煉鐵設(shè)備干法布袋除塵設(shè)計說明書——畢業(yè)論文

1、摘要高爐冶煉過程中，從爐頂排出大量煤氣，其中含有CO、H2、CH4、等可燃氣體，可以作為燃料。但由于爐頂煤氣中含有大量粉塵，不能直接使用，否則會堵塞管道。因此，高爐煤氣必須除塵后才能作為燃料使用。本設(shè)計采用干法布袋除塵。高爐煤氣除塵的干法與濕法相比， 不僅能合理利用煤氣顯熱， 提高煤氣熱效率， 增加能量回收透平裝置( 簡稱T R T ) 發(fā)電量， 而且系統(tǒng)基本不用水、 電， 有效降低了能源消耗 ，從根本上解決了二次水污染及污泥處理問題。布袋除塵系統(tǒng)的工藝流程：高爐產(chǎn)生的高爐煤氣，經(jīng)重力除塵初除塵后的半凈煤氣，通過蝶閥、盲板閥、半凈煤氣管道，進入除塵器分配主管，送入袋式除塵器進行精除塵，除塵后的

2、凈煤氣通過凈煤氣主管，經(jīng)盲板閥、蝶閥送入凈煤氣總管，至調(diào)壓閥組或TRT。凈煤氣經(jīng)凈煤氣管網(wǎng)送到各用戶。高爐灰通過卸、輸灰裝置送到高位料倉，處理后用汽車送到集灰場，待利用。關(guān)鍵詞：高爐煤氣；干法除塵；布袋除塵；余壓發(fā)電AbstractBlast furnace process, a large number of gas discharged from the furnace top, which contains CO, H2, CH4, and other combustible gases, can be used as fuel. However, in the furnace top

3、gas contains a lot of dust, can not be used directly, otherwise it will plug the pipe. Therefore, after removal of blast furnace gas must be used as a fuel. Wet gas dust removal equipment is divided into two kinds of dust and dry dust.Blast furnace gas and dust in the dry than wet, was not only reas

4、onable use of gas heat, increasing thermal efficiency of gas to increase the energy recovery turbine unit (referred to as TRT) generating capacity, and the system basically no water, electricity, reduce energy consumption, a fundamental solution to the problem of secondary pollution and sludge treat

5、ment. Bag filter system process. Blast furnace gas generated by the early removal of gravity half net gas after dust removal, through butterfly valves, blind valves, half of net gas pipeline into the dust distribution of charge, into the bag filter for fine dust, dust the net after gas through the n

6、et gas charge, by the blind plate valve, butterfly valve into the net gas mains, to the regulators group, or TRT. Net net gas pipeline gas delivered by the user. High ash by dumping, ash transport device sent to the high hopper, treated gray market car sent to the collection, to be used. Ked word: b

7、last furnace gas;；dry dust；bag filter；residual pressure power generation目錄摘要IAbstractII第一章 文獻綜述11.1高爐煤氣凈化概況11.1.1高爐煤氣的濕法除塵21.1.2高爐煤氣干法除塵31.2高爐煤氣布袋除塵技術(shù)發(fā)展51.2.1布袋除塵技術(shù)發(fā)展回顧51.2.2布袋除塵技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀61.3布袋除塵器結(jié)構(gòu)與工藝流程61.3.1內(nèi)濾型布袋除塵器71.3.2脈沖型布袋除塵器71.4布袋除塵的主要技術(shù)要點71.4.1濾袋材質(zhì)的選擇71.4.2溫度的控制81.4.3過濾負荷和過濾面積81.4.4壓差控制81.4.5布袋

8、清灰方式81.5國內(nèi)應(yīng)用實例91.6方案的選擇10第二章 高爐煤氣布袋除塵設(shè)計參數(shù)的選擇和計算122.1高爐爐型尺寸參數(shù)122.2除塵系統(tǒng)設(shè)計主要參數(shù)13第三章 除塵設(shè)備的選擇計算143.1粗除塵設(shè)備的選擇與計算143.2布袋除塵器設(shè)備的選擇計算163.2.1濾袋形狀173.2.2箱體和相關(guān)參數(shù)計算173.2.3冷熱交換系統(tǒng)183.2.4濾袋進氣方式和過濾方式183.2.5濾袋的清灰方式203.2.6濾布的選擇213.2.7卸、輸灰系統(tǒng)22第四章 除塵系統(tǒng)附屬設(shè)備設(shè)計234.1荒煤氣管道234.1.1導(dǎo)出管234.1.2上升管234.1.3下降管234.2半凈煤氣管道244.2.1煤氣管道直徑

9、244.2.2管壁厚度244.2.3管道長度244.2.4對管道處理技術(shù)254.3煤氣遮斷閥254.4煤氣放散閥254.5 煤氣切斷閥254.6煤氣壓力調(diào)節(jié)閥組264.7剩余煤氣放散設(shè)施264.7.1放散塔264.7.2點火控制流程264.8系統(tǒng)的檢測及控制274.8.1煤氣溫度的檢測與控制274.8.2壓力檢測與控制274.8.3料位檢測與控制284.8.4瀉爆閥的安全檢測284.8.5 CO泄漏檢測28第五章 高爐煤氣余壓發(fā)電系統(tǒng)設(shè)計295.1煤氣壓力能回收系統(tǒng)295.2煤氣透平的結(jié)構(gòu)類型295.3 TRT主要設(shè)備及系統(tǒng)295.3.1透平主機295.3.2發(fā)電機305.3.3潤滑油系統(tǒng)30

10、5.3.4氮氣密封系統(tǒng)305.4大型閥門30參 考 文 獻32致謝3438第一章 文獻綜述 經(jīng)濟發(fā)展和環(huán)境保護是傳統(tǒng)社會發(fā)展模式中的一對固有的矛盾。為了解決這個矛盾，世界各國的許多行業(yè)都提出了一系列的發(fā)展模式，其中循環(huán)經(jīng)濟是一種較為成熟的模式。循環(huán)經(jīng)濟的基本趨勢是:按照生態(tài)規(guī)律利用自然資源和環(huán)境容量，實現(xiàn)經(jīng)濟活動的生態(tài)化轉(zhuǎn)型。20世紀90年代以來，發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟己成為國際社會的一大趨勢。目前高爐煉鐵是鋼鐵生產(chǎn)流程中不可缺少的環(huán)節(jié)，其能耗最高，占噸鋼能耗的50一55%，平均為465kg/t標準煤，比國際先進水平高約30kg/t。高爐煤氣中粉塵含量高，富含一氧化碳氣體，劇毒，發(fā)熱值高，潛含有巨大的能

11、源資源，若直接向環(huán)境排放，將會造成區(qū)域生態(tài)環(huán)境的破壞;若將高爐煤氣除塵后循環(huán)利用，能降低鋼鐵生產(chǎn)的能耗，也是鋼鐵工業(yè)實現(xiàn)循環(huán)經(jīng)濟的重要途徑。而高爐煤氣中的顯熱、高爐煤氣中的含塵量和含水率直接影響高爐煤氣的利用。所以研究高爐煤氣的除塵技術(shù)及在實際中的應(yīng)用，以最大限度的保住高爐煤氣中的顯熱，減少含塵量及含水率，充分利用高溫煤氣能源，減少環(huán)境污染，對鋼鐵工業(yè)的良性循環(huán)發(fā)展，對解決經(jīng)濟發(fā)展與環(huán)境保護的矛盾具有非常現(xiàn)實的意義。1.1高爐煤氣凈化概況高爐煤氣清洗系統(tǒng)的主要任務(wù)是使煤氣質(zhì)量(含塵量、含水量和煤氣溫度)達到煤氣加壓輸送和煤氣用戶使用的要求，并力求技術(shù)上先進、經(jīng)濟上合理。高爐煤氣清洗工藝流程的選

12、擇，主要決定于煤氣用戶要求、爐頂煤氣壓力和灰塵的物理化學性質(zhì)等條件。高爐煤氣除塵常用方法有濕法塔文系統(tǒng)除塵和高爐煤氣環(huán)縫洗滌工藝、干法布袋式除塵等。濕法塔文系統(tǒng)既適合大中型高壓高爐，又適合中小型常壓高爐，在國內(nèi)外被廣泛使用。該系統(tǒng)設(shè)備費少，運行費大，操作維護簡便，占地大耗水量大，爐頂壓力控制不穩(wěn)定，洗滌效果一般。環(huán)縫洗滌相比濕法，塔文系統(tǒng)：具有除塵效率高。用水量少特征，使用壽命較長;缺點:附屬斜板沉淀，板式過濾機、排污池等項目，占地大、提資多，降低含水率高，發(fā)電效率低。全干法布袋式除塵最早用于日本工業(yè)，據(jù)中國鋼鐵工業(yè)協(xié)會調(diào)查,日本在役的大型高爐中,采用全干法除塵有11座,干濕兩用的有29座,濕

13、法除塵的有18座。據(jù)了解,在日本住友金屬工業(yè)公司鹿島廠2號4800m3高爐、神戶制鋼公司加古川廠3號4500m3高爐、JFE千葉廠6號5153m3高爐均已采用干法除塵。我國高爐煤氣干法除塵技術(shù)近年來也得到了飛速發(fā)展。高爐干法除塵是中國鋼鐵工業(yè)協(xié)會重點推薦應(yīng)用的高爐煤氣凈化技術(shù),已經(jīng)采用全干法除塵的大中型高爐主要有:萊鋼兩座2218m3、通鋼1086m3、韶關(guān)2500m3、包鋼2500m3、柳鋼1080m3、攀鋼1350m3。1.1.1高爐煤氣的濕法除塵高爐煤氣除塵凈化的傳統(tǒng)工藝為濕法除塵，就是在除塵系統(tǒng)中至少使用洗滌塔、文氏管等用水除塵設(shè)備。高爐煤氣的濕法除塵是水洗煤氣，要耗用大量的水資源。煤

14、氣洗滌水中含懸浮物哦你高中達10004000mg/L和大量的酚、氰化物及其他有機物，處理這些有毒物要用化學藥物或引入水渣池。用化學藥物處理的系統(tǒng)龐大，處理難度大；用沖渣水稀釋后進行閉路循環(huán)，沖渣過程中氰化物會隨蒸汽擴散到大氣中而污染大氣。此外濕法除塵將250左右的煤氣降到50以下，損失能量達30%以上，且煤氣含水含塵較高(10mg/m3，左右)，煤氣品質(zhì)下降，使煤氣的物理有效能(溫度和壓力)下降。同時產(chǎn)生的大量污泥難以清理和利用。1.1.1.1濕法塔文系統(tǒng)除塵高爐煤氣清洗塔文工藝是傳統(tǒng)的高爐煤氣濕法節(jié)流清洗技術(shù)。高爐煤氣進入洗滌塔后被冷卻并預(yù)清洗，洗滌塔的工藝阻損為2kPa3kPa煤氣溫度被降

15、至65一70。然后進入二文進行精洗。其工藝阻損為24kPa26kPa。因此，塔文工藝煤氣壓力損失為30kPa左右。二級文氏管采用一套固定喉口。雙文系統(tǒng)的工藝流程如圖1-1:重力除塵器 一級可調(diào)文氏管脫水器二級固定文氏管 減壓閥組 脫水器 煤氣總管TRT 圖1-1 雙文系統(tǒng)的工藝流程1.1.1.2高爐煤氣環(huán)縫洗滌工藝來自重力除塵器的高爐煤氣氣流以順流方式從頂部進入環(huán)縫洗滌塔。氣流進入洗滌塔的噴淋段，被兩股不同的洗滌水(一種是就地循環(huán)的濁環(huán)水，一種是供水廠來的凈環(huán)水)冷卻并粗除塵，通過由噴嘴噴出的水幕，氣流中的粗塵粒被噴嘴噴出的水滴俘獲。含塵的水滴收集在噴淋室的集水槽中，排出到洗滌塔外的水槽內(nèi)，用

16、泥漿泵送往濁環(huán)水處理系統(tǒng)。通過水幕的煤氣被預(yù)清洗。其中一部分煤氣被用于無鐘爐頂料罐均壓，其余的煤氣通過環(huán)隙通道，同時向環(huán)隙元件的頂部噴水。煤氣進入環(huán)隙時被加速，高速流動的氣體產(chǎn)生渦流，使煤氣與噴入的水混合。水滴在環(huán)縫內(nèi)被高速氣流霧化成更細小的顆粒，使煤氣得到精除塵。在混合的過程中，連極小的塵粒也被水滴俘獲，從氣流中帶走?？p隙的寬度由環(huán)縫洗滌器的活動錐體沿洗滌塔軸向上下移動進行調(diào)節(jié)(即調(diào)節(jié)環(huán)縫的流通面積)，錐體的升降由液壓驅(qū)動裝置驅(qū)動并由高爐中央控制室的計算機控制。含塵的水收集在環(huán)隙段集水槽中，再由循環(huán)泵(一用一備)送至洗滌塔頂部的噴水嘴。含有機械水的干凈煤氣離開洗滌塔，進入旋流脫水器?；拿簹鉁?/p>

17、度為180250，經(jīng)環(huán)形縫隙洗滌塔的冷卻，使煤氣溫度降至60左右，再經(jīng)過TRT，煤氣溫度可降至45，若高爐爐頂壓力不穩(wěn)定、常壓或TRT裝置發(fā)生故障及檢修時，環(huán)形縫隙洗滌塔可直接控制高爐爐頂壓力，此時凈煤氣的溫度可降至49以下。煤氣壓力通過環(huán)形縫隙洗滌塔后，通過旋流脫水器壓力損失1Kpa，或再通過TRT減壓至9Kpa，又最終壓力為8Kpa的凈煤氣并入廠區(qū)凈煤氣總管。環(huán)縫洗滌工藝流程圖如圖1-2：旋流脫水器TRT重力除塵器 環(huán)形縫隙洗滌塔快開閥 流量孔板 全封閉插板閥煤氣總管各煤氣用戶 圖1-2 環(huán)縫洗滌工藝流程 1.1.2高爐煤氣干法除塵1.1.2.1靜電除塵一些爐頂壓力不超過15000pa的中

18、小型高爐，可用靜電除塵器作為精除塵設(shè)備。靜電除塵是一種除塵效率高的設(shè)備，無論安裝在洗滌塔后或文氏管后，都可將煤氣凈化到含塵10mg/m3以下，它受高爐操作波動的影響小。流經(jīng)靜電除塵的煤氣壓頭損失小，只有600800pa,耗電量少，一般為0.7kw·h/kw3。但是，安裝靜電除塵器的投資高，需要設(shè)備材料多。1.1.2.1.1靜電除塵的原理靜電除塵是電暈放電在技術(shù)上的應(yīng)用。當高爐煤氣通過導(dǎo)體電場時，產(chǎn)生電暈現(xiàn)象，煤氣被電離，正離子在放電極失去電荷，負離子則附著于灰塵（或氣體分子）上，使灰塵帶負電，而被陽極捕集。沉積在陽極上的灰塵，失去電荷后，用振動或水沖的辦法使灰塵流下排除。1.1.2.

19、1.2靜電除塵的構(gòu)造我國高爐煤氣使用的靜電除塵器有管式、板式、套筒式三種。靜電除塵器由煤氣入口、煤氣配分裝置，電暈板及沉淀板、沖洗裝置、高壓瓷瓶絕緣箱等構(gòu)成，另外還有供電和電流設(shè)備。靜電除塵器的電氣部分主要有整流和升壓。1.1.2.2干法布袋式除塵布袋除塵的原理是：利用各種多絨毛纖維的過篩作用，使氣流中的塵粒被阻或粘附在織物纖維上，然后用振打或反吹的方式使塵粒脫落下來，掉入灰斗后送出。干式布袋除塵器工藝主要設(shè)備有:布袋除塵器、冷熱交換器、反吹設(shè)施、卸輸灰系統(tǒng)和連接管道。高爐煤氣經(jīng)重力除塵器粗除塵后，進入布袋除塵器精除塵，凈后的煤氣經(jīng)煤氣主管、調(diào)壓閥組(或高爐煤氣余壓發(fā)電裝置，即TRT)調(diào)節(jié)穩(wěn)壓

20、后，送往廠區(qū)凈煤氣總管。反吹方式采用脈沖氮氣反吹，可在線反吹，也可離線反吹，可連續(xù)周期性進行反吹，也可實現(xiàn)定時或定壓差的間歇反吹操作制度，清除布袋外壁的積灰。另外，如果氮氣系統(tǒng)出現(xiàn)事故，也可以采用凈高爐煤氣反吹，清除布袋外壁的積灰。卸輸灰系統(tǒng)采用氣動輸灰，輸灰介質(zhì)采用凈高爐煤氣，也可采用氮氣。在布袋除塵器出口煤氣管道上裝有煤氣含塵量分析儀，可在線連續(xù)檢測凈煤氣含塵量，及時發(fā)現(xiàn)破損布袋的箱體?；拿簹獾暮瑝m量為35g/m3，經(jīng)布袋除塵后，煤氣的含塵量<8mg/m3，即可以滿足用戶對煤氣含塵量的要求。布袋進口煤氣溫度要求在120260之間。1.2高爐煤氣布袋除塵技術(shù)發(fā)展1.2.1布袋除塵技術(shù)發(fā)

21、展回顧上世紀70年代，為改善中小型高爐生產(chǎn)指標落后、風溫低的狀況，包頭鋼鐵設(shè)計研究院提出球式熱風爐方案，蓄熱室由耐火球自然堆積的球床代替格子磚，因此除球床結(jié)構(gòu)外，凈煤氣質(zhì)量特別是含塵量低是球爐成功的重要因素。袋式除塵具有除塵效率高的優(yōu)點，因此決定球式熱風爐與布袋除塵同時開發(fā)，因此這兩套技術(shù)從開始就是配套的。因為干法除塵是在高溫條件下進行煤氣凈化的技術(shù)，要結(jié)合高爐煤氣特點研究工藝和裝備，由中國建筑材料科學研究院研制并提供了玻璃纖維濾袋，工作溫度250。第一套工業(yè)實驗裝置，于1974年11月18日在涉縣鐵廠13m3高爐上建成，生產(chǎn)效果好，凈煤氣含塵量達到10mg/m3以下，使球爐獲得1050風溫的

22、效果,滿足球爐生產(chǎn)要求，開發(fā)試驗成功。1981年5月，在臨鋼3號高爐上建成第一座100m3高爐煤氣采用內(nèi)濾式無堿玻璃纖維濾袋的布袋除塵器投產(chǎn)。由于效果顯著，于是在100m3及其以下高爐上得到普遍推廣應(yīng)用，對改善當時小高爐的生產(chǎn)狀況做出了積極貢獻。盡管存在放散反吹，灰塵落地燈技術(shù)細節(jié)有待提高，但在小高爐上應(yīng)用成功，形成了布袋除塵的基本工藝，取得了寶貴的經(jīng)驗，為以后的發(fā)展提升準備了良好的條件。1高爐煤氣采用布袋除塵技術(shù)不僅滿足球爐要求，而且提高了凈煤氣質(zhì)量，節(jié)水和環(huán)保，是高爐煤氣除塵技術(shù)的發(fā)展方向。所以當時冶金部著力組織提升推廣，在立足國內(nèi)現(xiàn)有濾料設(shè)備等條件下，決定先在漣源鋼鐵總廠新2號（329m

23、3）高爐上進行升級應(yīng)用實驗，完善工藝解決小高爐應(yīng)用的技術(shù)不足。1985年1月6日布袋除塵系統(tǒng)與高爐同步建成投產(chǎn)，全干式工藝7個箱體總過濾面積1750m3,1年多的生產(chǎn)實踐表明除塵效率高運行穩(wěn)定，能滿足高爐正常生產(chǎn)要求，升級實驗，實現(xiàn)了玻璃纖維濾袋閉路（加壓、調(diào)壓）反吹清灰技術(shù)；采用PLC壓差定值進行自動半自動反吹操作和卸、輸灰程序控制集中操作，提高了控制及裝備水平；換熱面積125m2的升溫裝置解決了漣鋼季節(jié)性低溫的技術(shù)問題；系統(tǒng)工藝合理，確立了更加完善的工藝流程，將布袋除塵技術(shù)提高到一個新水平。通過實驗，對布袋除塵的技術(shù)參數(shù)、工藝、生產(chǎn)操作、濾袋及設(shè)備等技術(shù)內(nèi)涵有了深入的認識，看到了需進一步提

24、高的有關(guān)技術(shù)問題。漣鋼2號高爐應(yīng)用成功，產(chǎn)生了積極影響，到1990年就有約25%30%的300m3級高爐采用了全干式布袋除塵工藝流程，都取得滿意的效果。在這一時期確實豐富了布袋除塵技術(shù)領(lǐng)域的內(nèi)容，如1986年蓄能閉路反吹清灰技術(shù)應(yīng)用；1987年太鋼1200m3高爐引進裝置投產(chǎn)；1994年成鋼300m3高爐上建成氮氣脈沖清灰方法的布袋除塵器。1993年玻璃纖維針刺氈開始應(yīng)用，相繼有高溫復(fù)合針刺氈（FMS等）、美塔斯等一批新型高效濾料投放市場。系統(tǒng)用塵氣蝶閥，扇形眼鏡閥、卸灰球閥、加濕卸灰機、消化引進的高壓水噴嘴，布袋檢漏裝置專用設(shè)備等應(yīng)用成功，對布袋除塵技術(shù)的發(fā)展和大型化進程有著積極的推動作用，

25、所以這一時期是高爐煤氣采用布袋除塵技術(shù)發(fā)展的重要時期。1.2.2布袋除塵技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀我國高爐煤氣采用布袋除塵技術(shù)，有多年實踐，基礎(chǔ)好，經(jīng)驗豐富，其裝置是由小到大逐漸發(fā)展起來的，工藝合理，配套齊全，裝備及控制技術(shù)成熟，取得很快發(fā)展。特別是上世紀90年代后期，高爐建設(shè)多，容積大，在新建的300600m3級高爐基本上都是布袋除塵，估計在全國同級高爐中采用此項技術(shù)的約80%；此外750850m3高爐采用的約有10座，約有25%30%的大型高爐采用了布袋除塵工藝流程，如韶鋼2540m3高爐、包鋼2500m3、唐鋼3200m3高爐，近年來在大型高爐上取到較快的推廣應(yīng)用，實現(xiàn)了大型化。2它們的共同特點：都是

26、全干式工藝流程；采用國產(chǎn)玻璃纖維刺氈、氟美斯（FMS）和美塔斯濾袋，閉路反吹清灰方式（其中有少數(shù)為凈煤氣加壓反吹，其余脈沖噴吹）；雙偏、三偏心硬密封反吹蝶閥，全封閉或敞開式插板閥組成的卸灰裝置，灰斗上裝有氣力清堵裝置以利卸灰；由螺旋輸灰機或刮板機等設(shè)備實行機械輸灰系統(tǒng)，集中操作；都裝有加濕卸灰機消除灰的二次污染。用本系統(tǒng)的凈煤氣或氮氣為氣源的氣力輸灰方法已開始應(yīng)用，效果看好，據(jù)估算，目前約有13座高爐的布袋除塵系統(tǒng)采用，大灰倉下有的用吸排車運輸，有的用加濕卸灰機處理。為控制進入箱體煤氣溫度，多數(shù)除塵系統(tǒng)建有外冷噴淋式（或熱管換熱器）間接降溫器或爐頂噴水直接降溫和間接組合方式分級降溫，還有安裝半

27、凈煤氣放散裝置進行煤氣溫度調(diào)節(jié)等方法，控制進入箱體的煤氣溫度。在線檢漏、自動測含塵量；灰斗裝有灰位指示計等熱工檢測功能齊全，計算機控制系統(tǒng)實行自動或半自動操作，人機接口顯示畫面監(jiān)控除塵系統(tǒng)的生產(chǎn)工況，較高的裝備及控制水平，精心操作，強化管理，滿足高爐正常生產(chǎn)要求。3實踐表明：布袋除塵器運行穩(wěn)定，除塵效率高，凈煤氣質(zhì)量好，含塵量達到105mg/Nm3。近年來，為減少占地面積，增加單箱體過濾面積，脈沖噴吹采用直徑5.2m、6.0m大箱體雙向同步噴吹方法已開始應(yīng)用，濾袋規(guī)格不盡一致，有（120130mm）×(60007000)mm，也有在大箱體裝160mm×7000mm的袋子，為

28、適應(yīng)大高爐的要求，反吹風式箱體也由直徑3.5m增加到4.0m。出于某種想法，有的高爐在布袋除塵器前安裝了旋風除塵器，增加旋風除塵器，過去在中、小型高爐除塵系統(tǒng)中都有過嘗試，各有利弊，希望對它的效果進行總結(jié)。1.3布袋除塵器結(jié)構(gòu)與工藝流程1.3.1內(nèi)濾型布袋除塵器大多小高爐都采用此種布袋除塵器。箱體內(nèi)裝有若干條圓筒形布袋（內(nèi)濾式），1座高爐由36個除塵器組成，也有的采用810個箱體。一般為玻璃纖維濾袋，通常根據(jù)高爐容積的大小選取230, 250, 300mm3種直徑，布袋長度與直徑的比值一般為2530。其工藝流程是：含塵煤氣由除塵器的進氣管入箱，經(jīng)分配板入布袋，將灰塵濾下煤氣穿過布袋壁進入箱體變

29、成凈煤氣后由出口管引出，當灰膜增厚到已經(jīng)影響過濾時則反吹。反吹方式分為放散臟煤氣、放散凈煤氣、凈煤氣加壓反吹。反吹所用高壓煤氣源于反吹加壓風機，反吹后的臟煤氣壓回臟煤氣管道中，在分配到其它箱體過濾。加壓凈煤氣反吹故障時方可短時間使用放散反吹。為清灰干凈，有的高爐布袋除塵器反吹清灰，將從凈煤氣管道專門引出的凈煤氣，經(jīng)煤氣加壓機加壓后在經(jīng)反吹閥等入箱體，穿過布袋，反吹掉布袋上的集灰，最后排出箱體。 1.3.2脈沖型布袋除塵器它是一種高效外濾式布袋除塵器。采用壓縮氣體噴吹進行反吹，噴吹氣源用氮氣或其它非氧化氣體。含塵煤氣由除塵器下部沿箱體壁切線方向，向下呈一定角度（如15°）進入，在下部形

30、成旋流并上升，此過程能除去部分粗塵粒。上升旋流在導(dǎo)流板處受阻而從新分布，繼續(xù)上升，粉塵到達布袋后受阻留在袋外，煤氣穿過布袋壁入布袋內(nèi)，向上經(jīng)袋口和箱體頂部出口管出箱體。袋內(nèi)裝有支撐框架以防布袋被氣流從外壓扁。反吹所用氮氣減壓（如0.5Mpa）后進入脈沖反吹裝置。在裝置內(nèi)，由電磁閥控制脈沖閥迅速開啟，開啟6585ms帶入大量的凈煤氣使袋脹鼓，抖落掉附著袋外的塵粒，達到清除灰膜的目的。脈沖型布袋除塵與反吹風布袋除塵器相比，其優(yōu)點是：濾速高，一般為0.80.9m/min,最高可達1.41.5m/min,比反吹風除塵器提高70%100%，箱體數(shù)減少30%40%；濾布壽命長，在頻繁反吹下使用壽命一般達2

31、3年以上；脈沖反吹設(shè)備少，反吹效果好，自動化程度高，操作十分省力；箱體少，設(shè)備少，可減少占地和投資?，F(xiàn)建或改建的大型高爐一般都采用脈沖型布袋除塵。1.4布袋除塵的主要技術(shù)要點1.4.1濾袋材質(zhì)的選擇濾料是袋式除塵器的核心，除塵器的效率、阻力乃至壽命都取決于濾料。因此，要求濾布除塵效率高、耐高溫和耐腐蝕性能好、強度高和吸濕性弱、易于脫掉灰塵和造價低等。目前，用于高爐煤氣除塵的濾布主要有玻璃纖維針刺氈、諾美克斯、氟美斯、P84幾種，可根據(jù)其工藝要求、布袋特點及運行成本等綜合考慮后選擇最佳。1.4.2溫度的控制布袋除塵后的溫度控制至關(guān)重要。溫度低則灰塵易粘布袋，溫度高又易使布袋脆化，這些都將影響布袋

32、使用壽命和煤氣除塵效果，因此，要有快捷有效的煤氣調(diào)溫系統(tǒng)。爐頂煤氣溫度有時會因爐況不穩(wěn)而大幅波動，這時須切換到煤氣調(diào)溫系統(tǒng)，降溫或提溫，使煤氣溫度一直處于濾布所能承受的溫度范圍內(nèi)（一般為80250），確保布袋處于安全狀態(tài)。目前，萊鋼的調(diào)溫系統(tǒng)由4組冷熱交換器組成，煤氣溫度高時馬上切換到調(diào)溫系統(tǒng)，啟動風機吸入冷風來降溫，溫度低時啟動風機吸入熱風爐廢氣來升溫。1.4.3過濾負荷和過濾面積過濾負荷是指每平方米濾袋的有效面積每小時通過的煤氣量 (單位 m3/m2·h) ,或者是表示為過濾風速 (單位 m /min)。過濾風速的選擇主要取決于濾料的材質(zhì) ,雖然許多合成纖維濾料推薦的風速為 1.

33、01.5 m /min (相當于過濾負荷 6090 m3/m2·h) ,但我們認為過高的濾速將會增加反吹的次數(shù) ,不利于濾袋的日常維護和使用壽命,因此設(shè)計時多采用比推薦風速低的濾速。但因為濾速太低又會增加過濾面積 ,導(dǎo)致除塵器箱體占地增加 ,從而加大工程投資 ,因此設(shè)計時需綜合考慮 ,選用一個較為經(jīng)濟的濾速。 許多高爐生產(chǎn)實踐認為過濾風速在 0.8 m /min以內(nèi)較為適宜。當然過濾風速也與煤氣的壓力有關(guān) ,工況濾速一定時 ,煤氣壓力越大 ,換算為標況的濾速也越大 ,煤氣壓力取決于高爐煉鐵的工藝設(shè)計,而不由除塵系統(tǒng)控制。1.4.4壓差控制爐頂壓力穩(wěn)定則除塵器操作穩(wěn)定，壓力變化則會引起

34、濾速變化。高爐頂壓常因爐況調(diào)節(jié)或設(shè)備故障而變化，且導(dǎo)致布袋除塵器壓力降低、煤氣膨脹，如此時不減風或放散則濾速必然提高、阻損增加，當濾速的變化超出布袋除塵器的承受能力時會損壞布袋；另外，減壓瞬間氣流速度突增且沖刷濾布，因此壓差的調(diào)節(jié)與控制是大高爐運用布袋除塵的關(guān)鍵所在。1.4.5布袋清灰方式高爐煤氣常用的清灰方式，一種是凈煤氣加壓反吹清灰，另一種是利用氮氣等非氧化氣體脈沖清灰，二者各有利弊。但大中型高爐應(yīng)優(yōu)先考慮效果好、可靠性高的脈沖方式。國內(nèi)目前布袋除塵卸灰、輸灰成功的方式很多，如螺旋輸送機輸干灰外運、螺旋輸送機加濕外運、埋刮板輸送機加濕外運，其中如包鋼所用氣力方式輸灰更加先進、可靠。1.5國

35、內(nèi)應(yīng)用實例近年干法布袋除塵發(fā)展很快，目前國內(nèi)的1200多座高爐中，300m3級及其以下高爐幾乎全部采用布袋除塵工藝，大于1000m3的高爐中已有15座以上采用了干法布袋除塵技術(shù)，如太鋼、韶鋼、包鋼等。布袋除塵器主要技術(shù)參數(shù)見表1-1表1-1 布袋除塵器主要技術(shù)參數(shù)太鋼1200m3高爐全干式布袋除塵自1998年7月運行以來環(huán)保和節(jié)能效益非常顯著。凈煤氣含量基本穩(wěn)定在5mg/m3左右，節(jié)省大量洗滌水，省去了污水處理等大量工作，且煤氣溫度比濕法除塵要提高100左右，風溫提高3050。韶鋼2500m3全干式布袋除塵于2005年8月投入運行以來，運行效果較好，給企業(yè)帶來顯著的經(jīng)濟效益和環(huán)保效益。煤氣出口

36、的濃度小于5mg/m3,且使其在TRT的入口煤氣壓力、溫度比濕式除塵高得多，發(fā)電量大幅度增加，比濕式除塵TRT為企業(yè)增效2000萬元以上。與國內(nèi)企業(yè)相比，韶鋼TRT發(fā)電量比馬鋼高57.7%，比寶鋼高34.05%。包鋼借鑒國內(nèi)外高爐干法除塵經(jīng)驗并結(jié)合實際，從2005年9月16日4號高爐（2200m3）干法除塵工程破土動工，到2007年6月26日2號高爐（1800m3）干法除塵投入運行，不到2年久掌握了這一新技術(shù)。繼4號高爐干法除塵工藝取得顯著效果后，又成功將5座高爐的濕法改為干法，新建的6號高爐（2500m3）同步建設(shè)干法除塵系統(tǒng)，成為國內(nèi)首家實現(xiàn)全干法除塵的大型鋼鐵企業(yè)。另外，包鋼6座高爐干法

37、除塵全部投產(chǎn)后，其龐大的濁環(huán)水處理系統(tǒng)完全退出運行，生產(chǎn)補充新水量顯著降低。提高余壓發(fā)電系統(tǒng)發(fā)電量30%50%，TRT系統(tǒng)發(fā)電水平由5500kW·h提高到11000kW·h；重力除塵灰、旋風除塵灰、干法除塵灰實現(xiàn)了二次利用，環(huán)境效益和社會效益顯著。3濟鋼3號高爐（1750m3）采用干法布袋除塵。1號、2號（1750m3）高爐采用水洗工藝，小時用水量均大于700m3，每套系統(tǒng)補水均大于100m3/h,與之配套的TRT發(fā)電量只有27kw·h/t左右；而3號高爐系統(tǒng)噴水（用于降溫）量卻低于20m3/h，與之配套的TRT發(fā)電量超過了33kw·h/t。2種工藝雖凈

38、化效果接近，但干法的煤氣不含水（噴水前）、溫度高（達80左右），有利于提高熱風爐溫度和冶煉強度。41.6方案的選擇干式除塵工藝能有效解決濕式除塵工藝所存在的煤氣中細粉塵顆粒難以有效去除，部分細粉塵隨凈化后的污環(huán)水進入環(huán)水系統(tǒng)，造成污環(huán)水水質(zhì)嚴重惡化，而污環(huán)水系統(tǒng)無法真正形成閉路循環(huán)，易造成污環(huán)水外排而污染環(huán)境等問題。此外，濕式煤氣除塵系統(tǒng)在煤氣凈化過程中水耗很高，尤其在缺水的地區(qū)生產(chǎn)受到了嚴重的制約，同時還造成煤氣中大量熱能在洗滌過程中被浪費，煤氣中還帶有大量的機械水、飽和水，使煤氣的顯熱與壓力能得不到充分利用，在節(jié)能、環(huán)保要求越來越高的今天已不能很好的適應(yīng)低成本生產(chǎn)及可持續(xù)發(fā)展的要求高爐煤氣

39、全干式布袋除塵技術(shù)在我國經(jīng)過了幾十年的發(fā)展 ,目前應(yīng)該說已在中型高爐上普及。近幾年國內(nèi)以萊鋼、 韶鋼為代表的越來越多 1000 m3以上高爐也開始使用布袋除塵技術(shù) ,韶鋼更是率先在 2500 m3高爐上采用了該技術(shù) ,讓國內(nèi)更多的企業(yè)開始接受全干式布袋除塵技術(shù)在大型高爐上應(yīng)用的觀點。我們知道 ,從理論上講大型高爐采用布袋除塵技術(shù)更具有優(yōu)越性。首先大型高爐因為爐頂壓力高 ,煤氣實際體積小 ,過濾負荷就大 ,可減少過濾面積 ,從而達到減少建設(shè)投資和生產(chǎn)經(jīng)營管理費用。其次是大型高爐裝備水平高,操作穩(wěn)定 ,煤氣含水少 ,更適應(yīng)于布袋除塵技術(shù)。最后 ,大高爐采用全干式布袋除塵將會對配套的高爐煤氣余壓發(fā)電

40、帶來更大的效益。5從實踐上來講 ,隨著高爐技術(shù)的發(fā)展 ,中型高爐的裝備水平、 操作水平也越來越接近大型高爐。因此我們在眾多中型高爐使用煤氣布袋除塵技術(shù)的生產(chǎn)經(jīng)驗 ,以及在中型高爐煤氣布袋除塵系統(tǒng)上所采用的設(shè)備、 材料都完全能夠滿足大型高爐生產(chǎn)的需要。因此在1800m3的高爐上采用一套干法布袋除塵設(shè)施。 第二章 高爐煤氣布袋除塵設(shè)計參數(shù)的選擇和計算2.1高爐爐型尺寸參數(shù)表2-1高爐爐型尺寸參數(shù)項目 尺寸 有效容積Vu/m3 1800 爐缸直徑d/mm 9600爐喉直徑d1/mm 7400爐腰直徑D/mm 10600有效高度Hu/mm 26500爐身高度h4/mm 15200爐腰高度h3/mm 2

41、700爐腹高度h2/mm 3000爐喉高度h5/mm 2100風口高度hf/mm 3000爐身角 80°322爐腹角 84°Hu/D 2.5 D/d 1.10D1/D 0.70鐵口數(shù)目（個） 2風口數(shù)目（個） 21渣口數(shù)目（個） 02.2除塵系統(tǒng)設(shè)計主要參數(shù)煤氣成分表見下表2-2項目 CO2 CO H2 CH4 N2 體積m3 341.20 411.96 42.87 9.31 1059.75 1865.09含量% 18.29 22.09 2.30 0.50 56.82 100.00由上表知高爐冶煉每噸生鐵放出約1865.09m3的煤氣，平均晝夜產(chǎn)量3600t，經(jīng)計算高爐煤氣

42、發(fā)生量約為280000m3/h經(jīng)重力除塵器后的煤氣溫度：120260 爐頂煤氣壓力：0.150.25Mpa 凈布袋除塵后的煤氣含塵量：<8mg/m3含塵氣體的濕度為：1%第三章 除塵設(shè)備的選擇計算干法除塵其工藝過程為： 高爐煤氣沿下降管經(jīng)過重力除 塵器之后， 再經(jīng)過溫度調(diào)整進入干法布袋除塵箱體； 經(jīng)過布袋除塵之后的干凈煤氣進人凈煤氣管道匯合， 經(jīng)過減壓閥組或TRT機組降壓和噴水降溫之后并人煤氣管網(wǎng)（見圖3-1） 圖3-1 干法除塵工藝流程圖3.1粗除塵設(shè)備的選擇與計算粗除塵設(shè)備包括重力除塵器和旋風除塵器。本設(shè)計采用重力除塵器，它是高爐煤氣除塵系統(tǒng)中應(yīng)用最廣泛的一種除塵設(shè)備。其結(jié)構(gòu)如圖3-

43、21煤氣下降管，2除塵器，3中心導(dǎo)入管，4塔前管，5清灰口圖3-2重力除塵器重力除塵器的原理是煤氣經(jīng)中心導(dǎo)入管后，由于氣流突然轉(zhuǎn)向，流速突然降低，煤氣中的灰塵顆粒在慣性力和重力的作用下沉降到除塵器底部。煤氣在除塵器內(nèi)的流速必須小于灰塵的沉降速度。設(shè)計重力除塵器的關(guān)鍵確定其主要尺寸圓筒部分直徑和高度，圓筒部分直徑必須保持煤氣在除塵器內(nèi)流速不超過0.61.0m/s,其高度應(yīng)保證煤氣停留時間達1215s直徑D(m): D=1.13 (3-1)式中 Q煤氣流量，m3/s V煤氣在圓筒內(nèi)的速度，約0.61.0m/s,取0.9m/s計算得D=1.13=10.50m高度H(m) H= （3-2） 式中 t煤

44、氣在圓筒部分停留時間，取12s F除塵器的截面積，m2H=10.78m校核高徑比=1.03，在1.001.50之間，滿足條件 重力除塵器殼體采用普通碳素鋼板焊接成，在重力除塵器下設(shè)螺旋清灰器，把從重力除塵器下來的灰塵經(jīng)螺旋清灰器打水旋出，出來的是灰泥，避免了揚沙的粉塵污染。重力除塵器為圓筒形，上下部均為圓錐形，錐面水平夾角53°，以避免集灰，并有利于集灰的排出，除塵器中心煤氣導(dǎo)入為直管形中心管，由于煤氣流在管端部的流速較大，灰塵在出口處有較大的慣性，除塵效果較好。經(jīng)重力除塵器后，灰塵顆粒30µm除塵效率達80%，出口煤氣含塵降到612g/m3出口溫度為1202603.2布袋

45、除塵器設(shè)備的選擇計算布袋除塵器是過濾除塵，含塵煤氣流通過布袋時，灰塵被截留在纖維體上，而氣體通過布袋繼續(xù)運動。布袋除塵器主要由箱體、布袋、清灰設(shè)備及反吹設(shè)備等構(gòu)成。見圖3-3布袋除塵器在工作過程中，當布袋清潔時，起截留作用的主要是纖維體。隨著纖維體上的灰塵的不斷增加，部分灰塵嵌入到布袋纖維體內(nèi)，部分灰塵在布袋表面上形成一層灰塵，這時煤氣流中的灰塵被截留主要是靠灰塵層來完成的。所以，布袋清潔時，除塵效率低阻損??；當布袋臟時，除塵效率高，但阻損也高。因此，當煤氣流通過布袋除塵器的壓力降達到規(guī)定值時需要進行反吹清灰，以降低煤氣流的壓力降。 圖3-3 脈沖袋式除塵器示意圖3.2.1濾袋形狀袋式除塵器的

46、濾袋形狀有圓袋和扁袋。將濾袋的橫截面作成梯形或楔形的袋式除塵器稱為扁袋式除塵器。這類除塵器與圓袋式除塵器相比，在單位體積內(nèi)可以布置較多的過濾面積，所以在濾料及單位面積上的過濾負荷相同的條件下，占地面積小，結(jié)構(gòu)緊湊。圓袋結(jié)構(gòu)簡單，便于清灰，大多的袋式除塵器的濾袋都采用圓袋。濾袋的直徑一般為100300mm，最大不超過600mm，直徑太小時有積灰的可能，直徑太大，則有效空間的利用較少，袋長為212m。脈沖噴吹袋式除塵器的袋長較短，反吹風袋式除塵器袋長可長一些。袋長時濾袋直徑也相應(yīng)大一些，濾袋長度和直徑之間的比例通常為1050倍。該項目的濾袋形狀采用圓袋，袋長為8m，袋的直徑為250mm。濾袋長度和

47、直徑之間的比例為32倍3.2.2箱體和相關(guān)參數(shù)計算布袋除塵器的總過濾面積可以根據(jù)布袋可能承受的過濾負荷進行計算。布袋總面積按下式計算 ： A= （3-3）式中 A除塵器總過濾面積，m3； Q除塵器過濾煤氣總流量，m3/h； i布袋允許的過濾負荷，一般取3040m3/m2·h。本設(shè)計取33m3/m2·h A=8484.85m2單條濾袋面積用下式計算： Sd=DL (3-4)式中 Sd單條圓形濾袋的公稱面積； D濾袋直徑，m L濾袋長度，m濾袋沒有用的過濾面積5%10%，計算取8%參照萊鋼1880m3高爐布袋除塵設(shè)計，Sd=DL=0.25×8×3.148%(

48、0.25×8×3.14)=5.75m2布袋總條數(shù)為=1476條布袋除塵器設(shè)置的箱體個數(shù)為20個。布袋除塵器箱體由鋼板焊制而成，箱體截面為圓筒形狀，箱體下部為錐形集灰斗，水平傾角大于60°，以便于清灰時灰塵下滑排出。每個箱體布袋總數(shù)為82個。本設(shè)計1800m3高爐選用20個布袋除塵器箱體2個備用和1個大灰倉，采用雙排布置。3.2.3冷熱交換系統(tǒng)由2臺冷熱交換器組，設(shè)置在布袋除塵器前，采用熱風爐高溫煙氣和自然風為介質(zhì)，以風機為動力，使進入除塵器內(nèi)的半凈煤氣升溫或降溫，達到除塵器使用的溫度條件，確保其內(nèi)部布袋不致燒毀或結(jié)露。3.2.4濾袋進氣方式和過濾方式3.2.4.1

49、進氣方式按含塵氣流進入袋式除塵器的部位不同，可將其分為上進風和下進風袋濾。如圖3-4中的(c)和(d)圖為上進風袋濾器，上進風袋濾器含塵煤氣從除塵器的上部進入袋濾室，經(jīng)濾袋過濾后從箱體的下部排出。這種進氣方式的除塵器，其過濾室內(nèi)塵粒的沉降方向與氣動方向一致，有利于塵粒的沉降，下降的氣流有助于清灰，設(shè)備阻力可降低巧%一30%，過濾性能比較好，但這種方式在灰斗中滯留下來的煤氣，當其溫度低于露點溫度時，容易造成粉塵堵塞。如圖3-4中的(a)和(b)為下進風除塵器。含塵煤氣從除塵器下部灰斗進入袋濾室，經(jīng)濾袋過后，從箱體上部排出。這種袋濾器的進氣口一般設(shè)在灰斗上部，含塵煙氣進入箱體后，由于空間突然擴大，

50、氣流速度降低，這樣煙氣中較粗的塵粒在灰斗內(nèi)直接沉降下來，只有較細的微塵進入袋濾室與濾袋接觸，從而減輕塵粒對濾袋的磨損，延長清灰周期，提高濾袋的使用壽命。下進風口式袋濾器的最大缺陷是袋子濾室內(nèi)塵粒的沉降方向與氣流方向相反，不利于塵粒的沉降，尤其在反吹清灰時，當濾袋表面抖落或噴吹下來的微塵尚未全部降落到灰斗之前，又隨過濾氣流重新積附在濾袋表面上，從而影響清灰效果，增加設(shè)備阻力，濾袋越長，這種影響越明顯。綜合考慮以上分析，除塵器的結(jié)構(gòu)設(shè)計采用下進風式袋濾器比上進風更合理，而且設(shè)備的安裝及維護檢修更簡便，因此，目前大多數(shù)袋式除塵器都采用下進風上排風方式。本設(shè)計1800m3的高爐煤氣袋式除塵器亦采用下進

51、風上排風的進氣方式。3.2.4.2過濾方式按含塵氣體通過濾袋的方向不同，通?？煞譃閮?nèi)濾式和外濾式兩種。如圖3-4中的(b)和(d)為內(nèi)濾式。內(nèi)濾式除塵器是含塵煤氣首先進入濾袋內(nèi)部，由濾袋內(nèi)側(cè)向外側(cè)過濾，煤氣中的塵粒在濾袋內(nèi)表面被捕集集塵。采用內(nèi)濾式的除塵裝置，濾袋外側(cè)為凈化后的干凈氣體，便于檢查和換袋。對用于常溫和無毒煙塵的凈化時，檢修工人可以在不停風情況下，進入袋濾室內(nèi)進行維修，從而改善了工人的勞動衛(wèi)生條件。如圖3-4中的(a)和(c)為外濾式。外濾式是含塵煤氣由濾袋外部通過濾料進入濾袋內(nèi)，凈化后排出，煤氣中的塵粒在濾袋外表面被捕集，外濾式除塵器的濾袋內(nèi)部必須設(shè)置支撐籠骨，以防止過濾時將濾袋吸癟，但是反吹清灰時由于濾袋的脹、癟動作頻繁，濾袋與籠骨之間易出現(xiàn)磨損，從而增加了更換濾袋和維修的工作量。一般來說，采用機械抖動或氣流反吹風清灰方式的圓袋形除塵器大多采用內(nèi)濾方式。而采用脈沖清灰方式的圓袋形除塵器則大多采用外濾方式。高爐煤氣是有毒氣體，其中的粉塵對人體健康也有害，結(jié)合清灰方式的選擇，濾袋過濾方式為外濾式。 圖3-4圓袋進風方式、過濾方式3.2.5濾袋的清灰方式正確的選擇清灰方式是保證