高炉干法除尘技术应用现状

2019-06-11汤雪松张晨程

世界有色金属 2019年7期

汤雪松，张晨程

（1.中冶华天南京工程技术有限公司，江苏南京 210019；2.中天钢铁集团有限公司，江苏常州 213011）

高炉煤气干法除尘技术是钢铁行业重点推广的新型节能环保技术，它具有节水环保等特点，属高炉煤气净化工艺领域的一次革命。在我国环保形势严峻、整体资源不足的形势下，干法除尘工艺发展潜力巨大，已逐步被各企业广泛所采用。干法除尘具有系统占地少、运行成本低、回收煤气显热多等优势[1]。

1 高炉干法除尘在大小高炉上的应用状况

1.1 高炉干法除尘应用现状

高炉干法除尘技术在2005年前多数应用在450m3级以下高炉，450m3级以上高炉仍以湿法为主。1000m3以上高炉仅有莱钢1#、太钢3#高炉等少数高炉采用干法除尘技术，2000m3级以上高炉尚无应用全干法除尘技术[1，2]。早期干法除尘技术及操作不成熟，多数高炉采用干、湿并用的两套除尘系统。

最近随着干法除尘技术发展和推广，300m3级以下小高炉几乎全部采用干法除尘技术。1000m3以上高炉近40座[3]采用干法除尘技术，主要有太钢、攀钢、首钢、首秦、唐钢、济钢、迁钢等企业，其中已实现全部高炉都采用煤气全干法除尘的有企业有首秦、包钢、莱钢、韶钢、承钢等。

1.2 高炉干法除尘的发展

从高炉干法除尘工艺的发展来看，高炉干法除尘工艺经历以下过程：

1974年，国内纯干法除尘技术首次应用在河北涉县铁厂13m3高炉上。1974年至1984年,全国100m3以下高炉基本采用了干法除尘技术。1985年至1995年，全国300m3级高炉基本采用了干法除尘技术。1987年和1998年，干法除尘技术运用在太钢和攀钢1250m3级高炉上[4]。2002年，全干式煤气布袋除尘技术应用到莱钢、韶钢等企750m3级高炉。2004年，莱钢、三钢、首秦等企业将干法除尘技术应用到1000m3级高炉。2005年至2006年，韶钢、迁钢、包钢等企业将干法除尘技术推广到2000m3级高炉。2007年9月，唐钢将干法除尘技术应用到3000m3级高炉。2009年5月，首钢京唐钢铁成功将全干法除尘技术应用在5500m3高炉上[5]。

随着干法除尘技术的发展及即将新建高炉的建设，将使我国干法除尘技术应用进一步增加。

2 干法除尘工艺对高炉生产的影响

虽然干法除尘工艺已成熟稳定的应用在我国的大小高炉上，产生了较好的经济和环境效益，但国内相关企业在应用干法除尘工艺后出现管网系统煤气管道及附属设备快速腐蚀失效等问题[6]，给高炉生产带来影响。

济南钢铁高炉干法除尘系统运行半年后，补偿器、低温煤气管道多处腐蚀出现漏点，漏点分布范围广且长度约50mm～100mm。现场测得管道平均壁厚约6.2mm～7mm，腐蚀已比较严重[7]。

莱钢高炉管网中不锈钢波纹补偿器腐蚀严重出现线状裂口[8](如图1所示)，部分波纹补偿器寿命最短仅5个月。另外TRT机组叶片上附着大量氯化铵积盐（如图2所示），造成机组振动严重，影响机组正常运行。煤气管道钢制排水器钢板腐蚀严重，管壁减薄至1mm～3mm，局部锈蚀漏水严重影响煤气系统正常运行。

图1 不锈钢波纹补偿器裂痕图

图2 TRT叶片积盐

唐钢5座400m3级高炉的煤气系统均发生不锈钢波纹补偿器腐蚀。管道壁上堆积和附着大量氯盐，严重时堵塞管道、炉窑格子砖等使炉窑效率降低[9]。其它钢铁企业均报道过高炉应用法除尘工艺后，煤气管网中管道、法兰、排污管焊缝处及TRT叶片均出现不同程度腐蚀[9]，给生产均带来影响。通过以上案例可得出高炉煤气管道系统腐蚀状况基本相同。腐蚀部位多集中在波纹管补偿器、焊缝处、阀门及管道底部等部位。对煤气管网正常运行及下游用户均产生影响。

3 腐蚀原因分析

国内部分企业对煤气管网冷凝水及管道颗粒物进行取样分析，得出冷凝水PH值为1～2，冷凝水及管道颗粒物含有大量Cl-、SO2-、Ca2+、Fe2+等离子[7]，其中Cl-、SO2-44浓度分别高达46.2l%、0.49%。

湿法除尘系统管道冷凝水中也含有上述腐蚀性成分，只因冷凝水离子浓度低且呈弱酸性，对管网设备腐蚀不明显现，容易被忽视。宝钢、唐钢对湿法除尘系统管道冷凝水进行了分析，测得冷凝水PH值5～7.5，Cl-浓度约2～100×10-6。这是因为在湿法除尘工艺中，煤气中绝大部分固态及气态腐蚀性物质被洗涤水溶解带走，极少数留在净煤气中。

干法除尘工艺中，部分固态腐蚀性物质被除尘布袋拦截，但气态腐蚀性物质（SO2、SO3、H2S、HCl等）及一小部分以微粒形式存在的固态腐蚀性物质通过布袋留在净煤气中。另外炉顶打水调温及管道喷淋降温等都会给煤气带来一定量的饱和水。当环境温度低于水分露点温度时，煤气析出冷凝水，冷凝水与煤气中腐蚀性物质形成离子较高的酸性溶液，对管网及其附属设备产生腐蚀。