袋式除尘技术在高炉煤气除尘中的应用

申江

摘 要：在全面实行环境保护与能源节约的背景下，提升高炉煤气除尘技术，强化高炉煤气的除尘效果已成为相关行业现代化建设与发展的必然趋势。随着高炉煤气除尘技术的不断创新与应用，其除尘净化技术有原有的湿法除尘发展为干式除尘（包括袋式除尘、静电除尘等）。基于此，本文以袋式除尘技术为例，从其相关概述入手，对袋式除尘技术在高炉煤气除尘中的应用进行了分析，称对存在的问题提出了相应意见，以供参考。

关键词：袋式除尘技术；高炉煤气；袋式除尘系统

中图分类号：TF547 文献标识码：A 文章编号：1671-2064（2018）01-0005-02

在高炉内部的压力差作用下，入炉原材料细分颗粒将在一定程度上形成高炉煤气粉尘。高炉煤气高炉粉尘以其所具有的悬浮性、流动性、吸附性、爆炸性等特点严重影响了高炉生产的质量、效率与机械性能，同时不利于实现高炉煤气的再利用。因此，做好高炉煤气除尘工作至关重要。

1 袋式除尘技术的相关概述

在全面落实环境保护建设、资源节约建设的背景下，袋式除尘技术取得了一定发展成效，其装备技术、自动化管控技术、产品服务、系统配件、专用纤维滤料在不同程度上得到了提升[1]。例如，基于工业机械设备大型化、一体化的发展，低啊是除尘器也呈现出大型化发展态势，如电力行业的单机容量于2014年就达到了200MW、600MW以及1000MW等不同规格；钢铁行业的高炉炉内容量超过了4500m3～5800m3。袋式除尘器的处理风量、过滤面积、颗粒物排放的浓度、设备阻力等也发生了一定的改变。随着袋式除尘技术的创新发展，在钢铁生产企业、水泥生产企业等生产过程中应用袋式除尘技术，可有效实现粉尘、烟尘排放量的降低，为企业带来经济效益、社会效益。据有关调查显示，在电力行业中，加入百分之五十的燃煤锅炉应用袋式除尘技术进行高炉煤气除尘，每年可减少的粉尘、烟尘排放量将超过一百二十万吨；在钢铁行业应用袋式除尘技术可获得高效的净化作用，在满足高炉余压发电量的基础上，通常情况下可实现45%～50%的节能，65%～70%的降低能耗，75%～90%的节水以及25%～40%的成本节约[2]。

2 袋式除尘技术在高炉煤气除尘中的应用机理

在高炉煤气除尘中，袋式除尘器的应用是一个综合性的流程，包括袋式除尘器滤料以及粉尘层对高炉炉内粉尘、烟尘颗粒的捕集与沉降等。具体分析如下：

2.1 袋式除尘器滤料的捕集

在应用袋式除尘技术对高炉煤气中的粉尘进行净化、清除时，袋式除尘器中的滤料会通过惯性碰撞效应、静电效应、筛滤效应、扩散效应、重力沉降效应等对尘粒进行捕集[3]。例如，当高炉炉内颗粒较大的粉尘在气流作用下，接近袋式除尘器捕集纤维时进行迅速流转，较大粉尘颗粒受惯性力的作用将偏离气流轨道，并沿着原有的运动轨迹前移，并与捕集纤维发生撞击，在捕集纤维捕集筛滤效应下实现尘粒过滤。与此同时，当气流穿過袋式除尘器滤料时，在摩擦力的作用下形成静电效应，使尘粒负有电荷，并在电位差以及库仑力作用下对尘粒进行吸附、捕集。

2.2 袋式除尘器粉尘层的捕集

通常情况下袋式除尘器的滤袋都是由纤维编制而成，在进行净化、过滤时，受扩散、吸附等作用的影响，粉尘颗粒将在滤料网的空隙中形成“架桥现象”从而使减小滤料网的孔径，逐渐形成粉尘层。由于粉尘层中的尘粒直径要在一定程度上小于滤料纤维的直径，从而出现粉尘层的筛滤、截留等作用，进而提升袋式除尘器除尘效果。

2.3 袋式除尘器对高炉煤气粉尘的净化、清除

通常情况下高炉煤气中存在的烟尘、粉尘的粒径分布情况是由小到大进行分布的。因此，在袋式除尘器工作过程中，含有尘粒的气流会通过袋式除尘器中的滤料，在此过程中颗粒较大的尘粒收重力作用留在滤料中或滤料网的表面上，而颗粒较小的尘粒（小于滤布空隙）受力的冲击、筛滤等作用或留在滤料表面或受布朗运动作用留在滤布的空隙中。随着滤料捕集到的尘粒的不断积累，将在滤袋表面形成粉尘层，并在一定程度上成为滤袋的“滤膜”，增强袋式除尘器的净化、除尘效果。

3 袋式除尘技术在高炉煤气除尘中的应用

在应用袋式除尘技术进行高炉煤气除尘时，需根据高炉的各项参数，包括高炉容积、炉顶煤气的压力、温度、高炉煤气发生量以及高炉煤气的化学组成成分，科学选用袋式除尘器，并建立完善的袋式除尘系统进行实践操作。基于此，本文结合实践应用案例对袋式除尘技术在高炉煤气除尘中的应用进行了如下分析：

3.1 应用概述

属钢铁冶炼行业的大型高炉设备生产，其中高炉设备的容积为750m3；高炉炉顶的煤气压力为30～50Kpa（常规操作）、100～150Kpa（高压操作）；高炉炉顶的煤气唯独为100～550℃，常规操作时为200～300℃；高炉煤气的产生量为1450×104m3/h，高炉煤气主要有二氧化碳（CO2）、氧气（O2）、一氧化碳（CO）以及氮气、H2O、CH4等共同组成。

袋式除尘系统主要由反吹清灰系统、控制系统、半净煤气管道系统、半净煤气安全温系统、输灰与卸灰系统等共同组成，用以实现高炉煤气的净化与除尘。

3.2 袋式除尘系统的应用

3.2.1 反吹清灰系统的应用

在袋式除尘系统中，反吹清灰系统中又可分为加压反吹清灰系统与氮气脉冲反吹清灰系统两类。其中加压反吹清灰系统为内滤式模式，当含尘煤气经由袋式除尘器滤袋内部向外部流动时，在反吹清灰系统作用下气流将改变方向，实现气流由外向内的流动，从而通过滤袋的捕集达到除尘目的[4]。而氮气脉冲反吹清灰系统则是将含有尘粒的煤气由下放流向除尘滤袋中外表面，在加强粉尘层作用的同时，借助脉冲阀实现滤袋外表面堆积尘粒的清理。为保证反吹清灰系统做用的最大化发挥，在应用时需根据具体情况进行具体分析。例如，要保证除尘器的检修与滤袋更换的科学性，如加压反吹清灰系统需在箱体内部完成操作，而氮气脉冲反吹清灰系统则可从箱体外部进行检修。endprint

3.2.2 压差检测系统的应用

在袋式除尘器应用过程中，保证其压差检测系统运行的安全性与稳定性至关重要。通常情况下，压差检测点多分别在煤气进出管、箱体净煤气室中。其系统装置安置的科学性与合理性是保证压差信号检测正确性、准确性的关键，而检测准确性是提升除尘器检修质量的重点手段，也是提升滤袋使用寿命、提升系统质量、降低能耗的重要方式。

3.2.3 半净煤气安全温度调控系统的应用

在钢铁企业进行高炉冶炼过程中，高炉设备产生的煤气会在重力净化、除尘的作用下成为“半净煤气”，与此同时半净煤气通过盲板阀、除尘器蝶阀以及半净煤气管道进入到袋式除尘滤袋中进行再次除尘。通常情况下，在半净煤气进入除尘器的管体中时，煤气温度会产生一定的变化，即升温。而随着温度的提升气流将对除尘器中的滤袋产生破坏，使滤袋被烧坏。对此，为保证温度的安全性，需配设半净煤气安全温度调控系统进行温度安全调控。即采用冷热交换器法、脱水法、设备交叉使用法等方式进行半净煤气温度的有效调节，用以保证除尘器运行的安全性、稳定性、长效性，降低设备维修成本，提升企业经济效益。

3.2.4 其他应用策略

为保证袋式除尘器作用的充分发挥，降低运行能耗。在应用过程中，需科学选择除尘器箱体的阀门，用以保证系统的安全性与严密性，避免系统除尘过程中煤气的外泄。通常情况下，当系统管网的压力发生改变，对蝶阀产生不利影响时，可选用直板尘气蝶阀或通过配设清灰孔进行强化。此外，可通过配设硅酸盐复合绝热材料制作在箱体下部与中部配置“双重保温夹层结构”实现保温处理，用以通过提升余热强化系统清灰、净化的作用。

4 结语

总而言之，在工业冶炼中做好高炉煤气处理工作对提升资源利用率，降低高炉煤气环境污染，提高企业經济效益，促进企业可持续竞争发展具有重要意义。因此，明确认知袋式除尘技术，并采用科学的方式方法提升袋式除尘器与系统工作质量与效率，是构建环境保护型、资源节约型企业的必然趋势。

参考文献

[1]张燕，夏孟婧.阳春新钢1250m～3高炉煤气干法除尘流程及输灰系统运行实践[J].冶金能源，2016，3503：61-64.

[2]苗永东.高炉煤气布袋除尘卸灰方式选择探析[J].科技展望，2015，2502：148.

[3]薛婷婷，王振华，梁珍，沈恒根.“燃煤+煤气”锅炉袋式除尘用滤料的试验研究[J].环境工程，2014，3202：102-106.

[4]我国袋式除尘技术的进步与发展[J].中国环保产业，2014，07：9-12.endprint