袋式除尘器在黑色冶金工业的应用
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第二节 袋式除尘器在黑色冶金工业的应用
钢铁生产线从原料输入到成品输出，每一生产工序散发大量烟尘、粉尘，平均每吨钢产尘量约75㎏。按2008年我国钢产量5.0亿吨计，全年产尘量3750万吨，是大气环境的一大污染源。
一、焦炉除尘
1、生产工艺及污染源
焦炉由多个炭化室及装煤、推焦、熄焦设备组成。炉顶移动式装煤车从煤塔接受煤料装入炭化室，经高温干馏制成焦炭，同时产生荒煤气。灼热焦炭由推焦机推出，经由拦焦车至熄焦车并送熄焦塔熄焦。荒煤气经上升管、集气管送往煤气净化系统。在炉顶装煤、炉侧拦焦以及熄焦塔熄焦过程中产生烟尘、BaP、BSO、SO2、NOX。H2S和酚等污染物。
焦炉污染源有以下特点：
（1） 焦炉污染物种类多、危害大，其中BaP和BSO是致癌物质；
（2） 面广而分散，且大部分属不固定、阵发性污染源；
（3） 烟尘中含有灼热焦粒以及粘性焦油。
2、装煤除尘
（1） 尘源参数
装煤烟气中主要污染物有煤尘、荒煤气、焦油、BaP和BSO等，设计排烟量与炭化室高度以及注煤溜嘴型式相关，对套筒型注煤溜嘴可取（30～60）×104Nm3/h。焦炉的粉尘排放量约为1.14～7.55kg/t焦。
（2） 除尘工艺流程
焦炉装煤除尘工艺经历了双集气管及跨越式消烟、车载式湿法洗涤除尘、地面站湿法文氏管除尘、燃烧法地面站干法袋除尘以及非燃烧法地面站干法袋除尘的发展过程。其中，宝钢三期工程成功开发的非燃烧法地面站干法袋除尘技术比较先进实用，在我国现代化大中型焦炉建设中获得广泛应用。图13.2-1为非燃烧法地面站干法袋除尘的工艺流程。
图13.2-1 非燃烧法地面站干法袋除尘的工艺流程
1.高压氨水泵；2.过热孔板；3.高压氨水总管；4.高压氨水支管、阀门；5.低压氨水总管；
6.阀门；7.集气管；8.高压氨水喷嘴；9.三通球阀；10；抽烟套筒；11.连接器；
12.集尘干管；13.预喷涂料仓；14-除尘器；15.风机；16.消声器；17.排气筒；18.预喷涂料风机 （3） 设计要点及新技术
1） 采用桥管喷射高压氨水抽吸和装煤车球面密封套筒集尘相结合的捕集方式，烟尘捕集率可达93～97%。
2） 采用碰接式推杆翻板阀，将移动式装煤车捕集的烟尘传送到地面站固定集尘干管。与先期采用的密封胶带提升小车转接方式相比，运行稳定可靠，维修工作量小，使用寿命长。
3） 采用直接掺混冷风方式，将装煤车捕集烟气中的CO含量稀释到爆炸浓度以下，同时将烟气温度冷却到120℃，防止焦油掛壁粘附。
4） 采用脉冲袋式除尘器，配消静电滤料，顶部设泄爆阀，入口设导流挡板，分离灼热粗粒煤尘。BaP富集在煤尘表面，一起被滤袋捕集。
5） 设有滤袋预凃尘装置，用焦粉作为预凃尘料。藉助正压气力输灰装置，将焦粉喷入除尘器入口管内，随气流均匀涂布滤袋表面，形成预涂层。预涂尘作业纳入除尘器清灰控制程序。
6） 采用风机调速及自控程序，装煤期内全速运行，装煤间隙降速运行并清灰。
（4） 工程实例
年产170～180万吨干全焦的JNX60-2型6m大容积焦炉，设装煤地面站干法袋式除尘系统，工艺流程见图13.2-1，系统主要设计参数及设备选型见表13.2-1。
表13.2-1 JNX60-2型焦炉装煤除尘系统设计参数及设备选型
3、拦焦除尘
（1） 尘源参数
拦焦烟气中主要污染物为焦粉，并含有少量焦油雾及BaP、BSO。烟尘粒径较粗（10～40μm 占20.1%，≥40μm 占78.5%），堆比重较轻（～0.4t/m3）。对4～7m项目 设计参数及设备选型
处理气量（m3/h）
温度（℃） 80000
110
除尘器选型 脉冲袋式除尘器，单排5室，设有预喷涂装置
滤料 聚酯消静电针刺毡覆膜
滤袋规格（mm）
数量（条） Φ130×6000
420
过滤面积（㎡） 1025
过滤速度（m/min） 1.3
预喷涂装置 罗茨风机正压输送
泄爆阀 Φ900×5台
烟尘排放浓度（mg/Nm3） ≤50
焦油捕集率（%） ≥95
设备阻力（Pa） ≤1600
风机选型 1888A/800 离心风机
风量（m3/h） 80000
全压（Pa） 6000
液力耦合器 YOTGCD530/1500
电机 YKK400-4，10Kv-200KW
加湿机 DSZ-60，30t/h
接口翻板阀 Φ1212×110台 规格的炭化室，设计排烟量可取（18～32）×104Nm3/h，烟气温度150～200℃。
（2） 除尘工艺流程
焦炉拦焦除尘工艺有热浮力罩捕集湿法喷雾除尘、车载式拦焦熄焦一体式湿法洗涤除尘、车载捕集与地面站干法袋除尘结合等几种方式，当代正规焦炉大多采用后一种方式。拦焦除尘系统收下尘正好用作装煤除尘系统预涂尘料，因此通常将两个系统的地面除尘站合在一起，综合工艺流程见图13.2-2。
图13.2-2 焦炉装煤、拦焦地面站除尘综合工艺流程
（3） 设计要点及新技术
1)与拦焦车密切配合设计容积式排烟集尘罩，见图13.2-3。通常炉门及导焦栅排烟量占三分之一，熄焦车排烟量占三分之二。
2)采用碰接式推杆翻板阀，将移动式拦焦车捕集的烟尘传送到地面站固定集尘干管。
3)采用百叶栅火花捕集器，除去灼热粗焦粒；采用管式自然风冷器将烟气温度冷却到120℃以下。也可合设一台蓄热式冷却器，兼带灭火冷却。
4)宜选用内滤反吹风袋式除尘器或外滤脉冲袋式除尘器，配用消静电滤料。
5)风机调速并全自动控制，以适应间断出焦工艺制度。
图13.2-3 拦焦车容积式排烟集尘罩
1、拦焦车；2、吸气罩；3、烟道及自动碰接阀门；4、支架；5、熄焦车
（4） 工程实例
年产170～180万吨干全焦的JNX60-2型6m大容积焦炉，设拦焦地面站袋式除尘系统。除尘工艺流程见图13.2-2，系统主要设计参数及设备选型见表13.2-2。
表13.2-2 JNX60-2型焦炉拦焦除尘系统设计参数及设备选型
项目 设计参数及设备选型
处理气量（m3/h） 324000
冷却器选型 蓄热式冷却灭火器，960㎡
冷却温度（℃） 200-110
袋式除尘器选型 型式1 型式2
脉冲、双排10室 反吹风、双排6室
滤料 覆膜消静电聚酯针刺毡 覆膜消静电聚酯机织布
滤袋规格（mm）
数量（条） Φ130×6000
1800 Φ292×10000
576
过滤面积（㎡） 4400 5280
过滤速度（m/min） 1.22 1.02
烟尘排放浓度（mg/Nm3） ≤50
设备阻力（Pa） ≤1600
风机选型
风量（m3/h）
全压（pa） AH-R224DW型双吸双支承
324000
6000
液力耦合器 YOTGCD875B/1000（25～97%）
电机 YKK630-6 、10Kv-900KW
接口翻板阀 Φ2300×109台
4、熄焦除尘
（1） 熄焦工艺
传统熄焦工艺采用急水喷淋湿法，现改为惰性气体干法熄焦，是清洁生产、节能减排的一项重要举措。
湿法熄焦生成蘑菇状腾空气团，夹带大量焦尘及酚、氰、硫化物，污染大气环境，并转变为水污染。
干法熄焦利用逆向流动的氮气作为介质，在熄焦塔内将灼热红焦由1000℃冷却到250℃。同时氮气由180℃加热到850℃，经沉降室粗除尘，进入余热锅炉，产生压力为4.5MPa的蒸汽，用于透平发电。氮气温度降至200℃以下，经旋风二次除尘后，由风机送入熄焦塔循环使用，气料比约为1500m3/t焦。干熄焦工艺流程见图13.2-4。
干法熄焦将污染物封闭在环路内，仅在熄焦塔顶部装焦口和下部排焦口产生一定量外泄焦尘，在氮气环路放散口定期排放含有少量N2、CO、H2等成分的置换气体，把尘气污染源减少到最小限度。
干法熄焦可回收80%的红焦显热，回收蒸汽量450kg/t焦，并改善焦炭质量，降低高炉焦比2%。
图13.2-4 干熄焦工艺及余热回收流程图
（2） 除尘工艺流程
可将几台干熄焦炉集中建一个袋式除尘系统，用阀门切换，控制混合烟气温度在120℃以下，按常规除尘工艺流程设计，见图13.2-5。
（3） 设计要点
1)熄焦塔顶装料集尘措施：在装焦孔设环形水封座，确保焦罐台车与装焦孔之间密封；炉顶控制微负压（0～-50Pa）；设活动接口集尘管。
2)熄焦塔底卸料集尘措施：卸料口设振动給料机和回转密封阀，连接法兰之间衬垫涂抹液态耐热硅橡胶涂料的石棉垫片；卸料锥部位充氮，防止可燃气体逃逸；接料皮带设密封罩及排气管。
3)干熄焦循环风机放散的置换惰性气体控制在8%以内，并接入干熄焦袋式除尘系统，以减少热量损失和防止CO对大气的污染。
4)熄焦塔预存室顶部定期定量排放滞积的含CO、H2可燃气体，引至袋式除尘器稀释排放。
图13.2-5 干熄焦除尘工艺流程
（4） 工程实例
75t/h干熄焦炉的预存室容积200m3，冷却段容积300m3，循环惰性气体量125000m3/h。与4座75t/h干熄焦炉配套的除尘系统的工艺流程见图13.2-5，系统主要设计参数及设备选型见表13.2-3。
表13.2-3 75t/h×4熄焦炉除尘系统设计参数及设备选型
项目 设计参数及设备选型
处理气量（m3/h）
废气温度（℃）
除尘器选型
滤料材质
滤袋规格（mm）
袋数（条）
过滤面积（㎡）
过滤速度（m/min）
烟尘排放浓度（mg/Nm3）
设备阻力（Pa） 240000
100
负压反吹风，双排8室
聚酯缎纹机织圆筒布
Φ292×10000
576
5280
0.76
≤50
≤1600
风机风量（m3/h）
全压（Pa）
电机功率（kW） 240000
4900
750
