高炉煤气除尘工艺综述

【摘要】通过对目前存在的高炉煤气干法除尘工艺的论述和比较，指出干法除尘与湿法除尘相比较的优势，而干式大布袋反吹风除尘系统运行更加稳定，节能减排的效果更加明显，是高炉煤气除尘的发展趋势。

【关键词】高炉煤气；布袋除尘；大布袋反吹

一、高炉煤气的净化工艺简介

目前，国内大型高炉煤气的净化工艺大致分为干式除尘和湿式除尘两种：

1、湿法除尘工艺

湿法除尘是指高炉煤气经重力除尘器粗除尘后，进入湿式精细除尘，依靠喷淋大量水，最终获得含量为10mg/m3以下的净煤气。湿式精细除尘装置又分为塔文系统和双文系统（双文系统就是用溢流文氏管取代了洗涤塔的湿法除尘净化系统）。

湿法除尘由于除尘器结构简单，造价低，占地面积小，操作维修方便，在高炉除尘曾经得到大量的运用，但湿法除尘耗水量大（5.0～5.5t/km3）、煤气温度下降多（清洗后温度35～45℃）、煤气压力损失大（0.025Mpa）、煤气含水量过高，饱和水和机械水在80g/m3左右，严重影响净煤气的使用。

2、干法除尘工艺

干法除尘又可分为干法电除尘和干法布袋除尘。

2.1干法电除尘

干法电除尘是一种种利用高压直流电场的作用，来加速沉降的分离方法，用以除去气体或液体物料中所含尘粒或雾沫的除尘方式。高炉煤气电除尘是日本钢管株式会社从德国鲁奇公司引进的转炉煤气干式电除尘技术转化而来。它比湿式除尘节水、节电；除尘后煤气的温度约140～250℃，有利于回收显热；热煤气不含机械水，热值高，有利于高炉热风炉升温，降低焦比；使用电除尘阻损小，可充分利用其压力能和热能，余压透平发电装置可多发电30%～50%。但电除尘投资大、成本高，并且，随着国家对大气排放的要求越来越严格，电除尘的除尘精度已经难以满足国家排放标准的要求。

2.2干法布袋除尘

干法布袋除尘是利用纤维编制物制作的袋式过滤元件来捕集含尘气体中固体颗粒物的除尘方式，其作用原理是尘粒在绕过滤布纤维时因惯性力作用与纤维碰撞而被拦截。干法除尘的优点是高炉煤气的压力降及显热损耗较小，有利于同步建设高炉煤气余压透平发电装置，正常情况下，同等规模高炉的干式余压透平装置要比湿式余压透平装置多发电25%～30%，同时，煤气显热提高，有利于高炉热风炉升温，降低焦比。

高炉煤气干法布袋具有除尘基本不用水、无污染、能耗小、运行费低等优点，能产生很大的经济效益，位于国家钢铁行业当前首要推广的“三干一电”（高炉煤气干法除尘、转炉煤气干法除尘、干熄焦和高炉煤气余压发电）之首，是一项有效的重大综合节能环保技术，它在全国高炉上的推广应用，对我国钢铁工业可持续发展和提高竞争力具有重要意义。以一座1000m3高炉为例：

（1）采用布袋除尘系统较原湿式除尘系统减少用电负荷1000KW以上，年节电840万kW/h，吨铁节电8.5kWh。

（2）采用干式布袋除尘系统较湿式除尘系统每年节约新水48万t，吨铁节水0.49吨，在除尘过程中不产生污环水，从根本上消除了煤气洗涤水所带来的环境污染问题。

（3）采用干式布袋除尘后净煤气不含机械水，煤气热值提高6%，提高了高炉煤气理论燃烧温度，能提高热风炉热效率2%～3%，使热风温度提高40～90℃，从而达到节焦目的，节焦量可达到8kg/t铁；

（4）采用干式布袋除尘与湿法除尘技术相比；TRT发电量比湿法除尘多达50%。

（5）采用干式布袋除尘后净煤气含尘量低，净煤气质量提高，可扩大煤气用户，同时可减轻热风炉、加热炉等设备的使用寿命，延长热风炉格子砖渣化现象，延长一代炉龄。

（6）采用干式布袋除尘系统较湿式除尘系统工艺简单，流程短，可节地50%，节省投资30%，且建设速度快。

二、目前国内两种干式布袋除尘工艺运行效果对比各

（1）当前主要的几种干式除尘工艺

高炉煤气干式除尘在发展过程中先后采用了电除尘、小布袋脉冲式除尘、大布袋反吹方式除尘、大布袋脉冲式除尘等几种工艺。其中电除尘工艺因除尘效率低、排灰系统排灰不畅等问题已停止使用；各钢厂从上世纪七十年代开始运用的数十至数百立方米级高炉煤气的小布袋脉冲除尘工艺应用范围较广；太钢、攀钢、首钢采用的大布袋除尘技术因反吹风机、除尘布袋、排灰阀组等关键设备国产化率低，进口设备价格较高，因而推广范围较小；而莱钢、韶钢等企业采用的布袋脉冲除尘工艺虽然布袋寿命短、排灰系统故障率高、寿命短，但因工艺简单、设备制造难度低、控制容易、除尘效果得到了相对有效的控制而得到了一定范围的推广。

（2）主要除尘工艺的工艺参数对比

从上表明显看出，大布袋反吹风除尘系统布袋过滤风速在比脉冲喷吹除尘系统布袋过滤风速高一倍的情况下，除尘精度仍然高于脉冲除尘系统，布袋使用寿命也比脉冲除尘系统要长。究其原因是根脉冲布袋数量多、且连接方法可靠程度低，布袋运行过程中相互之间容易发生碰撞破裂，反吹时粉尘穿透逃逸等脉冲除尘系统的固有特点分不开的。

三、大布袋反吹风除尘系统带来的经济及社会效益

（1）相同煤气处理量时，采用该工艺占地面积约为普通布袋除尘工艺的70%，可以大量的节约土地资源；

（2）与筒体相关的切断设备大大减少，同脉冲除尘工艺相比大型阀门数量减少约20%，系统故障点减少，系统可靠性增加；

（3）选择合适的材料，除尘布袋寿命较长，除尘精度高，国产除尘布袋寿命稳定达到2年，进口除尘布袋寿命达到4年以上，性价比高；

（4）净煤气含尘量长期稳定在1.0mg/Nm3左右；在装备有TRT（余压发电装置）的系统中会大大延长透平叶片设备的使用寿命；

（5）排灰系统设备使用寿命长，设备使用寿命在4年以上；

（6）瓦斯灰通过气力输灰集中输送到灰仓存储，加湿外运；

（7）反吹系统稳定可靠，阀门、风机等主要设备无检修连续使用寿命达2年。

（8）根据不同的除尘精度要求选择合适的过滤材料和除尘工艺，努力达到维护简单、方便，使用寿命长的目的，国产布袋寿命在两年以上，进口布袋寿命在四年以上；

（9）煤气温度可控性好，布袋长期稳定运行；

（10）与其他除尘工艺相比，在同等设备档次的情况下，本工艺节约投资10%。

四、结语

高炉煤气干式布袋除尘基本不用水、无污染、能耗小、运行费低等优点，节能减排效益明显，其中大布袋反吹风除尘系统以占地面积小、系统运行稳定、布袋寿命长、除尘精度高、设备使用寿命长等特点更加适合大型钢铁企业的高炉除尘。