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高炉煤气干法除尘技术的研究与应用

来源:除尘设备 发布时间:2018-08-17

高炉炼铁生产成本占钢铁总生产成本的50%以上,炼铁工序能耗占钢铁生产总能耗的70%左右。对降低炼铁生产能耗,提高二次能源回收利用率具有重要意义。
    
     高炉煤气是炼铁生产的副产品,是钢铁企业重要的两种能源,高炉煤气在使用前必须进行净化。传统的气体净化方法是湿法除尘。湿法除尘后,利用TRT技术回收高炉煤气的压力能和部分热能,转化为电能。这部分能量约为高炉鼓风机能耗的30%~40%,具有一定的经济效益。
    
     传统的湿法除尘技术工艺成熟,运行稳定,除尘效率高,但在使用过程中存在着耗水量大、能耗高、煤气热值低、TRT发电量低、占地大等一系列弊端。水污染和其他环境污染,上述湿法除尘存在着一系列的主要缺陷,无法解决,因此,高炉煤气全干法除尘技术是大势所趋。
    
     自上世纪90年代以来首钢国际工程有限公司致力于高炉煤气脉冲干法除尘技术的开发与设计。2004,首钢国际工程公司成功设计并应用了BLAS脉冲干法除尘技术。首钢1200 M3高炉上的T炉煤气,推动了高炉煤气大高炉煤气干法除尘技术在国内钢铁工业中的应用,大大提高了高炉煤气能源的回收利用率,取得了显著的经济效益。该技术已成功应用于潜山钢铁有限公司2650M3高炉上,各项指标均达到设计标准,达到了节能、节水、环保的效果。
    
     目前,寿刚静堂5500 M3超大型高炉也采用了高炉煤气全干法除尘技术,摒弃了在超大高炉上使用的湿法除尘技术,创造了高炉喷吹成功的新世界记录。超大型高炉煤气全干燥技术,为世界钢铁工业的节能环保工作做出了突出贡献。
    
     首钢国际工程有限公司开展了长寿命强化冶金烟气干法除尘技术开发项目,获得了国家科技部第十一年度五年度重点科技支撑计划的支持。中国农村建设已通过首钢国际工程公司修订的《高炉煤气干法除尘设计规范》(GB505-2009),自2009年12月1日起实施。安钢在首钢高炉煤气全干法除尘技术研究与应用领域确立首钢国际工程公司的领先地位,进一步提高首钢国际工程公司的核心竞争力。
    
     高炉煤气干法除尘技术在大型乃至特大型高炉上的应用,不仅是推广小高炉技术,而且为了满足大型高炉的工作条件,还要开发和升级一些技术。NACE气体流量大、压力高、温度范围宽,满足高炉系统的稳定性,对安全运行的要求,典型的高炉煤气除尘工艺如图1所示。
    
    
    
     1高炉、2旋风除尘器、3罐车、4气换热器、5袋除尘器、6灰贮器、7减压阀组、8TRT、9喷淋碱脱氯装置、10管网泄水塔
    
     高炉煤气干法袋式除尘器采用高温过滤材料,但仍有一定的温度要求,如目前使用的几种滤布温度要求在100-220摄氏度范围内,最高温度不超过260-280度。S摄氏度太高,不能损坏滤布,过低到冷凝,都会影响滤清器的工作,所以袋式除尘器上的净化介质。质量温度有一定要求。
    
     高炉炉顶煤气温度大多低于250℃,但由于冶炼条件复杂,温度过高或过低是一个普遍现象,如炉况不平稳,有时会上升到500~600℃以上,因此必须对顶层设备进行保护,不能使用干法除尘,因此高炉煤气除尘系统采用以下还原温度措施:
    
     1)炉顶喷水:炉顶喷水是防止炉顶设备高温损坏的必要手段,冷却范围可达数百度。
    
     2)燃气换热器:根据超大型高炉的技术特点,在高炉煤气袋除尘系统中采用热管式气体换热器作为高炉煤气的冷却装置。该装置可根据高炉煤气温度的变化自动切换,以保证干式除尘滤袋在合适的温度下运行并集热,热管换热器既节约电能,又不产生二次污染。设备简单,操作维护方便。
    
     热管换热器是一种高效的冷却设备,它利用热管原理将高温热转化为水,以降低气体的温度,为了减少磨损,在热管表面钎焊Ni-Cr合金,该设备具有较高的传热效率。首钢京唐高炉运行初期,炉顶温度偏高,高炉煤气入口温度大于260℃,甚至300℃,冷却装置已投入运行。温度下降可达70℃以上,运行效果良好,满足生产要求。
    
     随着高炉体积的不断增加,高炉煤气产量也大幅增加,高炉煤气在1000 m3~5500 m3之间的发生率有很大差别。除尘器的腔室直径与干法除尘系统的总体布置有关。干法布袋除尘系统的硐室结构应与工艺参数同步,直径应与单室煤气的体积相串联,以维持合理的硐室数量,使工艺更有效。Reess是一种紧凑的实现最佳成本分配的技术,其主要技术包括以下几点:
    
     1)集尘器的直径和数量匹配高炉体积:根据高炉煤气体积的变化,选择合适的除尘器直径和数量,集尘箱的数量一般在10-16之间,小到不能满足。对空箱运行的维护和检修,一旦因布袋损坏造成意外事故,将造成系统负荷过大,难以保持稳定;过多,投资和面积大幅度增加,设备日常维护大,造成浪费。资源。
    
     2)除尘器的结构优化和流场分析:集尘箱是高炉煤气干法除尘系统的主要设备兰州捐卵之一,通过保证DUS的应力分析,对保证系统的安全稳定运行有着重要作用。研究了集尘器壳体结构,对除尘器结构的局部薄弱环节进行了局部调整,降低了应力集中,提高了设备的安全性和稳定性,在集尘室中采用了特殊的导流结构,使集尘室内的气流均匀分布,降低了流速,大大减少了滤袋异常破碎的发生,保证了整个系统满足高炉的连续稳定生产。
    
     3)合理的工艺布置:根据除尘器的数量和总体布局合理布置工艺,工艺布置应满足以下要求:长宽比合理,外形美观,操作方便,检查方便。NELLE吊装范围;合理的气流分布,减少废气主管道积灰的可能性;主框架合理应力,各层宽平台,有效利用空间;脉冲设备布置(袋、袋笼更换)平台宽。而且可以方便地更换和更换袋子和袋子。
    
     近年来,煤气干法除尘系统在中国大型高炉上得到推广应用。然而,由于小高炉的腐蚀不一致和传统高炉湿法除尘的习惯,在烟气中存在HCl等酸性气体尚不清楚。因此,大型高炉煤气除尘已从湿法除尘改为干法除尘,在过渡期,由于酸性气体造成的严重腐蚀现象未得到充分考虑,高炉原料也越来越多地使用进口矿石。进口矿石,尤其是澳大利亚矿石中的氯含量普遍高于当地矿石,导致高炉煤气中HCl含量较高。这也是大型高炉干法系统严重腐蚀的重要背景条件。目前,Jigang、Laigang、Taigang、钱刚、首秦等企业的高炉干法煤气系统存在着普遍的腐蚀问题。
    
     由于原料条件的限制,高炉炉料和氯元素中的氯元素也很难控制,根据高炉生产和运行的实际情况,首钢国际工程有限公司进行了实验。对黔钢2号高炉喷淋水和碱性溶液进行了NT试验,并进行了各种防腐涂料的室内试验,进一步分析了腐蚀原因,并提出了相应的解决措施和措施。对碱喷装置中的NT、凝析气和系统的腐蚀进行了跟踪和进一步的分析,优化了工艺参数和结构,并进一步应用于Jingtang工程,目前高炉煤气冷凝液的pH值大于6.5,运行情况良好。结果良好。
    
     与湿式除尘技术相比,干法除尘技术具有气体净化质量高、节水、节电、运行成本低、无污水排放、增加TRT发电的优点。经济效益和社会效益显著(经济效益计算为2500立方米高炉)。
    
     1)气体清洁度高:使用全干式布袋除尘技术后,洁净气体清洁度高。在正常条件下,清洁气体的粉尘含量小于5毫克/立方米。气体的低粉尘含量可减少加热炉用户的堵塞,提高加热设备的热效率和使用寿命。
    
     2)燃气的高热值:干燥后,气体温度高,含水量低,煤气热值显著增加,热风炉理论燃烧温度约为40%,随着热风温度、燃料比的增加降低了循环利用水平,降低了能耗,每年减少CO2排放量约20000吨。
    
     3)降低生产能耗:与湿法除尘相比,每吨新铁水消耗减少约0.40 m3,吨铁耗降低约4-6 kWh,年节约水量约80万t,节约1000 x。104kWh,大大降低了运行成本。
    
     4)TRT的发电能力显著提高:干法除尘后的净气体温度(约150℃)高于湿法除尘气体(约50℃)100℃以上,气体含水量低,阻力损失小。TRT发电量可提高35%~40%以上,年发电量可达2000×104kWh。
    
     5)良好的社会效益和环境效益:采用全干法布袋除尘工艺,经济效益显著,社会效益好,湿法除尘产生大量含有毒物质的污水。处理后,出水仍含有氰化物、硫、酚、重金属等有害物质,造成土壤水污染和毒性,采用全干法袋除尘技术,完全避免了湿过程中有毒污水和污泥的产生。除尘,从根本上解决了二次水污染和污泥处理的问题。
    
     干法除尘可显著提高TRT发电量和高炉煤气热值。提高热风温度有着重要的意义,为企业创造了巨大的经济效益、社会效益和环境效益,是创造一个环境友好、节约资源的社会经济成功循环的成功范例,完全符合。低碳、循环经济的发展要求,目前高炉煤气干法除尘技术已应用于Jingtang、宣化钢铁有限公司、济钢等多个高炉。
    
     首钢国际工程公司坚持冶金技术不断创新。高炉煤气干法除尘技术在世界范围内已处于世界前列。先后培养了一批专家,由教授级高级工程师张富明、高璐平、昆明侦探张健、毛青武、韩宇静、高级工程师郑传赫等专家组成,其中许多是中国人和清华人。工程师陈宇民、张琦付、张琦付等骨干工程师的B上次高炉煤气干法除尘技术小组,先后组织实施了一批高炉煤气干法除尘技术研究与开发项目,共设计了20多个项目,近年来通过大量生产调查,科学计算。经过反复论证,该队不断完成高炉煤气低压脉冲袋式除尘技术的不断升级改造和产品创新,由三代老、中、青年技术专家组成的技术队伍已完成22项专利申请。具有自主知识产权的技术。
    
     高炉煤气干法除尘技术作为一项新技术,仍需不断创新和改进,首钢国际工程公司高炉煤气干法除尘技术队伍将认真做好技术跟踪研究工作。贯彻国家标准后,继续发扬创新精神,大胆创新新型滤袋反吹除尘、新材料过滤等工艺,以降低系统的氮消耗和减少。在干袋技术研究所,大量更换滤袋带来的工作量,使该技术不断创新和发展,为钢铁工业在节能减排中发挥更大的作用。
    
    

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