，又要合理保持濾袋間距。否則，極易造成嚴重的二次吸附，甚至影響除塵器的性能與使用壽命。

（4）合理選擇濾布。綜合考慮氣體的溫濕度與化學性、含塵濃度、塵粒大小、過濾風速、清灰方式等因素。

2.5 過濾風速

在設計過濾風速時，應當綜合考慮高爐煤氣及其粉塵的特性與生產(chǎn)過程中的溫濕度變化。過濾風速變高，相應地會提高除塵效率，但一般也會縮短濾袋的使用壽命。因此，設計過濾風速還應當考慮濾布的材質，例如：如果選用合成纖維濾布，因其強度高且韌性好，則可以設計較高的過濾風速；如果選用玻璃纖維復合濾布，則可以設計較低的過濾風速，以降低濾布的破損率，延長濾袋的使用壽命。另外，如果除塵器的濾袋間距小，而又設計了較高的過濾風速，則應當選擇離線清灰，否則，會影響粉塵沉降，并加重二次吸附。

2.6 濾料

由高爐煤氣除塵灰的特性決定，清灰能量高，因此，濾料的合理選擇是至關重要的。宜選用一種耐高溫、耐強化學腐蝕性、耐磨、耐折的高性能濾料。如：針刺氈濾料，主要有化學纖維與玻璃纖維材質，可以根據(jù)實際需要進行選擇。這種濾料有利于建立良好的過濾層，提高除塵效率，但是不利于清灰的完成。因此，還必須對其表面進行燒毛與壓光處理，使濾料保持一定的粗糙度，并提高其易清灰的性能。另外，還可以對其進行浸漬處理，如使用硅油，以提高其耐濕與易清灰的性能。

2.7 卸灰與輸灰方式

由于凈煤氣脈沖布袋除塵收集的塵粒體積小、重量輕、流動性好，因此，應當采用合適的卸灰與輸灰裝置，以防二次揚塵污染環(huán)境。目前，布袋除塵卸灰與輸灰方式主要包括：螺旋輸送機輸干灰外運、螺旋輸送機加濕外運、埋刮板輸送機加濕外運、氣力方式輸灰等。

3 結語

綜上所述，對于凈煤氣脈沖布袋除塵技術在高爐煤氣除塵中的應用，應當結合高爐煤氣及其粉塵的特性，綜合考慮脈沖氣源、脈沖閥、脈沖噴吹管、濾袋、過濾風速、濾料、卸灰與輸灰方式等因素，作出合理選擇。同時，對于高爐煤氣除塵這項復雜的工藝，在實際操作中面對復雜的流體狀態(tài)與工況條件，僅以理論作為參考依據(jù)是不行的，還需要通過實驗、實踐等對凈煤氣脈沖布袋除塵技術進行驗證，不斷總結經(jīng)驗，從而優(yōu)化高爐煤氣除塵工藝。

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