高炉粗煤气除尘系统中的新技术

供稿|王庆丰，陈先利，申秀华，陈志兵 / WANG Qing-feng, CHEN Xian-li, SHEN Xiu-hua，CHEN Zhi-bing

将含尘气流中的粉尘分离出来，通常采用的除尘方法有：重力法、离心力法、过滤法、电力法等。在冶金行业，传统高炉炼铁工艺粗煤气除尘通常采用重力除尘器，这种除尘器体积大、占地多，而且由于除尘效率低，不利于环保和降低能耗。随着高炉炼铁技术的不断发展和进步，轴向旋风除尘器在高炉粗煤气系统中应用日益广泛。经过不断实验、完善和改进，实践证明螺旋式旋风除尘器能够更加较好地适应高炉煤气可燃、易爆、煤气量大、温度高、含尘颗粒大、易磨损等恶劣的工况条件。

螺旋式旋风除尘器除尘工艺

螺旋式旋风除尘工艺设备的工艺原理是运用离心力的作用从气流中把粉尘颗粒分离出来。

图1 旋流室模拟图

荒煤气（烟气）气流由煤气导入口进入到螺旋筒式旋风除尘器的积压分配室内，气流得到积压缓冲、减速后，分配给各旋流筒（见图1），在旋流筒内气流加速，并与旋流室内壁形成一定的角度，进入旋流室内旋转，在离心力的作用下，荒煤气中的粉灰从气体中分离，被分离出来的粉尘落到集灰室内，除尘器卸灰工作周期为24 h。当除尘器的料位计显示料满时，打开卸灰装置，灰经卸灰装置卸出。当除尘器料位计显示料空时，关闭卸灰装置，等待下一次卸灰。除尘后的煤气由煤气导出口导出。

相比重力除尘器工艺原理（见图2），高炉冶炼产生的荒煤气（烟气）靠自身压力进入上升管，又经下降管进入横断面比上述荒煤气管道大得多的重力除尘器后，气体流速突然降低，较大的尘粒靠重力作用与烟气分离，并从除尘器上部的半净煤气管道引出，至下一道工序进一步净化。

主要组成

旋风除尘器主要由积压分配室、螺旋筒、旋流室、集灰室、耐磨喷涂料、热电偶、料位计、卸灰阀等组成。主要技术参数见表1。

耐磨喷涂料理化指标

由于旋风除尘器内、外旋流的作用，对除尘器的壳体产生了冲刷，使除尘器壳体磨损严重。针对这一现象，对除尘器的磨损部位选择不同理化指标的喷涂料，旋流室采用MBS-60喷涂料，积压室和积压灰室采用MBS2-60喷涂料。因为高炉荒煤气中的灰尘含有弱酸性，TRT发电机在荒煤气温度差过大的情况下易产生结露现象，且喷涂料理化指标中的耐磨性能关系到设备的使用寿命，由表2和表3可知，MBS-60和MBS2-60耐磨、保温、耐酸不定型喷涂料理化指标非常适用高炉荒煤气除尘。

实际应用

图2 重力除尘器

国内已经有多座高炉设计了螺旋式旋风除尘器，我们在设计与建造过程中，没有完全照搬外方的设计方案，对除尘器布置形式、参数设置、内衬选取等方面进行了优化和调整，目前除尘器生产情况良好。然而，旋风除尘器毕竟是一项新技术，在建造和生产过程中难免出现问题，主要归纳为以下3个方面。

表1 主要技术参数

表2 MBS-60喷涂料理化指标

表3 MBS2-60喷涂料理化指标

（1）施工问题。施工问题主要包括：旋流区通体环峰同心度不够，导致气流分布不均；箱体焊接变形严重；旋流区通体钢壳拼接焊缝不平整，导致内衬喷涂不平整；旋流区下部反射锥体焊接固定不牢，导致锥体脱落。这些问题与设计无关，完全可以通过加强施工管理解决。

（2）内衬问题。合理选用喷涂料理化指标（如表2、表3），在实际施工过程中，为防止喷涂料脱落，焊接锚固钩并加装网格，目前通过检修时查看，喷涂料层无脱落现象，且无明显磨损信息。

（3）操作问题。操作问题主要是炉顶洒水操作不当，导致旋流之间通道积灰、堵塞，这可以通过改善操作方法，改进洒水设备，控制喷水量进行解决。

效果比较

安钢3#高炉2013年3月底投产，煤气除尘模式是旋风除尘器+干法除尘。2#高炉2013年12月湿改干除尘，煤气除尘模式是重力除尘器+干法除尘，以3#高炉和2#高炉除尘效果见表4。

表4 3#高炉和2#高炉除尘效果比较

浴火青春献炉前 摄影：俞跃生

从表4除尘效果看到，采用螺旋式旋风除尘器具有较高的综合效益，主要表现在：

①由于旋风除尘器除尘效率较高，可回收的高炉煤气灰更多；

②旋风除尘器出口煤气含尘量低，减少二次除尘布袋使用损坏率，相应减少设备维护，降低能耗，有利于环保。

结语

实践证明，用螺旋式旋风除尘器替代重力除尘器，螺旋式旋风除尘器不仅除尘效率高，而且大大减少了高炉煤气精除尘的负荷。螺旋式旋风除尘器技术必将为今后高炉炼铁生产创造更多的效益。

[1]熊拾根. 轴向旋风除尘器在高炉粗除尘系统上的应用. 钢铁技术,2004(3): 1.