高爐煤氣干法除塵器系統(tǒng)幾種除塵方式
目前高爐煤氣除塵方法只有干法除塵和濕法除塵，隨著環(huán)保的排放要求的提高，濕法除塵滿足不了環(huán)保部門要求的排放標(biāo)準(zhǔn)，干法除塵中只有布袋除塵器能夠達(dá)到響應(yīng)的排放標(biāo)準(zhǔn)。
一、高爐煤氣干法布袋除塵的應(yīng)用
我國高爐煤氣采用干法布袋除塵技術(shù)已有多年，技術(shù)成熟，正日益推廣。根據(jù)大型高爐的經(jīng)驗(yàn)，每噸鐵可利用高爐煤氣余壓透平發(fā)電(TRT)達(dá)20kWh以上，而采用煤氣干法除塵的高爐，其TRT發(fā)電量又比濕法除塵多30%-50%，故，干法除塵可以為企業(yè)帶來較好的效益。
干法布袋除塵作為煉鐵高爐的配套設(shè)施和高爐煤氣凈化的主要設(shè)備，其工藝流程為：由高爐生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的高爐煤氣沿下降管經(jīng)過重力除塵器后，經(jīng)過溫度調(diào)整的高爐荒煤氣沿位于除塵箱體下側(cè)的入口進(jìn)入干法布袋除塵箱體(為滿足干法工藝對(duì)煤氣溫度的耍求，在荒煤氣進(jìn)入干法箱體之前，設(shè)有熱交換器，目的是將高于工藝溫度的煤氣降溫后再進(jìn)入除塵箱體，以充分保除塵布袋的安全穩(wěn)定運(yùn)行)，在除塵箱體內(nèi)，由懸掛于箱體內(nèi)部的除塵布袋外壁進(jìn)入布袋內(nèi)(過濾)，灰塵被阻擋在布袋外壁，經(jīng)過布袋除塵后的干凈的煤氣沿位于除塵箱體上部的箱體出口流出，經(jīng)除塵箱體的出口進(jìn)入凈煤氣管道匯合，然后經(jīng)過減壓閥組(或TRT發(fā)電機(jī)組)降壓和噴水降溫后并入煤氣管網(wǎng)。
當(dāng)前新的干法除塵工藝是在高爐除塵系統(tǒng)的核心部件重力除塵器后增設(shè)一套旋風(fēng)除塵器的工藝配置來降低箱體的過濾負(fù)荷，達(dá)到延長布袋使用壽命的目的，形成重力除塵器作為一級(jí)除塵系統(tǒng)進(jìn)行粗除塵，旋風(fēng)式除塵器作為二級(jí)除塵系統(tǒng)進(jìn)行再除塵，布袋除塵器作為三級(jí)除塵系統(tǒng)進(jìn)行精除塵的三級(jí)除塵模式。這樣，荒煤氣經(jīng)過一級(jí)和二級(jí)除塵系統(tǒng)后，煤氣中的含塵量將減少1/3，對(duì)減輕布袋除塵器的負(fù)荷、延長布袋的運(yùn)行周期有著非常明顯的作用。
二、常見干法除塵器的原理
1、重力除塵器
重力除塵器除塵是利用粉塵與氣體的比重不同的原理，使揚(yáng)塵靠本身的重力從氣體中自然沉降下來的凈化設(shè)備，通常稱為沉降室。它是一種結(jié)構(gòu)簡單、體積大、阻力小、易維護(hù)、效率低的比較原始的凈化設(shè)備，只能用于粗凈化。重力除塵器上部設(shè)遮斷閥，電動(dòng)卷揚(yáng)開啟，重力除塵器下部設(shè)排灰裝置。屬于粗除塵，一般重力除塵器作為初級(jí)除塵裝置使用。
2、旋風(fēng)除塵器
多管旋風(fēng)除塵器的工作原理如下圖所示，含塵氣體從入口導(dǎo)入除塵器的外殼和排氣管之間，形成旋轉(zhuǎn)向下的外旋流。懸浮于外旋流的粉塵在離心力的作用下移向器壁，并隨外旋流轉(zhuǎn)到除塵器下部，由排塵孔排出。凈化后的氣體形成上升的內(nèi)旋流并經(jīng)過排氣管排出。
3、袋式除塵器
布袋除塵器的濾袋采用紡織的濾布或非紡織的氈制成，利用纖維織物的過濾作用對(duì)含塵氣體進(jìn)行過濾，當(dāng)含塵氣體進(jìn)入袋式除塵器后，顆粒大、比重大的粉塵，由于重力的作用沉降下來，落入灰斗，含有較細(xì)小粉塵的氣體在通過濾料時(shí)，粉塵被阻留，使氣體得到凈化。
工作流程是含塵氣體由除塵器下部進(jìn)氣管道，經(jīng)導(dǎo)流板進(jìn)入灰斗時(shí)，由于導(dǎo)流板的碰撞和氣體速度的降低等作用，粗粒粉塵將落入灰斗中，其余細(xì)小顆粒粉塵隨氣體進(jìn)入濾袋室，由于濾料纖維及織物的慣性、擴(kuò)散、阻隔、鉤掛、靜電等作用，粉塵被阻留在濾袋內(nèi)，凈化后的氣體逸出袋外，經(jīng)排氣管排出。
袋式除塵器很久以前就已廣泛應(yīng)用于各個(gè)工業(yè)部門中，用以捕集非粘結(jié)非纖維性的工業(yè)粉塵和揮發(fā)物，捕獲粉塵微粒可達(dá)0.1微米。但是，當(dāng)用它處理含有水蒸汽的氣體時(shí)，應(yīng)避免出現(xiàn)結(jié)露問題。袋式除塵器具有很高的凈化效率，就是捕集細(xì)微的粉塵效率也可達(dá)99％以上，而且其效率比較高。
4、靜電除塵器
靜電除塵器是利用靜電場使氣體電離從而使塵粒帶電吸附到電極上的收塵方法。煙氣通過電除塵器主體結(jié)構(gòu)前的煙道時(shí)，使其煙塵帶正電荷，然后煙氣進(jìn)入設(shè)置多層陰極板的電除塵器通道，由于帶正電荷煙塵與陰極電板的相互吸附作用，使煙氣中的顆粒煙塵吸附在陰極上，定時(shí)打擊陰極板，使具有一定厚度的煙塵在自重和振動(dòng)的雙重作用下跌落在電除塵器結(jié)構(gòu)下方的灰斗中，從而達(dá)到清理煙氣中的煙塵的目的。
靜電除塵器根據(jù)不同特點(diǎn)分成不同類型：根據(jù)收塵電極的形狀可分為管式和板式；根據(jù)清灰方式的不同分為干式和濕式；根據(jù)氣流運(yùn)動(dòng)方向分為立式和臥式。
5、電袋復(fù)合除塵器
電袋復(fù)合除塵器有機(jī)結(jié)合了靜電除塵和過濾除塵的兩種原理，充分利用兩種除塵技術(shù)的個(gè)子優(yōu)勢，形成電袋復(fù)合除塵一種獨(dú)特的除塵機(jī)理，利用一級(jí)電場荷電捕集大顆粒粉塵，大幅度降低煙氣進(jìn)入到濾袋倉室內(nèi)的粉塵濃度，避免了高濃度粉塵在慣性力作用下對(duì)濾袋的沖刷，阻力降低、清灰周期延長，極大地延長了濾袋的使用壽命。
在這種新型除塵器中，首先應(yīng)用靜電除塵原理使粉塵預(yù)荷電并收集下大部分粉塵，荷電粉塵改變了粉塵的過濾特性；然后應(yīng)用過濾除塵原理，實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定的低濃度排放。
根據(jù)環(huán)保超低排放發(fā)展要求，煉鋼廠對(duì)高爐礦槽除塵器進(jìn)行維修改造，以期待達(dá)到環(huán)保超低排放標(biāo)準(zhǔn)，礦槽除塵器污染物排放不大于10mg/m3；且各收塵點(diǎn)系統(tǒng)粉塵有效收集，目視無揚(yáng)塵。
一、煉鋼廠礦槽除塵器的現(xiàn)狀
煉鐵廠1#高爐礦槽除塵（西）系統(tǒng)是原高爐老爐前布袋除塵器進(jìn)行改接利舊使用的，其收塵范圍：槽下、槽上、供料皮帶轉(zhuǎn)運(yùn)站約40多個(gè)除塵點(diǎn)。該除塵器2006年初投運(yùn)，至今未進(jìn)行大修，上箱體、噴吹、下箱體均存在腐蝕老化、結(jié)構(gòu)落后等問題，并且除塵器過濾面積小，過濾風(fēng)速較高，現(xiàn)排放達(dá)標(biāo)措施是關(guān)小風(fēng)門、降轉(zhuǎn)速等控制。根據(jù)現(xiàn)除塵器運(yùn)行情況觀察，該礦槽除塵器系統(tǒng)收塵點(diǎn)多，粉塵收集效率較低，現(xiàn)場還存在揚(yáng)塵冒煙現(xiàn)象，且除塵器的過濾面積小、過濾風(fēng)速較高，若再加大風(fēng)量、抽力，則顆粒物排放就會(huì)升高并且布袋也容易磨損影響使用壽命。
根據(jù)環(huán)保超低排放發(fā)展要求，煉鐵廠考慮以合理的改造投入實(shí)現(xiàn)除塵系統(tǒng)長期超低達(dá)標(biāo)排放要求、同時(shí)進(jìn)行除塵管網(wǎng)的優(yōu)化分配實(shí)現(xiàn)揚(yáng)塵點(diǎn)有效收塵，實(shí)現(xiàn)長期的清潔生產(chǎn)、超低排放。
二、煉鋼廠礦槽除塵器維修改造方案
1、將礦槽除塵器進(jìn)行改造，除塵器的過濾面積和風(fēng)機(jī)的性能參數(shù)校核設(shè)計(jì)，除塵管網(wǎng)、除塵點(diǎn)核算優(yōu)化并改造實(shí)施，要達(dá)到：改造后除塵系統(tǒng)粉塵有效收集、現(xiàn)場目視無揚(yáng)塵；顆粒物排放小于10mg/m3的目標(biāo)。
2、改造方案：拆除原礦槽除塵器箱體、反吹系統(tǒng)及輸灰系統(tǒng)，更換進(jìn)口閥門（改為電動(dòng)蝶閥），并對(duì)相關(guān)管道進(jìn)行改造優(yōu)化。對(duì)現(xiàn)有儲(chǔ)灰倉進(jìn)行拆除，加大抬高，放灰平臺(tái)改造抬高到4.5米。并且設(shè)計(jì)核算布袋除塵器的過濾面積、通風(fēng)量，保證除塵系統(tǒng)的揚(yáng)塵點(diǎn)除塵效果和改造后布袋除塵器的出口排放濃度滿足超低排放。
3、風(fēng)機(jī)出口軟連接進(jìn)行更換；除塵器頂加防雨頂棚；除塵器頂加裝吊裝備件電動(dòng)葫蘆1臺(tái)。除塵布袋規(guī)格設(shè)計(jì)為DN160*8000mm，布袋骨架分兩節(jié)，以便備件統(tǒng)一。
三、煉鐵廠高爐礦槽除塵器改造步驟
(1)鋼鐵廠除塵器管道的布置要與廠房的結(jié)構(gòu)配合，少占用有效空間，要不防礙操作和便于安裝檢修。
(2)鋼鐵廠除塵器收塵系統(tǒng)的吸塵點(diǎn)不宜過多，一般一個(gè)系統(tǒng)的吸塵點(diǎn)不超過5個(gè)。當(dāng)除塵器吸塵點(diǎn)之間的距離不大或各并聯(lián)支管間的阻力仍可平衡時(shí)，則除塵器吸塵點(diǎn)的數(shù)量可適當(dāng)增加，但也不宜超過10個(gè)。吸塵點(diǎn)多的除塵器收塵系統(tǒng)，可采用大斷面的集合管連接各個(gè)除塵器支管，以利各支管間的阻力平衡。
(3)為防止鋼鐵廠除塵器粉塵在管道內(nèi)沉積，除塵器收塵管道應(yīng)盡量避免水平布置，特別是輸送煤粉的管道。除塵器管道與水平面的夾角不小于55；。鋼鐵廠除塵器對(duì)于含塵濃度小子5g/m3的無爆炸危險(xiǎn)的管道，且管內(nèi)流速大于18m/s時(shí)，也可水平布置。由于鋼鐵廠除塵器各種特殊原因，管道一定要水平布置時(shí)，應(yīng)盡量縮短水平管道的長度，并在除塵器管道彎頭三通等管件附近設(shè)置清掃孔或壓縮空氣管接頭，以便定期清掃。支管應(yīng)從主管的上面或側(cè)面連接。
(4)為了調(diào)整鋼鐵廠除塵器風(fēng)量和檢測的需要，應(yīng)在吸塵罩出口連接管上、除塵器和風(fēng)機(jī)的進(jìn)出口管上預(yù)留測孔。測孔應(yīng)設(shè)在氣流平穩(wěn)的直管段上，盡量遠(yuǎn)離彎頭、三通等異型管件，以減少渦流對(duì)測定結(jié)果的影響。測孔位置不要開在除塵器風(fēng)管的上方，以免影響測定結(jié)果。大型鋼廠布袋除塵器收塵系統(tǒng)可根據(jù)具體情況設(shè)置在線測量風(fēng)量、風(fēng)壓、CO含量分析和溫度等參數(shù)的儀表。
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