高爐煤氣干式布袋除塵技術(shù)是21世紀(jì)高爐實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排、清潔生產(chǎn)的重要技術(shù)創(chuàng)新,可以顯著降低煉鐵生產(chǎn)過程的新水消耗、減少環(huán)境污染,已成為現(xiàn)代高爐煉鐵技術(shù)的發(fā)展方向。高爐煤氣干式布袋除塵技術(shù)已有30多年的發(fā)展歷程。2007年1月,中國自主開發(fā)的高爐煤氣全干式低壓脈沖布袋除塵技術(shù)在遷鋼2號高爐 (2650m3)獲得成功,完全取消了備用的煤氣濕式除塵系統(tǒng)。研究開發(fā)了煤氣溫度控制、除塵灰濃相氣力輸送、管道系統(tǒng)防腐等核心技術(shù),使中國在大型高爐煤氣全干式布袋除塵技術(shù)達(dá)到國際先進(jìn)水平。

優(yōu)化集成工藝流程和系統(tǒng)配置

通過研究分析國內(nèi)外高爐煤氣干式布袋除塵技術(shù)應(yīng)用實(shí)踐,對加壓煤氣反吹除塵技術(shù)和低壓脈沖除塵技術(shù)進(jìn)行了系統(tǒng)的對比研究,設(shè)計(jì)開發(fā)了高爐煤氣全干式低壓脈沖布袋除塵工藝。遷鋼2號高爐采用14個直徑為4600mm的除塵箱體,箱體為雙列布置方式,兩列箱體中間設(shè)置荒煤氣和凈煤氣管道,煤氣管道按等流速原理設(shè)計(jì),使進(jìn)入各箱體的煤氣量分配均勻,整個系統(tǒng)工藝布置緊湊、流程短捷順暢、設(shè)備檢修維護(hù)便利。采用低濾速設(shè)計(jì)理念,確保系統(tǒng)運(yùn)行安全可靠。每個箱體設(shè)濾袋250條,濾袋規(guī)格<160mm×7000mm,單箱過濾面積880m2,總過濾面積12320m2。設(shè)計(jì)中加大了濾袋的直徑和長度,高徑比降低,濾袋結(jié)構(gòu)尺寸更加合理;擴(kuò)大了箱體直徑,使除塵單元的處理能力提高,減少了箱體數(shù)量、建設(shè)投資和占地面積。表2是遷鋼2號高爐煤氣全干式布袋除塵工藝技術(shù)參數(shù)。

煤氣溫度控制技術(shù)

煤氣溫度控制是布袋除塵技術(shù)的關(guān)鍵要素,正常狀態(tài)下,煤氣溫度應(yīng)控制在100～220℃,煤氣溫度過高、過低都會影響系統(tǒng)的正常運(yùn)行。采用煤氣干式布袋除塵技術(shù),高爐操作要更加重視爐頂溫度的調(diào)節(jié)控制。爐頂溫度升高時采取爐頂霧化噴水降溫措施, 同時在高爐荒煤氣管道上設(shè)置熱管換熱器,用水作為冷卻介質(zhì),將高溫煤氣的熱量通過熱管傳遞,使水汽化吸收煤氣熱量,可以有效地解決煤氣高溫控制的技術(shù)難題。煤氣低溫控制要采取提高入爐原燃料質(zhì)量、加強(qiáng)爐體冷卻設(shè)備的監(jiān)控、合理控制爐頂溫度、荒煤氣管道保溫等技術(shù)措施,在高爐開爐、復(fù)風(fēng)時要采取有效措施, 降低煤氣中的含水量,使煤氣溫度控制在露點(diǎn)以上。目前正在研究開發(fā)煤氣低溫狀態(tài)的高效快速換熱技術(shù),從而使煤氣高溫、低溫都能夠得到有效地控制。

煤氣含塵量在線監(jiān)測技術(shù)

煤氣含塵量在線監(jiān)測裝置是監(jiān)控高爐煤氣布袋除塵系統(tǒng)運(yùn)行的重要檢測設(shè)備,研究開發(fā)的高爐煤氣含塵量在線監(jiān)測系統(tǒng)采用電荷感應(yīng)原理。在流動粉體中,顆粒與顆粒,顆粒與管壁,顆粒與布袋之間因磨擦、碰撞產(chǎn)生靜電荷,形成靜電場,其靜電場的變化即可反映粉塵含量的變化。煤氣含塵量在線監(jiān)測系統(tǒng)通過測量靜電荷的變化,來判斷布袋除塵系統(tǒng)運(yùn)行是否正常。當(dāng)布袋破損時,管道中氣、固兩相流粉塵含量增加,同時靜電荷量強(qiáng)度增大,插入箱體輸出管道中的傳感器可以及時檢測到電荷量值并輸出到變送器,實(shí)現(xiàn)煤氣含塵量的自動監(jiān)測[2]。遷鋼2號高爐煤氣含塵量在線監(jiān)測裝置的傳感器表面采用特殊涂敷材料,避免了由于高爐煤氣中含水導(dǎo)致傳感器表面粘結(jié)灰塵,從而提高了該裝置的檢測精度和穩(wěn)定性,解決大型高爐煤氣干式除塵系統(tǒng)含塵量在線監(jiān)測的技術(shù)難題。

煤氣管道系統(tǒng)防腐技術(shù)

生產(chǎn)實(shí)踐發(fā)現(xiàn),采用高爐煤氣干式布袋除塵技術(shù),凈煤氣中的氯離子含量顯著升高。這主要是由于高爐原燃料中的鹵化物,在高爐冶煉過程中形成氣態(tài)的HCl,當(dāng)煤氣溫度達(dá)到露點(diǎn)時,氣態(tài)HCl與凝結(jié)水結(jié)合,形成鹽酸。通過檢驗(yàn)分析煤氣凝結(jié)水發(fā)現(xiàn),其 pH值低于7,有時甚至達(dá)到2～3,呈強(qiáng)酸性,對煤氣管道和波紋補(bǔ)償器具有強(qiáng)腐蝕性,造成煤氣管道系統(tǒng)異常腐蝕。為了防止煤氣管道系統(tǒng)的異常腐蝕,對煤氣管道波紋補(bǔ)償器的材質(zhì)、結(jié)構(gòu)進(jìn)行了技術(shù)攻關(guān),材質(zhì)由316L改進(jìn)為800系列,提高了防腐性能;煤氣管道內(nèi)壁采用防腐涂料處理;在凈煤氣管道上設(shè)置了噴灑堿液或噴水系統(tǒng)等技術(shù)措施,經(jīng)過一年的生產(chǎn)實(shí)踐取得了顯著效果。

除塵灰濃相氣力輸送技術(shù)

自主研究開發(fā)除塵灰濃相輸送技術(shù),利用氮?dú)饣騼艋蟮拿簹庾鳛檩d氣輸送除塵灰,解決了傳統(tǒng)的機(jī)械輸灰工藝一系列技術(shù)缺陷,優(yōu)化了工藝流程,降低了能源消耗,減少了二次污染,攻克了輸灰管道磨損等技術(shù)難題

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