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                高爐煤氣干法除塵技術的研究與應用

                來源:除塵設備 發布時間:2018-08-17

                高爐煉鐵生產成本占鋼鐵總生產成本的50%以上,煉鐵工序能耗占鋼鐵生產總能耗的70%左右。對降低煉鐵生產能耗,提高二次能源回收利用率具有重要意義。
                    
                     高爐煤氣是煉鐵生產的副產品,是鋼鐵企業重要的兩種能源,高爐煤氣在使用前必須進行凈化。傳統的氣體凈化方法是濕法除塵。濕法除塵后,利用TRT技術回收高爐煤氣的壓力能和部分熱能,轉化為電能。這部分能量約為高爐鼓風機能耗的30%~40%,具有一定的經濟效益。
                    
                     傳統的濕法除塵技術工藝成熟,運行穩定,除塵效率高,但在使用過程中存在著耗水量大、能耗高、煤氣熱值低、TRT發電量低、占地大等一系列弊端。水污染和其他環境污染,上述濕法除塵存在著一系列的主要缺陷,無法解決,因此,高爐煤氣全干法除塵技術是大勢所趨。
                    
                     自上世紀90年代以來首鋼國際工程有限公司致力于高爐煤氣脈沖干法除塵技術的開發與設計。2004,首鋼國際工程公司成功設計并應用了BLAS脈沖干法除塵技術。首鋼1200 M3高爐上的T爐煤氣,推動了高爐煤氣大高爐煤氣干法除塵技術在國內鋼鐵工業中的應用,大大提高了高爐煤氣能源的回收利用率,取得了顯著的經濟效益。該技術已成功應用于潛山鋼鐵有限公司2650M3高爐上,各項指標均達到設計標準,達到了節能、節水、環保的效果。
                    
                     目前,壽剛靜堂5500 M3超大型高爐也采用了高爐煤氣全干法除塵技術,摒棄了在超大高爐上使用的濕法除塵技術,創造了高爐噴吹成功的新世界記錄。超大型高爐煤氣全干燥技術,為世界鋼鐵工業的節能環保工作做出了突出貢獻。
                    
                     首鋼國際工程有限公司開展了長壽命強化冶金煙氣干法除塵技術開發項目,獲得了國家科技部第十一年度五年度重點科技支撐計劃的支持。中國農村建設已通過首鋼國際工程公司修訂的《高爐煤氣干法除塵設計規范》(GB505-2009),自2009年12月1日起實施。安鋼在首鋼高爐煤氣全干法除塵技術研究與應用領域確立首鋼國際工程公司的領先地位,進一步提高首鋼國際工程公司的核心競爭力。
                    
                     高爐煤氣干法除塵技術在大型乃至特大型高爐上的應用,不僅是推廣小高爐技術,而且為了滿足大型高爐的工作條件,還要開發和升級一些技術。NACE氣體流量大、壓力高、溫度范圍寬,滿足高爐系統的穩定性,對安全運行的要求,典型的高爐煤氣除塵工藝如圖1所示。
                    
                    
                    
                     1高爐、2旋風除塵器、3罐車、4氣換熱器、5袋除塵器、6灰貯器、7減壓閥組、8TRT、9噴淋堿脫氯裝置、10管網泄水塔
                    
                     高爐煤氣干法袋式除塵器采用高溫過濾材料,但仍有一定的溫度要求,如目前使用的幾種濾布溫度要求在100-220攝氏度范圍內,最高溫度不超過260-280度。S攝氏度太高,不能損壞濾布,過低到冷凝,都會影響濾清器的工作,所以袋式除塵器上的凈化介質。質量溫度有一定要求。
                    
                     高爐爐頂煤氣溫度大多低于250℃,但由于冶煉條件復雜,溫度過高或過低是一個普遍現象,如爐況不平穩,有時會上升到500~600℃以上,因此必須對頂層設備進行保護,不能使用干法除塵,因此高爐煤氣除塵系統采用以下還原溫度措施:
                    
                     1)爐頂噴水:爐頂噴水是防止爐頂設備高溫損壞的必要手段,冷卻范圍可達數百度。
                    
                     2)燃氣換熱器:根據超大型高爐的技術特點,在高爐煤氣袋除塵系統中采用熱管式氣體換熱器作為高爐煤氣的冷卻裝置。該裝置可根據高爐煤氣溫度的變化自動切換,以保證干式除塵濾袋在合適的溫度下運行并集熱,熱管換熱器既節約電能,又不產生二次污染。設備簡單,操作維護方便。
                    
                     熱管換熱器是一種高效的冷卻設備,它利用熱管原理將高溫熱轉化為水,以降低氣體的溫度,為了減少磨損,在熱管表面釬焊Ni-Cr合金,該設備具有較高的傳熱效率。首鋼京唐高爐運行初期,爐頂溫度偏高,高爐煤氣入口溫度大于260℃,甚至300℃,冷卻裝置已投入運行。溫度下降可達70℃以上,運行效果良好,滿足生產要求。
                    
                     隨著高爐體積的不斷增加,高爐煤氣產量也大幅增加,高爐煤氣在1000 m3~5500 m3之間的發生率有很大差別。除塵器的腔室直徑與干法除塵系統的總體布置有關。干法布袋除塵系統的硐室結構應與工藝參數同步,直徑應與單室煤氣的體積相串聯,以維持合理的硐室數量,使工藝更有效。Reess是一種緊湊的實現最佳成本分配的技術,其主要技術包括以下幾點:
                    
                     1)集塵器的直徑和數量匹配高爐體積:根據高爐煤氣體積的變化,選擇合適的除塵器直徑和數量,集塵箱的數量一般在10-16之間,小到不能滿足。對空箱運行的維護和檢修,一旦因布袋損壞造成意外事故,將造成系統負荷過大,難以保持穩定;過多,投資和面積大幅度增加,設備日常維護大,造成浪費。資源。
                    
                     2)除塵器的結構優化和流場分析:集塵箱是高爐煤氣干法除塵系統的主要設備蘭州捐卵之一,通過保證DUS的應力分析,對保證系統的安全穩定運行有著重要作用。研究了集塵器殼體結構,對除塵器結構的局部薄弱環節進行了局部調整,降低了應力集中,提高了設備的安全性和穩定性,在集塵室中采用了特殊的導流結構,使集塵室內的氣流均勻分布,降低了流速,大大減少了濾袋異常破碎的發生,保證了整個系統滿足高爐的連續穩定生產。
                    
                     3)合理的工藝布置:根據除塵器的數量和總體布局合理布置工藝,工藝布置應滿足以下要求:長寬比合理,外形美觀,操作方便,檢查方便。NELLE吊裝范圍;合理的氣流分布,減少廢氣主管道積灰的可能性;主框架合理應力,各層寬平臺,有效利用空間;脈沖設備布置(袋、袋籠更換)平臺寬。而且可以方便地更換和更換袋子和袋子。
                    
                     近年來,煤氣干法除塵系統在中國大型高爐上得到推廣應用。然而,由于小高爐的腐蝕不一致和傳統高爐濕法除塵的習慣,在煙氣中存在HCl等酸性氣體尚不清楚。因此,大型高爐煤氣除塵已從濕法除塵改為干法除塵,在過渡期,由于酸性氣體造成的嚴重腐蝕現象未得到充分考慮,高爐原料也越來越多地使用進口礦石。進口礦石,尤其是澳大利亞礦石中的氯含量普遍高于當地礦石,導致高爐煤氣中HCl含量較高。這也是大型高爐干法系統嚴重腐蝕的重要背景條件。目前,Jigang、Laigang、Taigang、錢剛、首秦等企業的高爐干法煤氣系統存在著普遍的腐蝕問題。
                    
                     由于原料條件的限制,高爐爐料和氯元素中的氯元素也很難控制,根據高爐生產和運行的實際情況,首鋼國際工程有限公司進行了實驗。對黔鋼2號高爐噴淋水和堿性溶液進行了NT試驗,并進行了各種防腐涂料的室內試驗,進一步分析了腐蝕原因,并提出了相應的解決措施和措施。對堿噴裝置中的NT、凝析氣和系統的腐蝕進行了跟蹤和進一步的分析,優化了工藝參數和結構,并進一步應用于Jingtang工程,目前高爐煤氣冷凝液的pH值大于6.5,運行情況良好。結果良好。
                    
                     與濕式除塵技術相比,干法除塵技術具有氣體凈化質量高、節水、節電、運行成本低、無污水排放、增加TRT發電的優點。經濟效益和社會效益顯著(經濟效益計算為2500立方米高爐)。
                    
                     1)氣體清潔度高:使用全干式布袋除塵技術后,潔凈氣體清潔度高。在正常條件下,清潔氣體的粉塵含量小于5毫克/立方米。氣體的低粉塵含量可減少加熱爐用戶的堵塞,提高加熱設備的熱效率和使用壽命。
                    
                     2)燃氣的高熱值:干燥后,氣體溫度高,含水量低,煤氣熱值顯著增加,熱風爐理論燃燒溫度約為40%,隨著熱風溫度、燃料比的增加降低了循環利用水平,降低了能耗,每年減少CO2排放量約20000噸。
                    
                     3)降低生產能耗:與濕法除塵相比,每噸新鐵水消耗減少約0.40 m3,噸鐵耗降低約4-6 kWh,年節約水量約80萬t,節約1000 x。104kWh,大大降低了運行成本。
                    
                     4)TRT的發電能力顯著提高:干法除塵后的凈氣體溫度(約150℃)高于濕法除塵氣體(約50℃)100℃以上,氣體含水量低,阻力損失小。TRT發電量可提高35%~40%以上,年發電量可達2000×104kWh。
                    
                     5)良好的社會效益和環境效益:采用全干法布袋除塵工藝,經濟效益顯著,社會效益好,濕法除塵產生大量含有毒物質的污水。處理后,出水仍含有氰化物、硫、酚、重金屬等有害物質,造成土壤水污染和毒性,采用全干法袋除塵技術,完全避免了濕過程中有毒污水和污泥的產生。除塵,從根本上解決了二次水污染和污泥處理的問題。
                    
                     干法除塵可顯著提高TRT發電量和高爐煤氣熱值。提高熱風溫度有著重要的意義,為企業創造了巨大的經濟效益、社會效益和環境效益,是創造一個環境友好、節約資源的社會經濟成功循環的成功范例,完全符合。低碳、循環經濟的發展要求,目前高爐煤氣干法除塵技術已應用于Jingtang、宣化鋼鐵有限公司、濟鋼等多個高爐。
                    
                     首鋼國際工程公司堅持冶金技術不斷創新。高爐煤氣干法除塵技術在世界范圍內已處于世界前列。先后培養了一批專家,由教授級高級工程師張富明、高璐平、昆明偵探張健、毛青武、韓宇靜、高級工程師鄭傳赫等專家組成,其中許多是中國人和清華人。工程師陳宇民、張琦付、張琦付等骨干工程師的B上次高爐煤氣干法除塵技術小組,先后組織實施了一批高爐煤氣干法除塵技術研究與開發項目,共設計了20多個項目,近年來通過大量生產調查,科學計算。經過反復論證,該隊不斷完成高爐煤氣低壓脈沖袋式除塵技術的不斷升級改造和產品創新,由三代老、中、青年技術專家組成的技術隊伍已完成22項專利申請。具有自主知識產權的技術。
                    
                     高爐煤氣干法除塵技術作為一項新技術,仍需不斷創新和改進,首鋼國際工程公司高爐煤氣干法除塵技術隊伍將認真做好技術跟蹤研究工作。貫徹國家標準后,繼續發揚創新精神,大膽創新新型濾袋反吹除塵、新材料過濾等工藝,以降低系統的氮消耗和減少。在干袋技術研究所,大量更換濾袋帶來的工作量,使該技術不斷創新和發展,為鋼鐵工業在節能減排中發揮更大的作用。
                    
                    

                原文地址:http://www.zimmersounds.com/xinwendongtai/gongsidongtai/20180817/1876.html 轉載請保留原文地址,尊重作者版權,謝謝!!!

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