對高爐煉鐵除塵的思考

王義

摘 要：在全面實行環境保護與能源節約的背景下，提升高爐煉鐵除塵技術，強化高爐煉鐵的除塵效果已成為相關行業現代化建設與發展的必然趨勢。隨著高爐煉鐵除塵技術的不斷創新與應用，其除塵凈化技術由原有的濕法除塵發展為干式除塵（包括布袋除塵、靜電除塵等）。基于此，以高爐煉鐵除塵技術為例，從其相關概述入手，對高爐煉鐵除塵中的應用進行了分析，并對存在的問題提出了相應意見。

關鍵詞：高爐;煉鐵;除塵

引言

在全面落實環境保護建設、資源節約建設的背景下，除塵技術取得了一定發展成效，其裝備技術、自動化管控技術、產品服務、系統配件、專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介

目前，國內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重力除塵器粗除塵后，進入濕式精細除塵，依靠噴淋大量水，最終獲得含量為10mg/m3以下的凈煤氣。濕式精細除塵裝置又分為塔文系統和雙文系統（雙文系統就是用溢流文氏管取代了洗滌塔的濕法除塵凈化系統）。

濕法除塵由于除塵器結構簡單，造價低，占地面積小，操作維修方便，在高爐除塵曾經得到大量的運用，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）、煤氣含水量過高，飽和水和機械水在80g/m3左右，嚴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的作用，來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社從德國魯奇公司引進的轉爐煤氣干式電除塵技術轉化而來。它比濕式除塵節水、節電;除塵后煤氣的溫度約140～250℃，有利于回收顯熱;熱煤氣不含機械水，熱值高，有利于高爐熱風爐升溫，降低焦比;使用電除塵阻損小，可充分利用其壓力能和熱能，余壓透平發電裝置可多發電30%～50%。但電除塵投資大、成本高，并且，隨著國家對大氣排放的要求越來越嚴格，電除塵的除塵精度已經難以滿足國家排放標準的要求。

（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濾元件來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濾布纖維時因慣性力作用與纖維碰撞而被攔截。干法除塵的優點是高爐煤氣的壓力降及顯熱損耗較小，有利于同步建設高爐煤氣余壓透平發電裝置，正常情況下，同等規模高爐的干式余壓透平裝置要比濕式余壓透平裝置多發電25%～30%，同時，煤氣顯熱提高，有利于高爐熱風爐升溫，降低焦比。

高爐煤氣干法布袋具有除塵基本不用水、無污染、能耗小、運行費低等優點，能產生很大的經濟效益，位于國家鋼鐵行業當前首要推廣的“三干一電”（高爐煤氣干法除塵、轉爐煤氣干法除塵、干熄焦和高爐煤氣余壓發電）之首，是一項有效的重大綜合節能環保技術，它在全國高爐上的推廣應用。以一座1000m3高爐為例：

（1）采用布袋除塵系統較原濕式除塵系統減少用電負荷1000KW以上，年節電840萬kW/h，噸鐵節電8.5kWh。（2）采用干式布袋除塵系統較濕式除塵系統每年節約新水48萬t，噸鐵節水0.49噸，在除塵過程中不產生污環水，從根本上消除了煤氣洗滌水所帶來的環境污染問題。（3）采用干式布袋除塵后凈煤氣不含機械水，煤氣熱值提高6%，提高了高爐煤氣理論燃燒溫度，能提高熱風爐熱效率2%～3%，使熱風溫度提高40～90℃，從而達到節焦目的，節焦量可達到8kg/t鐵;（4）采用干式布袋除塵與濕法除塵技術相比;TRT發電量比濕法除塵多達50%。（5）采用干式布袋除塵后凈煤氣含塵量低，凈煤氣質量提高，可擴大煤氣用戶，同時可減輕熱風爐、加熱爐等設備的使用壽命，延長熱風爐格子磚渣化現象，延長一代爐齡。（6）采用干式布袋除塵系統較濕式除塵系統工藝簡單，流程短，可節地50%，節省投資30%，且建設速度快。

二、目前國內兩種干式布袋除塵工藝運行效果對比各

（一）當前主要的幾種干式除塵工藝

高爐煤氣干式除塵在發展過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、排灰系統排灰不暢等問題已停止使用;各鋼廠從上世紀七十年代開始運用的數十至數百立方米級高爐煤氣的小布袋脈沖除塵工藝應用范圍較廣;太鋼、攀鋼、首鋼采用的大布袋除塵技術因反吹風機、除塵布袋、排灰閥組等關鍵設備國產化率低，進口設備價格較高，因而推廣范圍較小;而萊鋼、韶鋼等企業采用的布袋脈沖除塵工藝雖然布袋壽命短、排灰系統故障率高、壽命短，但因工藝簡單、設備制造難度低、控制容易、除塵效果得到了相對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對比

從上表明顯看出，大布袋反吹風除塵系統布袋過濾風速在比脈沖噴吹除塵系統布袋過濾風速高一倍的情況下，除塵精度仍然高于脈沖除塵系統，布袋使用壽命也比脈沖除塵系統要長。究其原因是根脈沖布袋數量多、且連接方法可靠程度低，布袋運行過程中相互之間容易發生碰撞破裂，反吹時粉塵穿透逃逸等脈沖除塵系統的固有特點分不開的。

三、大布袋反吹風除塵系統帶來的經濟及社會效益

（1）相同煤氣處理量時，采用該工藝占地面積約為普通布袋除塵工藝的70%，可以大量的節約土地資源;（2）與筒體相關的切斷設備大大減少，同脈沖除塵工藝相比大型閥門數量減少約20%，系統故障點減少，系統可靠性增加;（3）選擇合適的材料，除塵布袋壽命較長，除塵精度高，國產除塵布袋壽命穩定達到2年，進口除塵布袋壽命達到4年以上，性價比高;（4）凈煤氣含塵量長期穩定在1.0mg/Nm3左右;在裝備有TRT（余壓發電裝置）的系統中會大大延長透平葉片設備的使用壽命;（5）排灰系統設備使用壽命長，設備使用壽命在4年以上;（6）瓦斯灰通過氣力輸灰集中輸送到灰倉存儲，加濕外運;（7）反吹系統穩定可靠，閥門、風機等主要設備無檢修連續使用壽命達2年。（8）煤氣溫度可控性好，布袋長期穩定運行;（9）與其他除塵工藝相比，在同等設備檔次的情況下，本工藝節約投資10%。

四、結束語

高爐煤氣干式布袋除塵基本不用水、無污染、能耗小、運行費低等優點，節能減排效益明顯，其中大布袋反吹風除塵系統以占地面積小、系統運行穩定、布袋壽命長、除塵精度高、設備使用壽命長等特點更加適合大型鋼鐵企業的高爐除塵。

參考文獻：

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