探析高炉煤气采用净煤气脉冲布袋除尘技术应用

王小军

（包钢集团设计研究院，内蒙古 包头 014010）

目前，我国逾九成350m3级以下的高炉煤气除尘均采用干法除尘技术，而且该技术在国内大型高炉煤气除尘中也有应用拓展的趋势，尤其是脉冲布袋除尘技术，日臻完善，应用广泛。其包括两种除尘工艺：低压氮气脉冲清灰、净煤气脉冲清灰。然而，在我们的生活中，氮气资源匮乏，因此采用净煤气脉冲清灰除尘工艺是更合适的选择，具有更强的可操作性。净煤气脉冲布袋除尘技术具有诸多优势，如：占地面积少、操作简单、系统运行稳定安全、除尘效率高、维护量小、改造投资少等，能够有效提高煤气能源的利用率，还能够提高热风炉热风温度，适应高炉强化冶炼的需要。

1 净煤气脉冲布袋除尘技术工作原理

在高炉煤气除尘工艺中，净煤气脉冲布袋除尘技术的工作原理是：高炉煤气从除尘器的下部进入其内，高炉煤气中的粗尘粒被沉降到灰斗，而细尘粒则继续随着气流运动，在气流分布装置的作用下，均匀上升到滤袋区，附着在滤袋外侧表面，逐渐形成灰膜。与此同时，滤袋内部受脉冲气流的冲击，产生强烈抖动，从而抖落滤袋外侧表面的细尘粒，同时，滤料孔隙内的尘粒经脉冲反吹被清除，清灰完成。过滤后的净煤气从除尘器的顶部导出，进入净煤气总管，高炉煤气除尘工艺即完成。随着除尘器工作时间的延长，滤袋表面灰膜的厚度也在不断增加，其阻力也会随之增大，所以应当及时对滤袋进行清灰处理，保证除尘器的正常运行。

2 净煤气脉冲布袋除尘技术应用策略

在净煤气脉冲布袋除尘技术的应用过程中，影响因素有很多，主要包括：脉冲气源、脉冲阀、脉冲喷吹管、滤袋、过滤风速、滤料、卸灰与输灰方式等。

2.1 脉冲阀

脉冲阀是实现脉冲喷吹的核心部件之一。脉冲阀按其喷吹形式主要分为3种：直角式、直通式、淹没式。在相同条件下，使用双模片淹没式脉冲阀具有更好的效果，主要表现为：流量阻力更小，流量特性更好。

2.2 脉冲气源

脉冲气源是脉冲清灰的动力，主要需要注意以下几点：

（1）脉冲气源的压力必须以高炉煤气的压力为参照。否则，不仅有可能对滤袋造成损坏，并影响除尘效果，还有可能造成煤气倒灌、外泄。

（2）脉冲气源的供气量必须稳定。对于喷吹气包的设计，应当综合考虑脉冲阀的流量特性、设备空间与结构条件以及喷吹时间等参数，其压力降的斜度宜小不宜大。同时，在喷吹气包前，应当设置一定容量的储气罐，以此保证供气量与脉冲压力的稳定。

（3）注意控制脉冲气源的温湿度。

2.3 脉冲喷吹管

脉冲喷吹管的设计直接影响到清灰的效果与滤袋的使用寿命，主要需要注意以下几点：

（1）所有喷嘴口径的面积之和，宜控制在脉冲喷吹管内径的80%以下。

（2）距离脉冲阀越近的喷嘴，其口径也应当越大。

（3）在喷嘴口与滤袋口，应当分别设置喷吹短管与文氏管，以防止偏吹，并有效整合气流，强化喷吹，保护滤袋。

2.4 滤袋

（1）滤袋与龙骨之间，应当保持适当的尺寸。如果过松，容易出现板结现象；如果过紧，脉冲反吹的振幅不易控制。这两种情况都影响清灰效果与滤袋的使用寿命。

（2）适当增大滤袋直径，并使滤袋长度与其相匹配。因为滤袋直径直接影响气流的沿程阻力，两者呈反向变动关系。一旦沿程阻力增大，喷吹气流产生的静压及其速度越到下部越低，清灰效果也就越差。

（3）对于滤袋的布置，既要有效利用除尘器内部空间，又要合理保持滤袋间距。否则，极易造成严重的二次吸附，甚至影响除尘器的性能与使用寿命。

（4）合理选择滤布。综合考虑气体的温湿度与化学性、含尘浓度、尘粒大小、过滤风速、清灰方式等因素。

2.5 过滤风速

在设计过滤风速时，应当综合考虑高炉煤气及其粉尘的特性与生产过程中的温湿度变化。过滤风速变高，相应地会提高除尘效率，但一般也会缩短滤袋的使用寿命。因此，设计过滤风速还应当考虑滤布的材质，例如：如果选用合成纤维滤布，因其强度高且韧性好，则可以设计较高的过滤风速；如果选用玻璃纤维复合滤布，则可以设计较低的过滤风速，以降低滤布的破损率，延长滤袋的使用寿命。另外，如果除尘器的滤袋间距小，而又设计了较高的过滤风速，则应当选择离线清灰，否则，会影响粉尘沉降，并加重二次吸附。

2.6 滤料

由高炉煤气除尘灰的特性决定，清灰能量高，因此，滤料的合理选择是至关重要的。宜选用一种耐高温、耐强化学腐蚀性、耐磨、耐折的高性能滤料。如：针刺毡滤料，主要有化学纤维与玻璃纤维材质，可以根据实际需要进行选择。这种滤料有利于建立良好的过滤层，提高除尘效率，但是不利于清灰的完成。因此，还必须对其表面进行烧毛与压光处理，使滤料保持一定的粗糙度，并提高其易清灰的性能。另外，还可以对其进行浸渍处理，如使用硅油，以提高其耐湿与易清灰的性能。

2.7 卸灰与输灰方式

由于净煤气脉冲布袋除尘收集的尘粒体积小、重量轻、流动性好，因此，应当采用合适的卸灰与输灰装置，以防二次扬尘污染环境。目前，布袋除尘卸灰与输灰方式主要包括：螺旋输送机输干灰外运、螺旋输送机加湿外运、埋刮板输送机加湿外运、气力方式输灰等。

3 结语

综上所述，对于净煤气脉冲布袋除尘技术在高炉煤气除尘中的应用，应当结合高炉煤气及其粉尘的特性，综合考虑脉冲气源、脉冲阀、脉冲喷吹管、滤袋、过滤风速、滤料、卸灰与输灰方式等因素，作出合理选择。同时，对于高炉煤气除尘这项复杂的工艺，在实际操作中面对复杂的流体状态与工况条件，仅以理论作为参考依据是不行的，还需要通过实验、实践等对净煤气脉冲布袋除尘技术进行验证，不断总结经验，从而优化高炉煤气除尘工艺。

［1］王笃政，张利会，孙飞龙，等．煤气除尘技术研究进展［J］．氮肥技术，2012（3）：43－48．

［2］陈丽娟．高炉煤气干式布袋除尘工艺设计的问题探讨［J］．包钢科技，2014（4）：11－13．

［3］郑传和．大型高炉煤气干法除尘脉冲清灰研究［J］．冶金能源，2014（1）：56－59．