大型高炉煤气全干式布袋除尘技术
高炉煤气干式布袋除尘技术是21世纪高炉实现节能减排、清洁生产的重要技术创新,可以显著降低炼铁生产过程的新水消耗、减少环境污染,已成为现代高炉炼铁技术的发展方向。高炉煤气干式布袋除尘技术已有30多年的发展历程。2007年1月,中国自主开发的高炉煤气全干式低压脉冲布袋除尘技术在迁钢2号高炉 (2650m3)获得成功,完全取消了备用的煤气湿式除尘系统。研究开发了煤气温度控制、除尘灰浓相气力输送、管道系统防腐等核心技术,使中国在大型高炉煤气全干式布袋除尘技术达到国际先进水平。
优化集成工艺流程和系统配置
通过研究分析国内外高炉煤气干式布袋除尘技术应用实践,对加压煤气反吹除尘技术和低压脉冲除尘技术进行了系统的对比研究,设计开发了高炉煤气全干式低压脉冲布袋除尘工艺。迁钢2号高炉采用14个直径为4600mm的除尘箱体,箱体为双列布置方式,两列箱体中间设置荒煤气和净煤气管道,煤气管道按等流速原理设计,使进入各箱体的煤气量分配均匀,整个系统工艺布置紧凑、流程短捷顺畅、设备检修维护便利。采用低滤速设计理念,确保系统运行安全可靠。每个箱体设滤袋250条,滤袋规格<160mm×7000mm,单箱过滤面积880m2,总过滤面积12320m2。设计中加大了滤袋的直径和长度,高径比降低,滤袋结构尺寸更加合理;扩大了箱体直径,使除尘单元的处理能力提高,减少了箱体数量、建设投资和占地面积。表2是迁钢2号高炉煤气全干式布袋除尘工艺技术参数。
煤气温度控制技术
煤气温度控制是布袋除尘技术的关键要素,正常状态下,煤气温度应控制在100～220℃,煤气温度过高、过低都会影响系统的正常运行。采用煤气干式布袋除尘技术,高炉操作要更加重视炉顶温度的调节控制。炉顶温度升高时采取炉顶雾化喷水降温措施, 同时在高炉荒煤气管道上设置热管换热器,用水作为冷却介质,将高温煤气的热量通过热管传递,使水汽化吸收煤气热量,可以有效地解决煤气高温控制的技术难题。煤气低温控制要采取提高入炉原燃料质量、加强炉体冷却设备的监控、合理控制炉顶温度、荒煤气管道保温等技术措施,在高炉开炉、复风时要采取有效措施, 降低煤气中的含水量,使煤气温度控制在露点以上。目前正在研究开发煤气低温状态的高效快速换热技术,从而使煤气高温、低温都能够得到有效地控制。
煤气含尘量在线监测技术
煤气含尘量在线监测装置是监控高炉煤气布袋除尘系统运行的重要检测设备,研究开发的高炉煤气含尘量在线监测系统采用电荷感应原理。在流动粉体中,颗粒与颗粒,颗粒与管壁,颗粒与布袋之间因磨擦、碰撞产生静电荷,形成静电场,其静电场的变化即可反映粉尘含量的变化。煤气含尘量在线监测系统通过测量静电荷的变化,来判断布袋除尘系统运行是否正常。当布袋破损时,管道中气、固两相流粉尘含量增加,同时静电荷量强度增大,插入箱体输出管道中的传感器可以及时检测到电荷量值并输出到变送器,实现煤气含尘量的自动监测[2]。迁钢2号高炉煤气含尘量在线监测装置的传感器表面采用特殊涂敷材料,避免了由于高炉煤气中含水导致传感器表面粘结灰尘,从而提高了该装置的检测精度和稳定性,解决大型高炉煤气干式除尘系统含尘量在线监测的技术难题。
煤气管道系统防腐技术
生产实践发现,采用高炉煤气干式布袋除尘技术,净煤气中的氯离子含量显著升高。这主要是由于高炉原燃料中的卤化物,在高炉冶炼过程中形成气态的HCl,当煤气温度达到露点时,气态HCl与凝结水结合,形成盐酸。通过检验分析煤气凝结水发现,其 pH值低于7,有时甚至达到2～3,呈强酸性,对煤气管道和波纹补偿器具有强腐蚀性,造成煤气管道系统异常腐蚀。为了防止煤气管道系统的异常腐蚀,对煤气管道波纹补偿器的材质、结构进行了技术攻关,材质由316L改进为800系列,提高了防腐性能;煤气管道内壁采用防腐涂料处理;在净煤气管道上设置了喷洒碱液或喷水系统等技术措施,经过一年的生产实践取得了显著效果。
除尘灰浓相气力输送技术
自主研究开发除尘灰浓相输送技术,利用氮气或净化后的煤气作为载气输送除尘灰,解决了传统的机械输灰工艺一系列技术缺陷,优化了工艺流程,降低了能源消耗,减少了二次污染,攻克了输灰管道磨损等技术难题
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