2500m3高炉干湿法除尘方案比较讲解.docx

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2500m3高炉干湿法除尘方案比较讲解

2500m3高炉干湿法除尘方案比较

高炉煤气净化有湿法和干法两种工艺，在调研的基础上对此两种工艺在工艺过程、能源介质消耗、工程占地、投资及发电等方面做简要比较。

1．工艺流程对比

1.1干法煤气净化工艺

（1）设计条件及参数

高炉煤气发生量：

420000Nm3/h，最大460000Nm3/h。

高炉炉顶压力：

正常0.2MPa，设计0.25MPa。

高炉炉顶温度：

90℃～250℃。

事故状态炉顶温度（最大）:

550℃。

荒煤气含尘量：

≤20g/Nm3

（2）煤气净化概述

高炉煤气净化采用低压脉冲布袋除尘器，其工艺流程如下：

重力除尘器→阀门布袋除尘器→阀门→TRT→净煤气总管

气力输灰管道调压阀组

大灰仓

加湿机

经重力除尘器粗除尘的高炉煤气，从布袋除尘器的进气管进入下部箱体，经气流分布器进行机械分离后，大颗粒粉尘被分离直接进入灰斗，较细的粉尘均匀进入箱体中部而吸附在布袋外表面形成“尘饼”，在“尘饼”及布袋的共同作用下，使煤气中的含尘浓度降到5mg/Nm3以下，从箱体上部排入煤气出气管，进入TRT或调压阀组系统。

煤气净化布袋除尘器主要有箱体、中间灰斗、进出风管、喷吹装置、滤袋装置、防闭塞装置、泄爆装置、气力输灰系统等组成。

布袋脉冲清灰系统：

每个除尘器箱体配有16个脉冲阀，脉冲阀的开关有PLC控制。

箱体需清灰时，首先关闭箱体进、出口管上的电动蝶阀、电动眼镜阀，由PLC控制16个脉冲阀的喷吹，喷氮时间为0.1～0.2s（时间可调）,相邻两个脉冲阀喷氮时间间隔6s（时间可调），16个脉冲阀依次喷吹完毕，打开进、出口管上的眼镜阀、蝶阀，箱体重新进入正常状态。

相邻两个箱体清灰时间间隔为10s（时间可调），14个箱体依次吹完。

生产运行时由PLC控制自动清灰，或由箱体进、出口总管煤气压差控制清灰（实际压差≥5kpa即自动清灰）。

卸输灰系统：

采用气力输灰，卸输灰工艺流程为除尘器筒体→气动卸灰球阀→气力输灰装置→大灰仓→加湿机→运灰车。

气力输灰装置采用正压浓相输送，输灰介质采用氮气，每个筒体下设1个0.5m3仓泵，氮气通过进气组件，渗透到仓泵内部与物料混合，使物料成流态化状态输送，每个仓泵为1个输送单元（共14个），输送单元接入输灰总管组成流态化气力除灰系统，将仓泵收集的飞灰送至大灰仓，输灰系统间断运行，大灰仓容积100m3，大灰仓顶部设脉冲布袋除尘器，脉冲气源为氮气，储灰仓设置高、低料位检测及报警，输灰氮气经布袋除尘后放散至大气中。

为便于卸灰，大灰仓锥体上设置氮气炮，并设仓壁振动器，每个氮气炮上设置两个脉冲阀。

氮气炮可在现场和控制室的PLC上控制。

输灰管道采用20#无缝钢管，弯头内衬耐磨陶瓷材料，管道弯曲半径不小于10倍管道直径，管道具有防堵功能，同时输送管上设置事故排堵阀。

气力输灰系统能实现自动、远操、就地控制。

温度控制系统：

高炉正常运行时，进入布袋除尘器的煤气温度为90℃～250℃。

高炉非正常运行时，煤气温度能达到550℃或小于90℃，煤气温度过高，进入除尘器时能烧坏布袋，温度过低时煤气可能结露造成布袋除尘及清灰困难。

为防止煤气结露，除尘器箱体及中间灰斗用硅酸铝纤维毡作保温层，同时用蒸汽保温。

当高炉煤气高于250℃时，对高温煤气采用炉顶喷雾水的处理方式，使高炉的高温煤气降至煤气净化系统可以处理的范围内。

当高温煤气经喷雾降温处理后仍不能满足除尘器的要求，对高温煤气进行炉顶放散。

当高炉煤气低于90℃时，对低温煤气进行炉顶放散。

PLC控制及仪表检测系统：

重力除尘器出口煤气温度、压力检测，温度低于90℃及高于250℃报警；净煤气出口总管温度、压力、流量检测；除尘器每个箱体的进出口压差检测；氮气总管压力、流量检测；氮气减压阀后压力检测及调节；净煤气总、支管出口粉尘浓度检测；压缩空气压力、流量检测；蒸汽压力、温度、流量检测；除尘器每个箱体温度（在卸灰阀上部1.5米处设温度计）检测；除尘器每个箱体料位检测；仓泵料位检测，大灰仓高、低料位检测及报警；煤气净化系统包括气力输灰各运转设备（除电动葫芦、加湿机外）由PLC集中控制，另设现场手动操作箱。

加湿机卸灰处各设1套固定式CO煤气报警仪。

要求以上各检测点远传至控制室显示。

布袋检漏系统：

设有布袋破损检测，在净煤气总管上设有1台煤气自动在线检漏仪，在每个箱体出口管上分别设有煤气自动在线检漏和人工取样检测点。

（3）主要设备选型

A．布袋除尘器（见下表）

序号

项　　　目

技　　术　　参　　数

1

设备名称

布袋除尘器

2

煤气发生量

平均420000Nm3/h，最大460000Nm3/h

3

过滤面积

16247m2

4

过滤风速（压力按0.2MPa，流量按460000Nm3/h，温度按250℃）

正常过滤时

0.3m/min

一室清灰时

0.33m/min

一室清灰一室检修时

0.35m/min

5

进气温度

正常＜260℃（事故＜320℃不超过30分钟）

6

炉顶煤气压力

0.2MPa，设计0.25MPa

7

泄爆压力

0.3MPa

8

荒煤气含尘量

≤20g/Nm3

9

净煤气含尘量

＜5mg/Nm3

10

阻力损失

≤1800Pa

11

筒体直径

5200mm

12

分室数量

14个

13

滤袋数量

4620条

14

每室数量

330

15

滤袋规格

Ф160×7000

16

滤袋材质

氟美斯9806800g/m2

17

脉冲阀数量

224个

18

清灰氮气压力、耗量

（间断使用）

0.35～0.4MPa，9.6～12m3/min

19

输灰氮气压力、耗量

（间断使用）

0.3MPa，8.5m3/min

20

蒸气用量（间断使用）

1000Kg/h（最大）

21

压缩空气（间断使用）

0.6MPa，5m3/min

22

设备数量

1套

B．储罐

系统设10m3氮气罐2个

C．气力输灰装置

14个仓泵，设计压力0.7MPa，工作压力0.3MPa（最高压力），容积V=0.5m3，内设料位计。

技术参数：

序号

参数名称

输送系统

1

平均料气比（kg/kg）

＞40

2

一个仓泵系统设计出力（t/h）

10

3

输送压力（MPa）

≤0.3

4

输送起始速度（m/s）

7

5

输送末端速度（m/s）

12

6

尖峰耗气量（m3/min）

8.5

7

吨米气耗量（Nm3/t.m）

0.005

一个仓泵系统运行时间如下：

单元

输送出力（t/h）

输送罐容积（m3）

每次输送灰量（t）

每次输送时间（min）

输送次数（次/h）

单元

10

0.5

1.25

7.5

8

（4）主要技术经济指标

序号

项目

技术参数

1

处理煤气量

平均420000Nm3/h，最大460000Nm3/h

2

荒煤气含尘量

≤20g/Nm3

3

净煤气含尘量

＜5mg/Nm3

4

输灰氮气耗量

压力：

0.3MPa，最大8.5m3/min，

清灰氮气耗量

压力：

0.35～0.4MPa，9.6～12m3/min

5

压缩空气耗量

5Nm3/min，间断使用，压力：

0.6MPa

6

蒸汽耗量

1000Kg/h（最大），压力：

0.4MPa，温度170℃

7

水耗量

加湿机：

10～20m3/h，间断使用，压力：

0.3～0.6MPa

（5）占地

除尘器本体24m×45.5m，储灰仓9m×6.5m，发电厂占地40×40m，合计用地2750m2。

煤气净化除尘器综合工程估算表（不包括基础）

序号

名称

规格型号

总价（万元）

备注

一、主体部分

873

二、气力输灰系统

272

三、储灰仓

36

四、阀门系统

305

五、除尘器本体管路、系统钢结构框架、支撑、爬梯、平台

920

六、

电控系统

1套

220

七、

线缆、桥架

1套

110

八、

运费

18

九、

安装费

100

合计

2854

1.2湿法除尘工艺

（1）工艺流程

一般高炉湿法除尘工艺流程图如下：

RD型文式管

快速冷却塔

重力除尘器

高炉煤气

净煤气管网

脱水器

减压阀组

灰泥补集器

污水处理

TRT

1）快速冷却塔（蒸喷塔）

内部设有多层喷头，高炉煤气高进低出，与塔内各层喷头喷出的细水滴相接触，捕集煤气中灰尘，冷却煤气。

2）RD型文式管（精除尘）

高炉煤气由蒸喷塔而下通过文式管收缩段及RD可调喉口缝隙时，流速增大形成湍流运动状态，与水箱喷入的水滴充分接触，达到捕集灰尘的效果。

3）灰泥捕集器

4）排水处理系统

洗涤塔下部设置2支高低位连通管道，根据连通器原理，利用PID调节系统，控制排水蝶阀，保证洗涤塔液位高度封存煤气。

5）水处理

高炉煤气采用湿法除尘，需循环水量1050m3/h，供水压力0.4Mpa，供水温度35℃，回水温度45℃。

水处理工艺如下图示：

煤气洗涤水沉淀池热水池提升泵冷却塔

冷水池

污泥池

污泥脱水加压泵

用户

（2）湿法除尘工艺技术指标

以2500m3高炉为例，煤气发生量420000m3/h，湿法除尘工艺主要技术指标：

1）动力消耗：

循环水量：

1050m3/h，新水消耗量8.4m3/h。

2）TRT发电量：

2500m3高炉湿法除尘TRT发电量约7500kW/h，比干法少发电量43%左右。

3）系统占地面积

包括煤气洗涤系统、TRT发电系统占地面积2500m2。

4）煤气质量

含尘量，mg/m3

≤10

含水量，g/m3

25

煤气温度℃

45~60

压力损失KPa

20~35

5）投资估算

洗涤塔（包括填料、配套仪表等）约300万元。

钢制斜板沉淀池一座：

25X10米（240万）

污泥脱水间一座：

15X8米（双层）30万

污泥池一座：

10万

水泵房一座：

9X24米（22万）

热水池一座：

13X10米（40万）

冷水池一座：

13X12米（50万）

提升泵2台：

（12万）

供水泵2台：

（20万）

污泥泵2台：

（12万）

污泥脱水机2台：

（40万）

玻璃钢冷却塔1台：

（25万）

5T悬挂起重机：

2台（15万）

DN500钢管500米（35万）

阀门一宗（30万）

电气仪表一宗（120万）

综合投资估算：

约1000万元

2．综合比较

经对比，干法投资较高，工艺过程尚需氮气、蒸汽、压缩空气，但除尘效果好，发电量比湿法高26%；湿法投资较低，除尘效果不及干法，发电量较低。

2500m3高炉煤气净化干、湿法综合比较表

干法

湿法

备注

处理煤气量

平均420000Nm3/h，最大460000Nm3/h

平均420000Nm3/h，最大460000Nm3/h

荒煤气含尘量

≤20g/Nm3

≤20g/Nm3

净煤气含尘量

＜5mg/Nm3；

温度90~105℃；

≤10mg/Nm3，

含水量25g/m3；

温度45~60℃；

压力损失20~35KPa

输灰氮气耗量

压力：

0.3MPa，最大8.5m3/min，

清灰氮气耗量

压力：

0.35～0.4MPa，9.6～12m3/min

压缩空气耗量

5Nm3/min（间断使用）压力：

0.6MPa

蒸汽耗量

1000Kg/h（最大），压力：

0.4MPa；

温度170℃

水耗量

加湿机：

10～20m3/h，间断使用；

压力：

0.3～0.6MPa

循环水量：

1050m3/h，

新水消耗量8.4m3/h。

发电量

TRT发电量约10190kW/h

TRT发电量约7500kW/h

占地

2750m2

2500m2

投资估算

2854万元

1000万元

可比项