钢铁企业干湿法除尘运行与合格煤气采集优化策略

一、引言

　　煤气是在高炉冶炼中所产生的可燃气体，保障其合格是技术创新、优化完善及操作的关键，在冶炼中利用其潜热、能够达到高效节约能源的目标，推动可持续发展战略。因此，自我国运用干法除尘技术以来就受到行业领域的高度重视。对于干法除尘技术研究和发展，从最初的高炉煤气干法布袋除尘系统的建设投运，至后期不断完善，到了九十年代初在中小型高炉上有着比较成熟的应用；此过程、其技术创新一直深入，实践经验不断提高，逐渐被推广到全国高炉、转炉的除尘系统行业中。韶关2500 m3、攀钢1350 m3、鞍钢2580m3高炉等均已采用了干法除尘；此干法除尘，不仅简化了工艺系统的复杂性，而且从根本上解决了水的二次污染和污泥矿物质难以处理的问题。表明干法除尘技术在煤气回收利用方面、所产生的经济价值和社会效益愈来愈显著，并且有着良好的发展前景。目前，陕钢集团汉中钢铁有限责任公司的高炉、转炉同时积极采用了较为先进的干法除尘技术，其中；炼铁有一座1280 m3高炉和一座2280 m3高炉均为干法布袋除尘，炼钢的两座120t转炉全部是干法静电除尘。与此同时，陕钢紧紧围绕干法除尘技术的研究进展、再次完善优化；整体保障了企业煤气质量在10mg/Nm3以内的范围。

　　二、保障煤气合格，干法除尘中的技术要点

　　1、控制煤气的温度以及水分

　　在一般的高炉冶炼中，温度的控制至关重要，它与企业的经济效益有着较大的关系，假若温度过高，除尘系统的滤袋会被烧坏导致无法使用，其修复过程也较为繁琐。另者，温度过低或蒸汽较大都会产生滤袋结露等严重的后果，导致除尘器无法运作而使工作停滞。所以，在使用干法除尘设备时，把温度和水分控制在一个适合的范围内尤为关键，其直接决定了干法除尘的效果。目前，较为方便且有效、实用的操作应该在布袋除尘器前设置换热器，当除尘系统温度过高或者过低时，可以及时调控温度，以保证煤气温度保持在100~230度的适宜范围内，是使除尘设备保持平稳运行，给企业带来较为理想的经济收益。

　　在转炉吹氧冶炼时，所产生的烟气，经过汽化冷却烟道降温后，烟气大约以800~1 000 ℃进入蒸发冷却器。此时，需要根据实际情况精准控制蒸发冷却器中的喷水量，从而对烟气进行冷却降温。此后，大约有50%的粉尘通过吸附沉降落入蒸发冷却器底部的链式输灰机；粗灰经过输灰系统拉运出指定位置，从而也保证了整体设备的正常运行。

　　2、自动检测和人工检测相结合，防止煤气遗漏

　　自动检测设备在除尘系统运行中所发挥的监督作用也尤为重要，它可以在线事实检查煤气运行的安全情况，保障煤气的各项指标始终处于合格范围之内。但是，自动检测系统在连续运行过程中，一是因检测装置某些情况及工况的因素会发生误报信息；二是这种检测方式只是对滤袋破损的整体箱体比较适用，对局部的故障情况检测不到位；三是测量设备本身出现了故障。所以，一般还要定期与不定的采用人工检测的方法与其数据对比，更进一步达到检测的准确性。例如：在干法除尘设备运行中，一些腐蚀性物质及大的矿物质在高速煤气运行中被布袋拦截，经过强烈的碰撞，物质残留在布袋上，是滤袋腐蚀破裂，或因高温被烧蚀破裂，从而影响煤气的质量。另外，炉顶管道喷淋降温等都会给煤气带来一定量的饱和水，这些饱和水的集聚给布袋使用带来了不利因素，这些都需人工进行检测、检查。同时结合自动检测数据对设备的运行故障给以判断，从此总结出行之有效的煤气遗漏补救措施，才能为除尘系统的正常运作做好保障，完成输送符合质量要求的煤气，保持企业的经济效益与价值。

　　3、维持设备性能的正常运转

　　在干法除尘系统中，除尘设备运行的正常与否，是除尘过程中保障煤气合格的又一关键所在。近几年来，干法除尘技术被大范围采用。所以，在进行设备的修建、改造以及维护时，要考虑所使用与采购的零部件及设备是否符合质量要求。一般来说，煤气除尘器箱体在使用时要符合压力容器的技术要求，定期进行年审、校验。设置的防爆阀等安全附件，按周期实施检查，更新；以提升安全的作业坏境，是使各类测量仪器、机械设备在检测、运行过程中也能够快速准确，使煤气的指标始终保持在正常工作范围内。其次，为保证煤气的正常运送，要根据实际情况选择安装导流管，这样既能够保障煤气的运输，又能够降低煤气烟尘及杂物对滤袋的冲刷作用。在脉冲阀快速启闭的同时，要维持除尘器的低压脉冲反吹系统,使是整套设备在自动化设定的程序中，稳定可靠工作,从而达到良好的喷吹清灰效果。

　　4、干法电除尘中的技术要点

　　干法除尘技术的静电除尘技术，目前，在我国多家钢铁企业炼钢转炉煤气的回收治理中得到应用，对此都有着不断的研究。陕钢集团汉中钢铁有限责任公司也积极探索和创新，并引进静电除尘新设备、新技术。该设备采用圆筒状结构，耐压在0.3MPa,分为单室四电场。一二电场与三四电场极板、极线，分别采用不同的、耐腐蚀的合金材料。除尘底部设置扇形刮灰装置便于清灰外运。内部设有PLC可控自动振打机构，根据运行状况实现自动清灰。静电供电系统采用高频电源，可根据煤气运行工况有效的调节电压与电流的可控关系。再加之五层冷却喷淋塔，对煤气中粉尘进行了再次全能净化处理。为防止因温差造成的筒壁结露积灰影响煤气质量，对设备外部实施了全保温。通过相应的技术处理彻底提高了煤气的净化效率。

　　三、干法、湿法除尘优化对比

　　1、煤气干法与湿法除尘工艺技术比较

　　早期高炉常用的湿法煤气净化工艺，是采用串联调经文氏管系统，由煤气上升管下降管经重力除尘器，先进入一级文氏管除尘器在进入脱水器；之后，再进入二级文氏管除尘器至脱水器，通过高压阀组，消声器，紧急水封阀，最终进入煤气柜。在煤气回收过程中由于湿法除尘运行成本高，从污泥处理方面说，工序复杂，运行成本造价较高，而且经常出现二次污染，水质净化时间较长，难度较大。清洗后的煤气温度降低至43度左右，压力将损失了0.25Mpa。

　　在转炉生产采用的湿法除尘中，是使转炉煤气50%的含铁粉尘溶于水中，给矿物质的再次回收利用增加了难度，无疑增加了生产成本；同时，转炉的作业运行是一个间歇性的循环生产线。因此，煤气也是间断产生的，所有，干法除尘能够更好的完成煤气回收及综合利用的各项所需。

　　干法除尘则是由高炉顶部直接进入重力除尘，旋风除尘器，进行初级沉降过滤也叫粗滤；通过调节阀，脱水器进入高炉煤气布袋除尘器精细过滤，过滤的净化气体通过煤气管网，最后进入煤气柜。与湿法相比，干法除尘在煤气回收过程中，煤气温度未降低，且整体温度提高了大约100℃，机械耗能较少，运行当中无需冷却水，减掉了污水处理机构。无水量消耗，无二次污染，电量明显减少，节约了水、电能源。而对于配置的TRT干式发电设备来说至少增加30%的发电量。同时对于热风炉来说至少可提高50%的风温。大大提高了高炉的冶炼速率。

　　2、人工成本对比分析

　　相较于传统的湿法除尘技术，干法布袋除尘在设备的维护保养上的成本要低得多，而且从人工运作成本方面来说，湿法除尘需要人工集中于处理排污系统，正常情况下是维持在二十分钟一次的污泥排放，需要的时间较长。对人员是一种负担，对企业是一种损失。但是，在干法布袋、静电除尘技术上，可以采用自动控制系统的手段；减轻工作人员的压力及劳动强度，减少人员的安排，只需作业人员进行简单快速的操作、检查，统一管理即可以完成强大的工作量，大大的节省了人工、维护、运行、成本，提高企业的经济效益。

　　3、 能源消耗差值比对

　　在湿法除尘技术中，引风机的耗能较大，因此可以从这一个方面进行分析。在湿法除尘中所形成的阻力一般是在1.2兆帕左右,而在干法除尘器中只有0.9兆帕,这个差距中蕴含着极大经济差异。因此为例，可以得知，传统的湿式除尘器引风机要求的功率总值，相较于干法除尘器要高出35千瓦左右。其次，从辅助系统运行时的耗能对比,传统的湿式除尘器的辅助系统是污水循环处理系统，其大概需消耗50千瓦的功率，而干法除尘系统，只消耗了30千瓦的功率，干法除尘比湿发除尘节省了20千瓦的电能。所以从不同的方位来看，干法除尘比湿法除尘能够节约很多方面的资源，为企业带来更大的利益。

　　四、结束语

　　在冶炼生产过程中，通过对传统的湿法除尘与干法除尘性能之比，干法除尘无论在人工成本、耗能总值，及煤气中热量的回收等方面，都比湿法除尘技术略胜一筹，所以选用干法除尘器能够显著的节约成本，带给企业更多的经济价值。

　　但在干法除尘系统中，因设备装备功能较多，给管理带来了难度，布袋受条件的制约容易破损，颗粒物出现了不同程度的超标现象，是使煤气的净化效果较差， 加大了TRT风机的磨损，同时导致了设备的震动，带来了很不稳定的运行。对此，陕钢公司多方研究，配置自动检测联网装备，完善自动化运行体系、以设备自动联网的自动检测功能为主体，优化相应措施，细化管理流程，预知性的发现问题，实施完善包括管网腐蚀、温度异常变化等、在内的这一突出弊端。同时合理控制煤气的温度以及水量、维持设备性能的正常使用，掌握干法静电除尘、滤袋除尘中的技术要点；使之达到平稳运行的目标，确保煤气质量控制在10mg/Nm3以内的合格标准；并可进一步再次优化提升。企业在运用干法除尘技术时要因地制宜，在转炉、高炉中依据科学的方法进行烟气净化，从而实现维护生态环境健康的同时又保持了企业的生产指标。

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作者：樊安民