高爐煤氣干法布袋除塵技術(shù)在我國經(jīng)歷了30多年的發(fā)展，技術(shù)已經(jīng)日趨成熟，迄今為止已經(jīng)廣泛應(yīng)用于國內(nèi)多座大中型高爐。高爐煤氣干法除塵技術(shù)具有節(jié)能、節(jié)水、環(huán)保、除塵效果好等優(yōu)點，是國家大力推廣的冶金行業(yè)新工藝技術(shù)之一。

北京首鋼國際工程技術(shù)有限公司(簡稱“首鋼國際工程公司”)是國內(nèi)率先在大型高爐上設(shè)計并應(yīng)用高爐煤氣全干法袋式除塵工藝技術(shù)，并擁有完全自主知識產(chǎn)權(quán)的工程公司。2004年，該項技術(shù)成功應(yīng)用在首秦1200m3高爐上，開創(chuàng)了我國大型高爐煤氣全干法除塵的先河；之后，又成功應(yīng)用在遷鋼2650m3高爐上，各項指標均達到設(shè)計標準，達到節(jié)能、節(jié)水和環(huán)保效果。

目前，首鋼京唐5500m3特大型高爐也采用了高爐煤氣全干法除塵技術(shù)，摒棄了特大型高爐一直采用的濕法除塵工藝，創(chuàng)造了高爐煤氣全干法技術(shù)在特大型高爐上成功應(yīng)用的世界新記錄，為世界鋼鐵行業(yè)節(jié)能環(huán)保做出了突出的貢獻。

1京唐5500m3高爐煤氣干法除塵的技術(shù)研究背景   
 
      高爐冶煉時產(chǎn)生大量煤氣，除塵通常分兩級處理：先用重力或旋風(fēng)除塵器進行粗除塵，除去大部分粗顆粒后，再進行濕法或干法精除塵。

傳統(tǒng)的精除塵是用水清洗，屬于濕法除塵。濕法除塵發(fā)展至今技術(shù)已經(jīng)成熟，可以使煤氣含塵量降至很低水平，不過濕法除塵需要消耗大量的清洗用水且產(chǎn)生的污水難于處理，清洗過程中耗電量大，煤氣熱量損失多，以上濕法除塵存在的一系列重大缺陷，是其所無法解決的。因此，采用高爐煤氣全干法除塵技術(shù)已是大勢所趨。

從20世紀90年代開始，首鋼國際工程公司的技術(shù)專家就致力于高爐煤氣脈沖干法除塵技術(shù)的開發(fā)、設(shè)計。2004年，首鋼國際工程公司在首秦1200m3高爐上成功應(yīng)用了高爐煤氣脈沖干法除塵技術(shù)，帶動了國內(nèi)鋼鐵行業(yè)大型高爐煤氣脈沖干法除塵技術(shù)的應(yīng)用，大大提高了高爐煤氣的回收利用，帶來了顯著的經(jīng)濟效益和社會效益。

2006年，為了滿足首鋼京唐高爐循環(huán)經(jīng)濟和節(jié)能減排的要求，首鋼國際工程公司專門成立了大型高爐煤氣全干法除塵技術(shù)研發(fā)項目組，集中攻關(guān)超大型高爐煤氣干法除塵技術(shù)，其中重點是溫度控制、工藝系統(tǒng)運行的平穩(wěn)性、除塵器結(jié)構(gòu)及其緊湊化布置、高爐煤氣管道綜合防腐以及系統(tǒng)自動化監(jiān)測與控制等技術(shù)難題。經(jīng)過專家反復(fù)論證、計算及試驗，最終攻克了該項技術(shù)中的多項難題。2009年京唐高爐順利投產(chǎn)，高爐煤氣干法除塵系統(tǒng)運行安全穩(wěn)定，各項運行指標均達到設(shè)計要求。

2 京唐5500m3高爐煤氣干法除塵系統(tǒng)主要技術(shù)特點

京唐5500m3高爐采用煤氣全干法脈沖布袋除塵技術(shù)，達到了國際領(lǐng)先水平。該系統(tǒng)采用國際先進的三維設(shè)計軟件進行三維設(shè)計，體現(xiàn)了設(shè)計的現(xiàn)代化和精準化；除塵器采用先進的應(yīng)力和流場分析，使其設(shè)備運行安全穩(wěn)定可靠；系統(tǒng)自動化監(jiān)測與控制達到了先進水平，大大減少了崗位定員和運行成本；煤氣管道綜合防腐蝕技術(shù)的應(yīng)用，提高了該項技術(shù)的運行壽命和使用效率。

2.1高爐煤氣降溫裝置

布袋除塵器核心部分是高溫濾料，保護好濾料就可以保證煤氣質(zhì)量。在各項保護措施中溫度適中是關(guān)鍵因素。合適的作業(yè)溫度是約120~220℃。

但在實際應(yīng)用中，溫度失常也時有出現(xiàn)，比如溫度過高隨時可能發(fā)生，因此要有應(yīng)對措施。京唐高爐通過爐頂噴水和高效熱管換熱器能夠有效地控制高爐出現(xiàn)異常高溫情況。

熱管換熱器利用熱管原理將高溫?zé)崃總鬟f到水中從而降低煤氣溫度，是一種高效冷卻設(shè)備。為了減少磨損，熱管表面釬焊了鎳鉻合金材料。這種設(shè)備傳熱效率高，體積小。京唐高爐投產(chǎn)初期，爐頂溫度偏高，高爐煤氣溫度多次出現(xiàn)干法除塵入口超過260℃甚至300℃的情況，降溫裝置長期投入使用，溫降可達70℃以上，運行效果好，滿足了生產(chǎn)要求。

2.2除塵器的緊湊化研究

高爐煤氣干法除塵系統(tǒng)的除塵器箱體是干法系統(tǒng)的主要設(shè)備之一，對于確保系統(tǒng)的安全、穩(wěn)定運行有著重要作用。

除塵器箱體直徑的大小關(guān)系到干法除塵系統(tǒng)的整體布置，為了減少系統(tǒng)的占地面積、布置美觀，京唐特大型高爐干法除塵系統(tǒng)按雙列布置，在過濾面積充分滿足高爐煤氣過濾的前提下，除塵器箱體采用大直徑長袋雙側(cè)反吹技術(shù)。在減少占地面積的同時，減少了除塵器箱體的個數(shù)、除塵器箱體進出口的閥門，減少了生產(chǎn)人員巡檢區(qū)域和設(shè)備維護量。

通過對除塵器殼體進行應(yīng)力分析，研究除塵器結(jié)構(gòu)的局部薄弱點，進行局部調(diào)整降低應(yīng)力集中，提高設(shè)備安全與穩(wěn)定性。除塵器箱體內(nèi)部采用特殊的導(dǎo)流結(jié)構(gòu)，使得除塵器箱體煤氣氣流分布均勻，降低了流速，大大減少了濾袋異常破損的發(fā)生。

2.3高爐煤氣管道防腐的研究

近幾年，煤氣干法除塵系統(tǒng)開始在國內(nèi)大高爐上推廣普及，但是由于小高爐干法系統(tǒng)腐蝕的矛盾不突出，又沿襲了大高爐傳統(tǒng)濕法除塵的習(xí)慣，對煤氣中HCl等酸性氣體的存在缺少認識，因此，大型高爐煤氣除塵在由濕法向干法轉(zhuǎn)型期間，很多都沒有充分考慮到由酸性氣體帶來的嚴重腐蝕現(xiàn)象。另外，高爐原料越來越多地使用進口礦，進口礦尤其是澳礦中氯元素含量普遍高于地方礦，導(dǎo)致高爐煤氣中的HCl含量更高，這也是大高爐干法系統(tǒng)腐蝕嚴重的重要背景條件。

首鋼國際工程公司在遷鋼2號高爐中進行噴水噴堿液工廠試驗，并進行多種防腐蝕涂料的實驗室實驗，進一步深入分析腐蝕的原因，找出了相應(yīng)的解決方法與措施。

噴堿工廠試驗裝置實施后，對煤氣冷凝水及系統(tǒng)腐蝕情況進行跟蹤和進一步分析后，優(yōu)化了工藝參數(shù)與結(jié)構(gòu)，并進一步在京唐工程中實施應(yīng)用。

高爐煤氣管道內(nèi)防腐及噴堿除氯裝置隨京唐高爐同步建設(shè)，并投入運行。隨著高爐生產(chǎn)情況調(diào)整噴堿除氯裝置運行參數(shù)。目前高爐煤氣冷凝水PH值均大于6.5，運行效果良好。

3 京唐5500m3高爐煤氣干法除塵技術(shù)經(jīng)濟效益和應(yīng)用前景

傳統(tǒng)的濕法除塵有很多弊病，主要在于耗水量大、有污染、能耗高、運行費用高。濕法凈化煤氣含水多，TRT發(fā)電能力相對較低，降低高爐煤氣熱值，從而影響熱風(fēng)溫度。相對濕法，干法除塵可以省掉幾乎全部水電，和同級別的高爐濕法除塵相比，京唐高爐干法除塵每年可以節(jié)約循環(huán)水量約2500萬t，節(jié)約新水約130萬t，節(jié)電2000×104kWh，大大減少了運行費用；采用煤氣干法除塵技術(shù)，TRT出電已達到50kWh/t，比煤氣濕法除塵增加發(fā)電量30%以上，每年干法除塵比濕法除塵多發(fā)電約6000×104kWh；干法除塵煤氣熱值高，可提高熱風(fēng)溫度，降低焦比，節(jié)約焦炭；另外還可以省去污泥、污水處理費用等。從社會效益來看節(jié)能、環(huán)保、節(jié)水等均十分有益，附帶的經(jīng)濟上的好處也很大，甚至超過直接經(jīng)濟效益。高爐煤氣干法除塵技術(shù)具有高性價比、節(jié)能環(huán)保等特點，有廣闊的市場推廣前景。

首鋼國際高爐煤氣干法除塵技術(shù)研發(fā)團隊

自20世紀90年代至今，首鋼國際工程公司堅持技術(shù)創(chuàng)新，在煤氣干法除塵技術(shù)領(lǐng)域取得了較大的成績，鍛煉了一支以教授級高級工程師張福明、高魯平、張建、毛慶武、韓渝京，高級工程師鄭傳和等一批專家為主導(dǎo)，多名中青年工程師如陳玉敏、章啟夫、侯健等為骨干的高爐煤氣干法除塵技術(shù)團隊。他們先后組織并承擔(dān)了多個高爐煤氣干法除塵技術(shù)研發(fā)課題和設(shè)計總包工程。首鋼國際工程公司自主研發(fā)的高爐煤氣低壓脈沖布袋除塵技術(shù)，1996年在成都鋼鐵廠318m3高爐獲得成功，通過省、部級鑒定。近年來，該團隊通過大量生產(chǎn)調(diào)研、科學(xué)計算和反復(fù)論證，連續(xù)完成了高爐煤氣低壓脈沖布袋除塵技術(shù)的不斷升級和產(chǎn)品創(chuàng)新。2004年，由首鋼國際工程公司總承包的首秦1200m3高爐煤氣干法除塵又率先在1000m3以上高爐獲得成功，開創(chuàng)了國內(nèi)外大型高爐煤氣全干法除塵的先河，獲首鋼科技進步獎；2006年，首鋼遷安鋼鐵有限責(zé)任公司煉鐵廠2號2650m3高爐煤氣脈沖布袋除塵工藝技術(shù)獲得優(yōu)秀工程總承包獎；同時為國家和企業(yè)培養(yǎng)了多名青年技術(shù)骨干。這支由老中青三代技術(shù)專家組成的技術(shù)團隊共完成幾十項具有自主知識產(chǎn)權(quán)的相關(guān)專利技術(shù)。

首鋼國際工程公司高爐煤氣干法除塵技術(shù)團隊長期致力于高爐煤氣全干法袋式除塵技術(shù)的研究和應(yīng)用工作，不但得到了廣大客戶的認可，還得到了政府和中國鋼鐵工業(yè)協(xié)會的大力支持。首鋼國際工程公司開展的長壽集約型冶金煤氣全干法除塵工藝技術(shù)開發(fā)課題，獲得了國家科技部“十一五”重點科技支撐計劃支持。國家住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部批準了由首鋼國際工程公司主編的《高爐煤氣干法袋式除塵設(shè)計規(guī)范》國家標準，編號為GB50505-2009，該標準自2009年12月1日起實施。該項國家標準的發(fā)布實施，奠定了首鋼國際工程公司在國內(nèi)高爐煤氣全干法除塵技術(shù)研究應(yīng)用領(lǐng)域的領(lǐng)先地位，進一步提高了首鋼國際工程公司的核心競爭力。

高爐煤氣全干法除塵技術(shù)作為一項新技術(shù)，仍然需要不斷創(chuàng)新和改進。首鋼國際工程公司高爐煤氣干法除塵技術(shù)團隊將認真做好該項國標實施后的技術(shù)跟蹤和調(diào)研工作，繼續(xù)發(fā)揚創(chuàng)新精神，使該項技術(shù)不斷創(chuàng)新發(fā)展，為鋼鐵行業(yè)節(jié)能減排發(fā)揮更大的作用。

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