高炉煤气处理系统
一． 煤气处理包括：（1）除尘；（2）脱水。
二． 煤气除尘设备及原理
（1）除尘流程
a.除尘的原因及目的；
高炉冶炼过程中，从炉顶排出大量煤气，其中含有CO、H2、CH4等可燃气体，可以作为热风炉、焦炉、加热炉等的燃料。但是由高炉炉顶排出的煤气温度为150～300ºC,标态含有粉尘约40～100 g/m3。如果直接使用，会堵塞管道，并且会引起热风炉和燃烧器等耐火砖衬的侵蚀破坏。因此，高炉煤气必须除尘后才能作为燃料使用。
b.煤气除尘设备：湿法除尘、干法除尘。 湿法除尘：干法除尘：
干法除尘有两种，一种是用耐热尼龙布袋除尘器，另一种是干式电除尘器。
（2）设备
a.粗除尘设备：重力除尘器、旋风除尘器
重力除尘器： 利用自身的重力使尘粒从烟尘中沉降分离的装置。
重力除尘器除尘原理是突然降低气流流速和改变流向，较大颗粒的灰尘在重力和惯性力作用下，与气分离，沉降到除尘器锥底部分。属于粗除尘。
重力除尘器上部设遮断阀，电动卷扬开启，重力除尘器下部设排灰装置。
重力除尘器是借助于粉尘的重力沉降，将粉尘从气体中分离出来的设备。粉尘靠重力沉降的过程是烟气从水平方向进入重力沉降设备，在重力的作用下，粉尘粒子逐渐沉降下来，而气体沿水平方向继续前进，从而达到除尘的目的。
在重力除尘设备中，气体流动的速度越低，越有利用沉降细小的粉尘，越有利于提高除尘效率。因此，一般控制气体的流动速度为1—2m／s，除尘效率为40％一60％。倘若速度太低，则设备相对庞大，投资费用增高，也是不可取的。在气体流速基本固定的情况下，重力除尘器设计得越长，越有利于提高除尘效率，但通常不宜超过10m长。
旋风除尘器： 除尘机理是使含尘气流作旋转运动，借助于离心力降尘粒从气流中分离并捕集于器壁，再借助重力作用使尘粒落入灰斗。
影响除尘效率的因素
1、进气口
旋风除尘器的进气口是形成旋转气流的关键部件，是影响除尘效率和压力损失的主要因素。切向进气的进口面积对除尘器有很大的影响，进气口面积相对于筒体断面小时，进人除尘器的气流切线速度大，有利于粉尘的分离。
第１期 ２９］３年 月 中国化工贸易 Ｃｈｉｎａ Ｃｈｅｒｏｉｃａｌ Ｔｒａｄｅ 设备 设备功能过早失效。尤其是阀门在没有完全开启状态下，阀门开启度 越小，荒煤气在阀体处流速越大，阀体及连接部位的管道切削冲刷越 严重。 ２＃荒煤气放散工艺图（改前）／、 荒煤气放散塔 Ｉ １１ 均压阀 均压管ＤＮ３００ 窍筠辱； 侥 － 放散蝶阀 眼镜阀 减压阀组 图四 １．３阀门异常无法开启原因分析 荒煤气放散系统蝶阀存在一定量的泄漏，荒煤气对蝶阀冲刷导致 蝶阀密封间隙增大，煤气泄漏量大于系统均压时的排泄量，眼镜阀前 后压差大导致阀门无法开启。放散蝶阀积灰板结严重，无法开启。 ２０１０年３月３日荒煤放散蝶阀由于阀体内部集结的瓦斯灰板结，导致 阀门卡死，在开启放散蝶阀时蝶阀主轴断裂（图五），蝶阀无法打开， 导致２＃高炉荒煤系统不能放散。眼镜阀箱体内部积灰板结严重，压紧 装置及眼镜阀阀板被卡在板结瓦斯灰中无法动作。
图五 在荒煤气放散系统环境中运行，因阀门冷态、热态温差过大（高 炉异常情况下可达到３ｏｏ￣ｃ），阀板与介质接触（在密闭空间内），对 外传热较小，而阀体外部与空气直接接触，对外传热相对较大。因此， 在相同温差下，阀体、阀板的线膨胀差异直接导致阀门长期使用过程 出现卡死现象。 １．４放散塔排污管道设计不合理原因分析 攀钢２＃荒煤放散系统由于设计初期，将分子密封器排污管与长明 火排污管、点火管排污管汇集在一起，容易造成焦炉煤气从排污管窜 入分子密封器内，一旦分子密封器内的氮气与大气逐渐发生气体交换， 增加了密封器内部的氧含量，在放散塔长明火（火源）的影响下，形 成“燃爆”风险。 １．５系统眼镜阀隐患，将导致系统设运行恶化加剧原因分析 眼镜阀内密封面容易结垢，密封面出现凹凸不平现象，眼镜阀密 封圈在压紧状态下，无法实施有效密封，导致荒煤气泄漏。、其次是眼 镜阀密封圈容易受高温老化，导致密封圈使用周期降低。眼镜阀阀板 及阀座通道处容易结垢，在眼镜阀压紧装置完全松开的情况下，阀板 密封圈与阀座距离缩短，致使密封圈在阀板移动时被突出的灰垢刮落， 导致眼镜阀出现泄漏。荒煤气的泄漏直接导致眼镜阀密封面、密封圈 被冲刷，使眼镜阀运行状况进一步恶化，大量泄漏粉尘不断眼镜阀箱 体内部汇集、板结导致眼镜阀功能完全丧失。 ２．改进措施 ２．１放散系统阀门积灰板结改进措施 针对这种积灰现象，作为现场技术人员对局部工艺布局进行了深 入的研讨分析，考虑采用重力消除管道和放散蝶阀处积灰，在瓦斯灰 还没有板结前及时清除放散蝶阀及其管道积灰现象，最好的措施是将 放散蝶阀的阀体由立式安装变为水平安装，眼镜阀前部管道改为垂直 安装（如图六），同时放散系统的管道整体提高，这样放散蝶阀体内就 不容易积灰，部分粒度较大的粉尘在重力作用下沉入入口管道，阀体 积灰这一难题得到有效解决。 ２＃荒煤气放散工艺图（改后）一 荒煤气放散塔 Ｉ ＾ 旁通管 眼镜 蓄 ： 』蒜 豁 组 ．哪 ２．放散系统阀门及管道受到荒煤气冲刷改进措施 在减压阀组前增设切断型煤气密封阀组，此密封阀组采用线密封 结构，阀门打开时，阀板旋至侧面，通路无阻挡件，对介质流向导入 角改变较小，阀体磨损也就相对较低。降低气体流经阀体或管壁的速 度，结合清洗三站煤气放散阀与筒体排灰系统煤气密封阀的使用效果， 采用轴向端面密封型阀门，由于温度对其密封的影响相对较小，并且 阀板采用整体悬臂结构，阀门打开时，通路无阻挡物，按照流体力学 中附面层的影响，层流状态下，管道壁的流速最小，因此降低放散系 统阀门及管道容易受到荒煤气冲刷。管道内部增加倒流装置，阀门出 入口等关键部位涂抹耐磨水泥，防止设备受到冲刷，延长设备使用 寿命。 ３．阀门异常无法开启改进措施 攀钢２＃荒煤气２０１０年３月３日出现荒煤放散蝶阀由于阀体内部 集结的瓦斯灰板结，导致阀门卡死，在开启放散蝶阀时蝶阀主轴断裂， 蝶阀无法打开，导致２｝｝高炉荒煤系统不能放散。根据现场实际情况， 为了确保系统设备的安全运行，在２＃荒煤气入１：３总管增设旁ＤＮ６００ 的通管道，防止放散系统设备在出现异常情况下，紧急启用旁通放散， 达到保护系统设备安全的目的。 ４．放散塔排污管道设计不合理改进措施 放散塔排污管道设计不合理，导致放散系统存在“燃爆”风险， 针对这一现象，我们采取了以下措施。 ４．１将分子密封器排污管与焦炉煤气排污管分开铺设，分别接入单 独的排污罐，并在放散塔下增设排污二次门。 ４，２在荒煤气放散插板阀后加装氮气吹扫头，长期对荒煤气放散管 进行充氮保压。 ４．３完善荒煤气放散控制程序和运行维护规程。 ５．眼镜阀密封部位隐患治理措施 根据眼镜阀密封部位出现的隐患对设备的影响，我们采取了以下 治理措施：利用每次高炉休风的机会对荒煤气放散系统的眼镜阀进行 检查，及时把眼镜阀密封面上形成的灰垢清理干净，对有损伤、脱落、 磨损的密封圈及时更换，及时清理眼镜阀体内部的积灰。对眼镜阀的 压紧装置和传动装置进行检查维护。使眼镜阀运行状态受控，消除眼 镜阀煤气泄漏等隐患。 三、改后效果 经过荒煤气放散系统的改造情况来看，荒煤气放散系统阀门、管 道积灰问题得到有效解决。阀门异常磨损（冲刷）得到根本治理。由 于采用耐磨层冲刷材料，极大延长设备的使用寿命。从改造以来运行 至今，设备目前仍然稳定运行。攀钢２样荒煤气放散系统的成功改造， 堪称攀钢荒煤气放散系统技术改造成功的经典列子。其技术改造方案 被成功的运用到攀钢１＃、３群荒煤放散系统中去。 ‘ 参考文献 １］王文斌 械设计手册》机械工业出版社２００４ ２】吴望一《流体力学》北京大学出版社２０００ ０｝ ’爨０ 嘲。驻｛ 教曩《》ｌ中国化工贸易ｌ ０５３ 、＼ ．． 、 、 』
第1页共7页 高炉煤气系统安全技术规程
1、未经三级安全教育和技术考试、安全考试不合格者不准上岗操作。
2、各高炉热风炉工必须严格听从公司调度室的指挥调度，得到撤炉命令后，必须立即撤炉，严禁借故拖延，在特殊情况下，由热风段长和总调度室协商解决。
3、煤气压力低于5KPa时,煤气切断阀自动关闭，立即按停止烧炉处理。
4、工作区域内煤气含量超过24PPM时必须遵守以下规定：
4.1氧化碳浓度高于24PPM，低于40PPM，连续工作不得超过一小时。
4.2一氧化碳浓度高于40PPM，低于80PPM，连续工作不得超过半小时。
4.3一氧化碳浓度高于80PPM，低于160PPM，连续工作不得超过____分钟，且每次工作间隔不得小于二小时。当一氧化碳浓度高于160PPM，必须配戴空气呼吸器方可进行工作。
5、各种可燃气体的爆炸范围和着火点：
5.1高炉煤气爆炸范围____%-____%，着火点700-750℃。
5.2焦炉煤气爆炸范围____%-____%，着火点600℃。
____天然气爆炸范围____%-____%，着火点550℃。
6、高炉低压到____%以下时必须立即关冷风大闸。
7、本高炉低压到____%以下时热风炉必须全部停烧。 第2页共7页 8、在生产的煤气设施和管道上动火必须事先办理动火手续，准备好空气呼吸器、灭火器材，在煤气压力保持正压状态，有煤防站监护的前提下方可进行。
9、长期休风未驱除净煤气之前不得动火。
10、高炉炉顶氮气必须畅通无阻，必须保持足够的压力。
11、发生煤气着火事故后，直径在____毫米以上的管道，应逐渐关门降低煤气压力，但压力不得小于50-100Pa，并往管道内通入蒸汽灭火。如管道内部着火，应关闭所有放散阀、人孔，通入蒸汽灭火。
12、短期休风和炉顶不点火的长期休风，上下密必须关严。
13、检修煤气设备用的工具应为铜质工具，如用铁质工具必须涂油。
14、煤气管道和煤气设备未经主管部门同意，不得私自乱接乱改。
江苏沙钢高炉煤气干法除尘器及除尘工艺系统设计方案
江苏沙钢380m3高炉煤气干法除尘器及除尘工艺系统设计方案
作者：耿存友
前言
高炉煤气净化分为湿法除尘和干法除尘俩类，根据我国的能源和环保政策，干法除尘属于环保节能项目，位于国家钢铁行业当前首要推广的“三干壹电”（高炉煤气干法除尘、转炉煤气干法除尘、干熄焦和高炉煤气余压发电）之首。干法布袋除尘代替湿法除尘将是壹大趋势。因此，我们在引进和吸收国内外各家先进技术的基础上，经过多年大量分析和研究设计出壹套高效经济、安全可靠、实用方便的高炉煤气干法布袋除尘工艺系统及高炉煤气干法布袋除尘器，且于2003年在江苏沙钢三座380m3高炉上得到了应用和验证，目前，整个系统运行状况良好，操作简单，维护方便。以下着重介绍此高炉煤气除尘器及除尘工艺系统设计方案。
1。工艺系统组成及工作原理
1.1 工艺系统组成及工艺流程（见图壹）
江苏沙钢三座380m3高炉高炉煤气干法布袋除尘工艺系统组成分为：高炉煤气干法布
袋除尘系统和高炉煤气干法布袋除尘系统支架平台（见图二，此图为其中俩座高炉煤气除尘系统平台第三座平台为后期设计且列连在这个平台之上）俩部份。
工艺系统工艺流程图壹 荒煤气总管
液动式盲板阀
九个并联筒式除尘器箱体
净煤气出气总干管 气动式密封蝶阀
灰仓
江苏沙钢380m3高炉煤气除尘工艺系统图二 1.1.1高炉煤气干法布袋除尘系统主要由：荒煤气进气总干管路系统（主要由总干管和膨胀节组成）、九个进气支管路系统（主要由进气支管、液动式盲板阀、气动式密封蝶阀等组成）、九个筒式除尘器箱体（主要由净煤气室、荒煤气室、本体锥形灰斗、中间卸灰球阀、中间灰斗、卸灰球阀、星型卸料器、布袋脉冲喷吹装置、灰斗脉冲清堵装置、安全防爆装置、人孔检修装置等组成），九个出气支管路系统（主要由出气支管、液动式盲板阀、气动式密封蝶阀等组成）、净煤气出气总干管路系统（主要由总干管和膨胀节组成）、输灰系统（由链运机组成）、安全放散管路系统、蒸汽旁管加热及保温系统、氮气管路系统、液压管网系统（由液压站、管网及各式阀组成，为各液动阀门提供动力、各液脂润滑点提供润滑脂）、料位监测系统、温度监测系统、差压监测系统、出气总干管煤气流量、含量监测系统、环境煤气浓度监测报警系统、电气、仪表及自动化控制系统.
