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高炉煤气干法滤袋除尘工艺及主要设备的改进
作者:管理员    发布于:2016-01-28 14:15:09    文字:【】【】【

  1刖目高炉煤气既是炼铁生产的副产品,又是热风炉的主要燃料。高炉煤气的发热值受到冶炼条件的制约,但作为燃料其含水量和饱和水含量应尽可能的低,以便得到更高的燃烧温度。

  高炉煤气干法滤袋除尘工艺是高炉煤气净化的先进技术,经干法滤袋除尘,净煤气的含尘量10mg/m3,净煤气的含水量在3~ 5;而湿法除尘工艺净煤气的含尘量为1屮20mg/m3,净煤气的含水量处于饱和状态因此干法滤袋除尘工艺对提高煤气利用率和高炉热风温度起到积极的作甩我国套高炉煤气干法滤袋除尘器于1974年在河北省涉县安装并投产,标志着我国高炉煤气干法滤袋除尘工艺进入实施阶段2高炉煤气干法滤袋除尘工艺原理高炉煤气干法滤袋除尘工艺的主要设备是干法滤袋除尘器它的工作原理是:高炉煤气通入除尘器本体,经过滤袋的过滤,煤气中的尘粒被粘在滤袋壁上面,形成灰膜。这层灰膜又成为过滤层,即煤气通过灰膜和滤袋后,得到良好的净化当灰膜层增厚,阻力达到一定值时,需对滤袋进行清灰,清除滤袋壁上的大部分灰膜,使阻力减小到小值,除尘器又可以恢复正常工作为保证除尘的连续性,除尘器应并联安装,并应逐个依次清灰。

  李茹,工程师,1993年毕业于鞍山科技大学化工系,现于鞍钢集团设计研究院燃气室从事燃气工艺设计与设备改造工作(114021)。

  高炉煤气干法滤袋除尘器的荒煤气入口压力与净化出口压力之差达到5~10kPa,按一定的清灰制度对除尘器滤袋进行清灰,清灰后除尘器的荒净煤气进出口压差一般为1.t2.5kPa经过实践中不断改进和创新,目前,国内中小型高炉煤气干法滤袋除尘工艺中对滤袋清灰的方法有:净煤气加压反吹清灰、低压氮气脉冲清灰和净煤气调压反吹清灰由于对滤袋清灰的方法各异,高炉煤气干法滤袋除尘工艺的主要设备一一干法滤袋除尘器的主要形式有:正压内滤式除尘器、正压外滤式除尘器。正压内滤式除尘器的滤袋清灰采用净煤气加压反吹清灰或净煤气调压反吹清灰;正压外滤式除尘器采用低压氮气脉冲清灰3干法滤袋除尘工艺流程、主要设备及其改进3.1正压内滤式除尘器正压内滤式除尘器干法滤袋除尘工艺流程如正压内滤式除尘器在工艺中采用净煤气加压反吹清灰,这种除尘器的滤袋采用浸硅油无碱玻璃纤维滤料或玻璃纤维针刺毡滤料。玻璃纤维针刺毡滤料是一种结构合理、性能优良的新型过滤材料,它不仅具有玻璃纤维滤料耐高温、耐磨蚀、强度高等特点,而且由于毡层纤维为纤维三维孔结构,具有空隙度高、气体过滤阻力小、除尘效率高的特点,可在260C温度下长期使甩为了保证滤袋的正常工作,进入除尘器的荒煤气温度一定要控制适当一般将荒煤气进入除尘器的温度控制在100~ 250C进入除尘器的煤气温度低于80C时,容易造成煤气中瓦斯灰粘在滤袋表面,形成一层不透气且不易清除的结块,使滤袋失效;进入除尘器的煤气温度高于250C时,会造成滤袋使用寿命降低或烧坏滤袋为此,在重力除尘器至干法滤袋除尘器之间设置一套荒煤气加热冷却装置当煤气温度高于250C时,冷却系统开始工作,冷却系统采用风机强制通风间接冷却,使荒煤气温度降至250C,然后进入干法滤袋除尘器;当煤气温度低于80C时,加热装置开始工作加热装置的热源是热风炉的烟气,烟气经风机送入加热装置中与煤气间接换热,将荒煤气温度升至120~130C左右,然后进入干法滤袋除尘器荒煤气冷却加热装置可以采用手动控制也可以与高炉操作室与燃气操作室连锁自动控制高炉煤气干法滤袋除尘器在系统工作了一段时间后,由于滤袋内侧的瓦斯灰膜增厚,阻力逐渐增大,当荒煤气入口压力与净煤气出口压力之差△5kPa时,就应该及时对该除尘器进行反吹正压内滤式滤袋除尘器反吹清灰的方法是:关闭净煤气出口蝶阀和荒煤气入口蝶阀,然后打开加压净煤气入口蝶阀,时间约2~ 3min,然后关闭加压净煤气入口蝶阀,开启荒煤气入口蝶阀和净煤气出口蝶阀如果此时荒净煤气压差25kPa,加压净煤气反吹清灰成功如果AP> 25kPa,则按上述反吹清灰过程再进行一次,一般不允许超过三次净化后的净煤气温度在8(h160C左右,净煤气含尘量<加压净煤气反吹清灰的特点是能够保证煤气的热值,反吹强度低,滤袋强度适应性妊3.2正压外滤式除尘器正压外滤式除尘器干法滤袋除尘工艺流程如正压外滤式除尘器在工艺系统中设计成离线低压氮气脉冲干法滤袋除尘器除尘器由灰斗、气流分布装置、脉冲喷吹装置、滤袋及骨架、泄爆孔正压外滤式除尘器在工艺中采用离线低压氮气脉冲清灰除尘器的滤袋采用新型FMC氟美斯滤料这种滤料是营口玻璃纤维二厂于1998年自行研制开发并经国家建材局鉴定、推广使用的新滤料。FMC滤料具有耐高温、高强度、耐磨、耐折等特点,经过不同表面化学处理与后整理技术,使滤料具备易清灰、拒水防油、防静电等功能。

  氟美斯滤料的大特点具有高过滤速度,在1.2m/min过滤速度下可正常工作氟美斯滤料与玻璃纤维滤料相比,其耐磨性抗折性及剥离强度有明显的提高;与化纤滤料相比,克服了化纤滤料变形的弱点,因此,尺寸稳定性良妊氟美斯滤料的高工作温度为280°C,―般设计工作温度为250°C.为了控制荒煤气进入除尘器的温度在100 ~250C之间,工艺流程中必须在重力除尘器后设置荒煤气冷却、加热装置与正压内滤式干法除尘工艺一样,可将荒煤气冷却、加热装置设计成手动控制,也可以采用高炉操作室与燃气操作室连锁自动控制等组成。工作时,煤气按切线方向进入干法滤袋除尘器,粗尘粒被沉降到灰斗,细尘粒随荒煤气气流进入气流分布装置后均匀上升到滤袋区,终被阻挡在滤袋外表面,过滤后的净煤气集于顶部导出,进入净煤气总管,完成煤气除尘工艺要求当干法滤袋除尘器工作一段时间后,滤袋外侧的瓦斯灰层厚度增加,其阻力亦增大,此时应对滤袋进行清灰在离线低压氮气脉冲清灰过程中,每台除尘器上都设置了脉冲阀控制器,以氮气为清灰动力,由脉冲控制仪(或PLC)发出程控信号,依次触发各脉冲阀,在瞬间释放氮气由于动能与势能的共同作用,由脉冲阀瞬间喷吹的氮气流速可达60m/s,使相应等待清灰的一组滤袋突然膨胀和振动,抖落积附在滤袋外侧的瓦斯灰尘,以恢复滤袋的除尘功能,使除尘器自始至终保持良好的工作状态解决了滤袋频繁损坏的难题,设备简单,自动化程的灰尘量m表示er滤袋表面容尘inetbookmark4离线低压氮气脉冲清灰在工艺中可以按压差清灰和定时清灰设定压差清灰的压差按5kPa设定;定时清灰按2h设定离线低压氮气脉冲清灰应在工艺设计中全过程微机控制,并设有模拟显示当除尘器荒煤气入口与净煤气出口之间压差5kPa时,对该除尘器进行脉冲清灰。除尘器顶部设置低压氮气缓冲装置一套,低压脉冲电磁阀若干套。当干法滤袋除尘器正常工作时,除尘器的荒煤气入口蝶阀和净煤气出口蝶阀处于开启状态;当达到清灰压差值时,首先将荒煤气入口蝶阀和净煤气出口蝶阀关闭,此时干法滤袋除尘器不再参与荒煤气除尘,我们称这种清灰工艺为离线脉冲清灰由于考虑到滤袋的抗拉强度和特性,喷氮气压力不能大于0.干法滤袋除尘器上部配套的若干套低压脉冲电磁阀开始按程序逐个对除尘器内的各组滤袋清灰。

  一套低压氮气脉冲电磁阀瞬间氮气量可达0.25m3 /欠,喷吹时间0.卜Q4s,所用压力为0.35~0.4MPa,氮气从文氏管当中喷出的流速约60m/s―套低压氮气脉冲电磁阀可以控制12~ 14条滤袋的清灰,滤袋长度设定6m为宜套低压氮气脉冲电磁阀工作后,需等待4s左右,第二套低压氮气脉冲电磁阀才开始工作。按工艺设定,每台干法滤袋除尘器完成一个清灰周期需后需等待3~4min,待高炉瓦斯灰全部沉降到锥形灰仓后,然后打开荒、净煤气蝶阀此时压差< 1.5MPa,说明对除尘器清灰成功;如果压差> 1.5MPa,则按清灰程序对该除尘器再次进行低压氮气脉冲清灰干法滤袋除尘器采用低压氮气脉冲清灰时,每台干法滤袋除尘器可以进行二次清灰过程,但一般对每台除尘器的脉冲清灰不宜超过三次1993年,安徽淮南铁厂58m3高炉煤气除尘采用了离线低压氮气脉冲清灰,获得成功并显示出优势,自此开始逐步向大型高炉上推广。目前国内采用低压氮气脉冲清灰煤气大处理量为总结高炉煤气离线低压氮气脉冲除尘器的工艺特点可以归结如下:滤速比大滤袋除尘提高70~100,除尘器减少30~ 40,占地面积少;采用氟美斯FMC滤袋,使用寿命长,较好地度高,清灰效果更好;全封闭清灰,无任何煤气排放,消除了大气污染;投资低,比大滤袋除尘工艺节约20左右。

  3.3除尘器滤袋过滤负荷的选择高炉煤气干法滤袋除尘工艺对除尘器滤袋过滤负荷的选择是高炉煤气净化与否的关键参数,决定了干法滤袋除尘的合理性和实用性过滤负荷选择过小会导致清灰周期长、过滤面积大、除尘器数量增加、投资高、占地面积大;过滤负荷选择过大,则清灰频繁,滤袋使用寿命短,造成检修工作量大,劳动强度高从目前国内各滤袋生产厂提供的滤料的特性看,由于工艺的改进,较之前10年,滤袋的过滤负荷已经大大提高了。以玻璃纤维滤料为例,20世纪80年代的产品过滤负荷为250m3/(m2.h),现在已达到540m3/(m2.h)目前采用正压内滤式除尘器的滤袋采用连续玻璃纤维滤料的过滤负荷设计选定在6(h70m3/(m2.h)为宜。如选用玻璃纤维膨体滤料,设计过滤负荷可选定为90m3/(m2.h)正压外滤式干法滤袋除尘器采用离线低压氮气脉冲清灰,氮气压力应高于荒煤气压力0t3~d35MPa,且氮气从脉冲电磁阀喷吹口的出口流速约为60m/s,因此,滤料必须选用强度高、耐冲击、耐撕裂的材料。从国内实际应用来看,氟美斯FMC9806材料具备上述条件,这种滤料的额定过滤负荷为324m3/(m2.h)根据实践经验,设计过滤负荷可以选用60从国内各种除尘器的设计来看,选定的过滤负荷是偏低的,而实际生产时更低,因此清灰的间隔时间均在9h以上,荒煤气压差值增幅很小。一般来说,高炉越大,干法滤袋除尘器的台数越多,当检修一台除尘器时,过滤负荷应相应地小一些。

  因此,设计过滤负荷时,高炉越大,过滤负荷应相应取较大的值,小高炉取值应小些另一方面,过滤负荷与进入干法滤袋除尘器的荒煤气含尘量有密切的关系,一般来说,当清灰压差和清灰周期一定时,荒煤气入口含尘量和过滤负荷成反比,即入口含尘量高,则过滤负荷就应小些清灰压差是干法滤袋除尘器阻力的标志干法滤袋除尘器阻力主要取决于瓦斯灰在滤袋表面的厚度。滤袋表面积灰的多少可以用单位面积上少直接反映了滤袋阻力。滤袋表面容尘量等于滤袋入口煤气的含尘量过滤负荷和过滤时间的乘积=在每个清灰周期中,清灰前大容尘量等于入口煤气含尘量、过滤负荷和清灰周期之f只即:q  (编辑孙永方)5产品应用实例汽车电机铁芯用钢已批量用于国内某大型柴油发动机制造厂,从规格上(1.0mm)满足了用户减少冲片工作量的要求;产品供货定尺按用户使用工艺(70转子)加以改进,使材料利用率提高了11. 2;冲片性能得到了提高,避免了铁芯层间易短路的现象;从电机检测统计数据看,电机各项工作指标有了大幅提高,汽车启动时间缩短30;制造成本略有下降,该厂正考虑用此材料改进电机定子,使综合成本进一步降低。

  6结论鞍钢研制开发生产的汽车电机铁芯用钢成分设计合理、工艺控制可行,通过先进设备的生产,产品综合性能满足汽车启动电机铁芯材料的改良要求汽车电机铁芯用钢的研制成功,标志着冷轧低牌号无取向电工钢规格的突谬今后电工钢产品及特殊品种的研制开发要适应市场的特殊需求,针对用户的使用要求进行。

  在汽车电机铁芯用钢开发的基础上,可在整体工艺上进一步优化调整,在鞍钢冷轧硅钢生产线建成后,可生产出市场急需的高效电工钢产品汽车电机铁芯用钢的成功开发,进一步证明鞍钢现有整体工艺装备已能生产冷轧低碳、低硅半工艺产品,在硅钢专业生产线建成前可批量试制无涂层低牌号电工钢产品,满足市场需求,为硅钢产品“以冷代热”做贡献(编辑袁晓青)

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