布袋干法除尘系统在大型高炉上的应用

布袋干法除尘系统在大型高炉上的应用

    随着近20年的发展，高炉煤气干法除尘技术已经逐步成熟，越来越受到世界各国钢铁企业的重视和青睐，并已从小型高炉逐步推广应用到大型高炉，是当前高炉节能环保技术的一项重要标志。
    相对传统高炉煤气湿法除尘系统，高炉煤气干法除尘不仅投资少、占地少、简化了工艺系统，从根本上解决了二次水污染和污泥的处理问题，而且配合煤气余压发电系统可以合理回收利用煤气显热，显著增强发电能力，增加高炉炉顶压差发电系统（TRT）发电量20%左右，有效降低吨铁能耗。同时，由于煤气含水率较低，煤气发热值得到了提高，煤气净化效果也要高于传统的湿法除尘系统。
    高炉煤气干法除尘系统主要包括全干法除尘和干法、湿法混合除尘。宝钢炼铁厂1号4000立方米级高炉于2008年9月1日停炉大修后，采用的是干法、湿法混合除尘系统。它是在保留原有湿法除尘系统的基础上，增加了一套布袋干法除尘系统。这是干法除尘系统首次在宝钢大型高炉上应用。

干湿法混合除尘
保障炉况稳定顺行

    宝钢1号高炉停炉大修时，保留了原有的双文氏煤气清洗系统，同时在新场地建造了1套并列的干法布袋除尘装置，形成了干法、湿法混合除尘系统。
    干法除尘系统对入口的煤气温度要求为100℃～250℃，存在一定的局限性，但干法与湿法混合除尘技术能灵活适应各种炉况的变化，为高炉的稳定顺行提供了有利条件。在实际应用中，当炉况稳定顺行时，煤气系统切换到干法除尘侧；当炉况发生波动时，特别是高炉出现管道行程时，可以立即切换到湿法除尘系统，不仅保护了除尘布袋的安全，而且为炉况的顺利恢复创造了有利条件。
    当高炉炉况正常，煤气温度在100℃～250℃时，打开干法布袋除尘系统入口前的切断阀门，关闭文氏系统入口前的切断阀门，从炉顶出来的荒煤气经重力除尘器将煤气中大颗粒灰尘去除后，进入干法布袋除尘器进行除尘净化。再利用TRT系统对煤气能量进行回收或直接经过调压阀组减压，最后通过消音器、快速水封切断阀、盲板后一部分煤气送入热风炉煤气使用管道，剩余煤气经过煤气降温设施后并入煤气管网。
    当炉况出现异常波动，煤气入口温度大于250℃或小于100℃时，打开文氏系统前的切断阀门，关闭布袋除尘器前的切断阀门，煤气系统顺利切换到湿法除尘系统，从炉顶出来的荒煤气经过原有的湿法除尘系统维持高炉的正常生产。同时，为了保护除尘布袋的安全，当煤气温度大于系统设定值时，系统将自动切换至湿法除尘系统。

设备合理布置和科学操作
实现系统优化

    布袋除尘器：宝钢1号高炉干法除尘共设有除尘筒体径5.6米的布袋除尘器14个，呈双排并联布置。每个除尘器内装有368条玻璃纤维覆膜布袋。每个除尘器包括：氮气脉冲反吹清灰装置、氮气清堵装置、煤气进口切断阀、煤气出口切断阀、煤气放散装置、泄爆和防护装置等。其中在煤气进口切断阀、出口切断阀各设置1台DN1000的电动蝶阀和1台DN1000的电动插板阀，在粗煤气和净煤气主管各设置1台电动放散球阀。
    布袋清灰系统：布袋的过滤方式采用外滤式，清灰采用脉冲氮气反吹方式。设计正常工作时布袋内外的压差为3kPa～5kPa。随着布袋黏附的灰尘逐渐增多，过滤阻力不断增大，当阻力增大(或时间)到一定值时，布袋进行反吹清灰。当喷吹气包内的氮气通过与脉冲阀相连的喷吹管向滤袋喷吹清灰时，喷出的中压氮气，形成高速气流，从周围引入数倍于喷射气量的净煤气冲进滤袋，致使滤袋急剧膨胀，引起一次冲击振动，同时瞬间产生由里及外的逆向气流。由于冲击和逆向气流的作用，附着在滤袋外层的粉尘被抖落，而嵌于滤布孔隙中的粉尘也被吹掉，滤袋完成一次反吹清灰后可重新过滤煤气。滤袋清灰可连续周期性进行喷吹，亦可采用定压差或定时按顺序的间歇喷吹操作方式。
    布袋卸输灰系统：当布袋除尘器筒体灰斗集灰到达高灰位时启动卸输灰系统，采用气力密闭输灰，介质为净高炉煤气和氮气。输送采用密相流化床输送方式，该方法为国内外首创，具有速度低、浓度高、磨损少、粉尘不易堵管等特点，输送除尘灰能力达到30t/h。气力输灰管道分为两路，各布袋除尘器下部灰斗中的灰通过各自的卸灰管道汇入输送总管输送。输灰气体与高炉煤气灰尘在两路输送总管中各自独立地被输入灰罐。灰罐上部设有净化尾气的短布袋，尾气过滤后经减压阀组后送入煤气管道。大灰罐中的除尘灰经加湿搅拌后由汽车外运。
    煤气降温和防腐设施：当干法除尘系统运行时，TRT运行时出口煤气温度为80℃～125℃，TRT不运行时煤气温度为100℃～250℃。为保证高炉煤气出口温度与净煤气总管匹配，在并入净煤气总管网前（送热风炉煤气管道后），在净煤气管道内设置双流体氮气雾化喷枪，利用氮气将冷却水雾化，水雾在高温煤气中迅速蒸发，吸收煤气的大量热量，使煤气降温。煤气降温装置可以根据煤气温度自动调节喷水量的大小，使高炉煤气出口温度达到净煤气总管所要求的温度。
    煤气中含有大量的酸根离子，使得煤气中含有大量腐蚀性物质，必须采取一定的防腐措施对管道进行保护。本系统采取在冷却水中加适量的碱液的方法来中和煤气冷凝水中的酸性物质，降低管道中的冷凝水的pH值，减少对管道的腐蚀。
    干法与湿法除尘切换系统：1号高炉大修后，将原有的湿法除尘系统保留并与干法布袋除尘互为备用。为保证除尘布袋安全和维持高炉的正常生产，在干法和湿法除尘系统中设置了切换阀门。当煤气温度在100℃～250℃时，高炉煤气由干法布袋除尘器净化。在高炉开炉、休风后的复风以及炉况出现波动时，或炉顶煤气温度低于100℃或大于250℃时，可由干法除尘系统自动切换到湿法系统。其中，湿法系统切换至干法系统时，由人工操作；干法系统切换至湿法系统时，由控制系统实现自动快速切换，有力保证了布袋安全，也为炉况的稳定恢复创造了有利条件。
    1号高炉煤气清洗系统干法除尘器自投入运行以来，状况良好，未对高炉安全稳定生产产生任何负面影响。采用干法除尘不仅使TRT的发电量增加，比湿法除尘的TRT吨铁发电量提高20%左右，而且有利于TRT工作的稳定。同时，布袋除尘效果良好，其出口含尘量基本能控制在5mg/m³以下。其中采用密相流化床输灰方式是高炉干法除尘器上国内外高炉第一次投入使用的此项技术，具有良好的推广应用价值。
    高炉干法除尘是目前煤气处理的一种重要的高效、节能、环保工艺。布袋干法除尘技术首次在宝钢特大型高炉的成功应用，充分证明了干法除尘在高炉节能和环境保护方面的巨大优势，将为今后干法除尘技术在大型和特大型高炉的推广和应用积累宝贵经验，是建设节能环保型现代化高炉的一种有益探索。