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(wèn)題提出了相應(yīng)意見(jiàn)。

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(zhuān)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(jiǎn)介

目前，國(guó)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(jiǎn)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(guò)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(lái)加速沉降的分離方法，用以除去氣體或液體物料中所含塵粒或霧沫的除塵方式。高爐煤氣電除塵是日本鋼管株式會(huì)社從德國(guó)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(lái)。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(guó)家對(duì)大氣排放的要求越來(lái)越嚴(yán)格，電除塵的除塵精度已經(jīng)難以滿(mǎn)足國(guó)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(guò)濾元件來(lái)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(guò)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(wú)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(guó)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(guó)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(wàn)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(wàn)t，噸鐵節(jié)水0.49噸，在除塵過(guò)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(lái)的環(huán)境污染問(wèn)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(hù)，同時(shí)可減輕熱風(fēng)爐、加熱爐等設(shè)備的使用壽命，延長(zhǎng)熱風(fēng)爐格子磚渣化現(xiàn)象，延長(zhǎng)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(jiǎn)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(guó)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(guò)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(wèn)題已停止使用;各鋼廠從上世紀(jì)七十年代開(kāi)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(guó)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(jiǎn)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(guò)濾風(fēng)速在比脈沖噴吹除塵系統(tǒng)布袋過(guò)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(zhǎng)。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(guò)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(kāi)的。

三、大布袋反吹風(fēng)除塵系統(tǒng)帶來(lái)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(mén)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(zhǎng)，除塵精度高，國(guó)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?xún)r(jià)比高;（4）凈煤氣含塵量長(zhǎng)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(zhǎng)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(zhǎng)，設(shè)備使用壽命在4年以上;（6）瓦斯灰通過(guò)氣力輸灰集中輸送到灰倉(cāng)存儲(chǔ)，加濕外運(yùn);（7）反吹系統(tǒng)穩(wěn)定可靠，閥門(mén)、風(fēng)機(jī)等主要設(shè)備無(wú)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(zhǎng)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(yǔ)

高爐煤氣干式布袋除塵基本不用水、無(wú)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(zhǎng)、除塵精度高、設(shè)備使用壽命長(zhǎng)等特點(diǎn)更加適合大型鋼鐵企業(yè)的高爐除塵。

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