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高爐煤氣除塵器的技術特點及發展機理
作者:保潔環保 發布時間:2019-06-02
內容摘要:高爐煤氣粗除塵一般采用慣性除塵方法,即利用塵粒的慣性(重力或離心力)將固體顆粒從氣體中分離出來,除塵效率約45%一85%,出口煤氣含塵量在2.5~12.0g/m3。常用的粗除塵設備有重力除塵器和旋風除塵器。
1、高爐煤氣粗除塵
高爐煤氣粗除塵一般采用慣性除塵方法,即利用塵粒的慣性(重力或離心力)將固體顆粒從氣體中分離出來,除塵效率約45%一85%,出口煤氣含塵量在2.5~12.0g/m3。常用的粗除塵設備有重力除塵器和旋風除塵器。
①重力除塵器
重力除塵器具有結構簡單、 、阻力損失小、壽命長、運行費低等優點。但體積龐大,造價高,除塵效率低,一般為45%~50%。
②旋風除塵器
旋風除塵器有切向進氣和軸向進氣兩種。切向進氣型旋風除塵器的優點是:結構簡單, ,阻力損失小,壽命長,運行費低,除塵效率一般為60。缺點:體積龐大,除塵效率受溫度影響較大。軸流型旋風除塵器的優點是:結構尺寸小, ,壽命長,運行費低,除塵,一般為8s%以上。缺點:阻力損失比切向進氣型旋風除塵器略高。
2、爐頂煤氣精除塵
①干式除塵
1)布袋除塵器。具有除塵、運行穩定、節能、投資省、生產運行費用低和解決環保問題等優點。布袋除塵器的除塵效率在以上,阻力損失小于500Pa,凈煤氣含塵量可達到5mg/m3以下。
2)靜電除塵器。它由產生電暈電流的放電極和收集帶電塵料的集電極組成。靜電除塵器的除塵效率可達以上。壓力損失小于500Pa。由于分子熱運動造成的擴散作用的影響,靜電除塵器對溫度同樣敏感,煤氣入口溫度以不超過200℃為宜,否則除塵效率會大幅度下降。
3)干式除塵器的特點及使用。目前國內350m3級以下高爐煤氣除塵90%以上是采用布袋除塵技術。韶鋼6號高爐(750m3)采用布袋除塵技術,沒有備用濕法除塵系統。2002年12且投產以來,運行效果較好。該項目的成功,對我國大中型高爐推廣煤氣布袋除塵技術具有深遠意義。
②濕法除塵
濕法除塵是通過洗滌塔與文氏管來進行除塵的。該方法可將出口煤氣含塵量降至10mg/m3以下,除塵效率為~,但煤氣流速與用水情況直接影響文氏管的工作效率。當高爐生產波動或水量不穩定時,文氏管的工作效率將明顯下降。
2)不足之處
濕法除塵系統需龐大的供排水設施,而排放的洗滌水含有大量灰泥,其中還有氰化物、硫化物、酸和砷等多種成分,排放后易造成環境污染。為保護環境 配備污水處理設施。
3、布袋除塵器
①布袋除塵器的發展
中國高爐煤氣干法布袋除塵技術的發展,歷經20余年。20世紀70年代為配合小高爐技術改造,提高風溫等了干式布袋除塵,形成了小高爐采用球式熱風爐、布袋除塵器成功的生產流程。
高爐煤氣布袋除塵是在高溫條件下進行煤氣凈化的技術,因此可以充分利用高爐煤氣所具有的很大的壓力和很高溫度的物理能。實踐表明,高爐煤氣采用干法布袋除塵技術具有凈煤氣含塵量低、溫度高、含水量少等優點;同時節能,環境,有良好的經濟環境和社會效益。
目前干法布袋除塵以它特有的優點己成中國中小高爐主要采用的煤氣凈化技術主流。近年來,新建的750m3以下的高爐建設中均采用了干法布袋除塵工藝流程。由于其除塵工藝系統己趨完善,裝備水平也有大幅度的提高。隨著高爐冶煉的口益,煤氣量增加,同時 對環境保護的加強,人民環保意識的提高,特別是針對中國現有水利資源嚴重缺乏的現狀,今后大中型高爐應用干法布袋除塵技術是一種趨勢。河南濟鋼5#高爐采用此方法除塵。
②布袋除塵器的機理
布袋除塵器能將高爐煤氣中的粉塵捕集,是由煤氣中塵粒和過濾介質綜合作用的結果。高爐煤氣中的粉塵是由 微粒到粗粒的各粒徑分布的。當含塵氣流流過清潔的濾料時,比濾布空隙大的微粒,由于重力作用沉降或因慣性力作用被纖維擋住;比濾布空隙小的微粒和濾布的纖維發生碰撞后或經過時被纖維鉤附在濾袋表面(鉤附效應),由分子間的布朗運動留在濾布的表面和空隙中, 微小的粒子則可能隨氣流一起流經濾布跑掉了。隨著濾料上捕集的粉塵不斷增加,一部分粉塵嵌入到濾料內部,一部分附著在表而,在織孔和濾袋表面形成灰膜。灰膜又成為濾膜,煤氣通過布袋和濾膜達到良好的凈化除塵的目的。當灰膜增厚,阻力增大到 程度時,再進行清灰,去掉大部分灰膜,使阻力減小到 小,再恢復正常過濾。高爐煤氣布袋除塵中,灰膜起著比濾料 重要的作用,使捕集塵的效率顯著提高。積灰的濾料比清灰后濾料除塵,清潔濾料除塵效率 低。因此清灰時應保留粉層,以高的除塵效率,過渡清灰會引起除塵效率下降,加快濾袋破損。
③清灰控制
高爐采用低壓氮氣脈沖反吹法來清灰,影響清灰效果的主要有噴吹壓力和噴吹間隔。噴吹壓力是指脈沖噴吹的氣體壓力。噴吹方式相同時,噴吹壓力越大,誘導的二次氣流越多,形成的反吹氣速越大,濾袋壓降越明顯,清灰效果越好,允許入口含塵濃度相應提高;但噴吹壓力過高,若出現了過度清灰,破壞了初塵層,反而影響了除塵效率。同時耗氣量增加,浪費能源。可見控制合適的噴吹壓力是 除塵的 。某750m3高爐布袋除塵采用低壓氮氣脈沖反吹,噴吹壓力為0.25~0.4MPa,運行效果好。
噴吹間隔的長短影響除塵器的壓降。為了使除塵器基本保持穩定狀態的運行,可采用定時噴吹與壓降控制相結合,壓降控制優先的控制方式。在不影響正常運行的條件下,應盡量延長脈沖間隔,可減少用氣量,同時了煤氣的顯熱值,延長脈沖閥膜片及濾袋壽命。高爐煤氣噴吹間隔時間一般為30~120min。噴吹時間即脈沖閥開啟的時間。一般噴吹的時間越長,清灰效果越好。實踐證明,高爐煤氣布袋除塵器低壓脈沖噴吹的時間為0.1s較好。在0.1s后,隨噴吹時間的增加,除塵器壓降幾乎不變。