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摘 要:对滤袋破损原因进行了分析并论述了两种清灰系统,从温度调节、箱体阀门选择、保温方式和除尘器压差检测系统等角度论述了应用中出现的问题及解决措施。
关键词:袋式 除尘 煤气
中图分类号:X51 文献标识码:A 文章编号:1674-098X(2011)02(a)-0095-01
作为钢铁生产中副产物的高炉煤气蕴含有大量的热能、化学能、机械能及粉尘,若要充分利用其中的能源并保护环境则必须将高炉煤气进行除尘净化,传统湿法除尘技术要耗用大量的水资源并产生大量的泥水污染物,同时煤气的能量损失也高达30％以上,因此研究袋式除尘技术在高炉煤气除尘中的应用对延长滤袋使用寿命具有非常现实的意义。
1 滤袋破损原因分析
使用过程中煤气的流速超过滤袋的允许范围导致滤袋的过滤负荷加大将会降低其使用寿命;通过滤袋的煤气温度过高超出滤袋允许值也将会烧毁滤袋;而当煤气温度过低直至低于其露点温度则会析出冷凝水导致滤袋受潮,受潮后的滤袋则会导致尘粒粘结在滤袋表面而降低其透气性,因此滤袋的阻力逐渐增加直至无法承受压力而破损;若袋式除尘器的反吹清灰系统效果不好,不能将附于滤袋表面的灰尘有效吹刷掉也会导致滤袋的阻力增加直至破损。
2 袋式除尘器反吹清灰系统
煤氣加压反吹清灰系统。该种类型除尘器为内滤式,即含尘煤气由滤袋内部向外部流动,当反吹清灰过程中则方向相反,由加压煤气从滤袋外部向内部冲击将附着于滤袋内表面的尘粒脱落,该种类型清洗系统中经过加压的煤气进入除尘器筒体后,由于筒体的截面较大导致煤气速度迅速降低,因此吹刷滤袋的力量也随之降低,造成吹到滤袋的速度持续平均而仅相当于静加载荷,并且用净煤气作为反吹气源不能保证其质量稳定,当滤袋破损后净煤气的含尘量将会增加,一旦含尘量达到一定程度则会影响煤气加压机的运行。同时该系统为内滤式,使用时净煤气首先排至箱体内,并且在检修和更换滤袋等均在箱体内进行,因此必须考虑工人进入的活动空间,因此减少了箱体的有效使用面积[1]。
氮气脉冲反吹清灰系统。该系统使用中含尘煤气从下部进入除尘器流向滤袋外部而将灰尘积于外表面,当灰尘达到一定厚度时则自动开启反吹系统,氮气以反向进入除尘器,经过脉冲阀后瞬时喷入滤袋而将附着于外表面的灰尘吹落。用氮气作为反冲洗气源时氮气不受滤袋破损的影响,其含尘量及含湿量始终为零,且氮气具有比净煤气加压更高的压力,同时所用的氮气量很少,仅需吹入煤气内万分之几的量,因此其热值影响可忽略不计,并且氮气从每条滤袋口吹入,由于滤袋截面和氮气喷吹口均相对较小因而氮气以高速喷入,同时由于喷吹口的引射作用而将周边净煤气带入滤袋而加大喷吹量,且氮气在经过脉冲阀时再瞬时内全量喷入,此时滤袋所承受的相当于一次冲击载荷,该力量将几倍于静载荷。该系统采用外滤式,净煤气均由袋口排出,工人不需进入箱体内仅需在顶部查看,且对破损的袋口一目了然,且该系统出现个别滤袋破损无需更换,只要将袋口堵塞即可,只有当破损的数量到达一定比例时方需切断煤气进行更换。
3 半净煤气的温度调节
高炉冶炼中产生的荒煤气经过重力除尘后则变为半净煤气,半净煤气经过煤气管路和除尘器前的蝶阀进入除尘器进行除尘,但由于滤袋的滤料抗高温能力的限制,当进入除尘器筒体内的煤气温度过高则会烧毁滤袋,温度过低则会导致糊袋,因此在使用过程中应对其温度进行可靠调控。在使用过程中可采用高炉炉顶喷水冷却和高炉炉顶放散的煤气温度调节,当煤气出现温度突变若仅依靠高炉对煤气进行温度调节实现除尘器非正常运行,因此目前经常采用的降温方法有冷热交换器法、燃烧法、交叉备用法以及脱水法等。冷热交换法是利用水、空气、高炉烟气或燃烧废气等作为冷热交换介质来调节煤气温度,采用水为介质一般采取管外喷淋水冷法或导管式冷却器法;燃烧法是通过放散塔点火将温度不和要求的煤气烧掉,该种方法对煤气温度调节方便,但其放散时的粉尘直接排放到大气中而污染环境;交叉备用法是将备用筒体循环使用来减少滤袋承受高温的时间,该方法的建设成本较高,控制难点也较大;脱水法是向煤气中喷入石灰粉等脱水剂来将煤气中的水分去除以免糊袋,在运行中的反应热使煤气温度升高或降低实现对煤气温度的调节[2]。
4 除尘器箱体阀门的选择
箱体进口阀门是当滤袋出现问题需要更换时来切断或开启煤气,由于煤气含尘浓度高、压力大,属于剧毒气体因此需要阀门迅速开启或关闭,并要求其严密性较好,系统中常设有一个盲板切断阀门和一个直板尘气蝶阀,由于系统在运行时管网压力较大容易产生蝶阀密闭性不和要求的现象,导致箱体内压力降低,甚至造成含尘煤气外泄。发生该类现象可将直板尘气蝶阀更换为金属密闭蝶阀,并在金属密闭蝶阀与电动眼镜阀门间安装清灰孔便于对系统定时清灰以保证其关闭的严密性。
5 保温方式
系统一般在箱体下椎体和中间灰斗处设置双重保温,并在外壁敷设硅酸盐复合绝热材料,同时将其制作为带夹层的双层结构实现将蒸汽通入夹层来实现保温,但通入蒸汽时可发生蒸汽内外渗漏现象,当蒸汽内渗则可使粉灰潮湿板结而不能正常除灰,甚至出现煤气潮湿、滤袋粘敷现象,蒸汽外渗则会影响作业环境的安全与美观,因此为了避免该类现象可将蒸汽保温系统取消以考除尘灰靠自身余热完成卸灰过程,并可节约能源。
6 除尘器压差检测系统
除尘器压差检测是保证其正常运行和高效除尘的关键,一般检测点在煤气进出总管部位各一个,并在每个箱体的上箱体内花板上方的净煤气室内各一个,但由于安装等方面原因导致箱体内煤气流动状态和压差变化,同时煤气流在筒体内的流动状态也存在差异等导致压差信号检测方式不能准确反映各个箱体内煤气压力的真是变化,并且当某个箱体内滤袋出现损坏或糊袋等现象时压差检测模式不能及时帮助操作人员准确判断问题,对于该现象可在每个筒体内的花板上下分别设置一个压力信号采集点来测定花板上下压力差,并可通过该压力差来判断箱体内滤袋是否出现破损或糊袋,当阻力增加时则表示局部糊袋,阻力下降则表示局部出现破损,同时采用花板上下压差的信号来控制除尘器的喷吹以使其更具有实时性,并可减少喷吹次数以减少滤袋的抖动次数,从而延长滤袋寿命,并可降低能耗、减少压缩气体用量等。
7 结语
冶炼行业生产过程中煤气处理效果关系到对其有效利用以及环境保护,并可影响到钢铁企业是否实现可持续发展行业以及成为环境友好型企业,因此在煤气处理中采用灵活可靠 的温度调节,正确对阀门选型以及合理设置除尘器压差检测采样点等可实现系统的安全、高效、环保、低耗的模式运行。
参考文献
[1] 张殿印,张学义．除尘技术手册[M]．北京:冶金工业出版社,2002．
[2] 张卫东,苏海佳,高坚.袋式除尘器及其滤料的发展[J]．化工进展,2003,22.
关键词:袋式 除尘 煤气
中图分类号:X51 文献标识码:A 文章编号:1674-098X(2011)02(a)-0095-01
作为钢铁生产中副产物的高炉煤气蕴含有大量的热能、化学能、机械能及粉尘,若要充分利用其中的能源并保护环境则必须将高炉煤气进行除尘净化,传统湿法除尘技术要耗用大量的水资源并产生大量的泥水污染物,同时煤气的能量损失也高达30％以上,因此研究袋式除尘技术在高炉煤气除尘中的应用对延长滤袋使用寿命具有非常现实的意义。
1 滤袋破损原因分析
使用过程中煤气的流速超过滤袋的允许范围导致滤袋的过滤负荷加大将会降低其使用寿命;通过滤袋的煤气温度过高超出滤袋允许值也将会烧毁滤袋;而当煤气温度过低直至低于其露点温度则会析出冷凝水导致滤袋受潮,受潮后的滤袋则会导致尘粒粘结在滤袋表面而降低其透气性,因此滤袋的阻力逐渐增加直至无法承受压力而破损;若袋式除尘器的反吹清灰系统效果不好,不能将附于滤袋表面的灰尘有效吹刷掉也会导致滤袋的阻力增加直至破损。
2 袋式除尘器反吹清灰系统
煤氣加压反吹清灰系统。该种类型除尘器为内滤式,即含尘煤气由滤袋内部向外部流动,当反吹清灰过程中则方向相反,由加压煤气从滤袋外部向内部冲击将附着于滤袋内表面的尘粒脱落,该种类型清洗系统中经过加压的煤气进入除尘器筒体后,由于筒体的截面较大导致煤气速度迅速降低,因此吹刷滤袋的力量也随之降低,造成吹到滤袋的速度持续平均而仅相当于静加载荷,并且用净煤气作为反吹气源不能保证其质量稳定,当滤袋破损后净煤气的含尘量将会增加,一旦含尘量达到一定程度则会影响煤气加压机的运行。同时该系统为内滤式,使用时净煤气首先排至箱体内,并且在检修和更换滤袋等均在箱体内进行,因此必须考虑工人进入的活动空间,因此减少了箱体的有效使用面积[1]。
氮气脉冲反吹清灰系统。该系统使用中含尘煤气从下部进入除尘器流向滤袋外部而将灰尘积于外表面,当灰尘达到一定厚度时则自动开启反吹系统,氮气以反向进入除尘器,经过脉冲阀后瞬时喷入滤袋而将附着于外表面的灰尘吹落。用氮气作为反冲洗气源时氮气不受滤袋破损的影响,其含尘量及含湿量始终为零,且氮气具有比净煤气加压更高的压力,同时所用的氮气量很少,仅需吹入煤气内万分之几的量,因此其热值影响可忽略不计,并且氮气从每条滤袋口吹入,由于滤袋截面和氮气喷吹口均相对较小因而氮气以高速喷入,同时由于喷吹口的引射作用而将周边净煤气带入滤袋而加大喷吹量,且氮气在经过脉冲阀时再瞬时内全量喷入,此时滤袋所承受的相当于一次冲击载荷,该力量将几倍于静载荷。该系统采用外滤式,净煤气均由袋口排出,工人不需进入箱体内仅需在顶部查看,且对破损的袋口一目了然,且该系统出现个别滤袋破损无需更换,只要将袋口堵塞即可,只有当破损的数量到达一定比例时方需切断煤气进行更换。
3 半净煤气的温度调节
高炉冶炼中产生的荒煤气经过重力除尘后则变为半净煤气,半净煤气经过煤气管路和除尘器前的蝶阀进入除尘器进行除尘,但由于滤袋的滤料抗高温能力的限制,当进入除尘器筒体内的煤气温度过高则会烧毁滤袋,温度过低则会导致糊袋,因此在使用过程中应对其温度进行可靠调控。在使用过程中可采用高炉炉顶喷水冷却和高炉炉顶放散的煤气温度调节,当煤气出现温度突变若仅依靠高炉对煤气进行温度调节实现除尘器非正常运行,因此目前经常采用的降温方法有冷热交换器法、燃烧法、交叉备用法以及脱水法等。冷热交换法是利用水、空气、高炉烟气或燃烧废气等作为冷热交换介质来调节煤气温度,采用水为介质一般采取管外喷淋水冷法或导管式冷却器法;燃烧法是通过放散塔点火将温度不和要求的煤气烧掉,该种方法对煤气温度调节方便,但其放散时的粉尘直接排放到大气中而污染环境;交叉备用法是将备用筒体循环使用来减少滤袋承受高温的时间,该方法的建设成本较高,控制难点也较大;脱水法是向煤气中喷入石灰粉等脱水剂来将煤气中的水分去除以免糊袋,在运行中的反应热使煤气温度升高或降低实现对煤气温度的调节[2]。
4 除尘器箱体阀门的选择
箱体进口阀门是当滤袋出现问题需要更换时来切断或开启煤气,由于煤气含尘浓度高、压力大,属于剧毒气体因此需要阀门迅速开启或关闭,并要求其严密性较好,系统中常设有一个盲板切断阀门和一个直板尘气蝶阀,由于系统在运行时管网压力较大容易产生蝶阀密闭性不和要求的现象,导致箱体内压力降低,甚至造成含尘煤气外泄。发生该类现象可将直板尘气蝶阀更换为金属密闭蝶阀,并在金属密闭蝶阀与电动眼镜阀门间安装清灰孔便于对系统定时清灰以保证其关闭的严密性。
5 保温方式
系统一般在箱体下椎体和中间灰斗处设置双重保温,并在外壁敷设硅酸盐复合绝热材料,同时将其制作为带夹层的双层结构实现将蒸汽通入夹层来实现保温,但通入蒸汽时可发生蒸汽内外渗漏现象,当蒸汽内渗则可使粉灰潮湿板结而不能正常除灰,甚至出现煤气潮湿、滤袋粘敷现象,蒸汽外渗则会影响作业环境的安全与美观,因此为了避免该类现象可将蒸汽保温系统取消以考除尘灰靠自身余热完成卸灰过程,并可节约能源。
6 除尘器压差检测系统
除尘器压差检测是保证其正常运行和高效除尘的关键,一般检测点在煤气进出总管部位各一个,并在每个箱体的上箱体内花板上方的净煤气室内各一个,但由于安装等方面原因导致箱体内煤气流动状态和压差变化,同时煤气流在筒体内的流动状态也存在差异等导致压差信号检测方式不能准确反映各个箱体内煤气压力的真是变化,并且当某个箱体内滤袋出现损坏或糊袋等现象时压差检测模式不能及时帮助操作人员准确判断问题,对于该现象可在每个筒体内的花板上下分别设置一个压力信号采集点来测定花板上下压力差,并可通过该压力差来判断箱体内滤袋是否出现破损或糊袋,当阻力增加时则表示局部糊袋,阻力下降则表示局部出现破损,同时采用花板上下压差的信号来控制除尘器的喷吹以使其更具有实时性,并可减少喷吹次数以减少滤袋的抖动次数,从而延长滤袋寿命,并可降低能耗、减少压缩气体用量等。
7 结语
冶炼行业生产过程中煤气处理效果关系到对其有效利用以及环境保护,并可影响到钢铁企业是否实现可持续发展行业以及成为环境友好型企业,因此在煤气处理中采用灵活可靠 的温度调节,正确对阀门选型以及合理设置除尘器压差检测采样点等可实现系统的安全、高效、环保、低耗的模式运行。
参考文献
[1] 张殿印,张学义．除尘技术手册[M]．北京:冶金工业出版社,2002．
[2] 张卫东,苏海佳,高坚.袋式除尘器及其滤料的发展[J]．化工进展,2003,22.