高爐煤氣用布袋及環(huán)縫除塵技術的綜合比較

董艷蘋（中冶京誠工程技術有限公司，北京 100176）

高爐煤氣用布袋及環(huán)縫除塵技術的綜合比較

董艷蘋
（中冶京誠工程技術有限公司，北京 100176）

分析了高爐煤氣采用干式布袋與濕式環(huán)縫兩種技術的優(yōu)缺點，并從環(huán)保、能耗、運行的經(jīng)濟性方面進行了對比。提出在新技術、新管理意識下，兩種除塵方式的環(huán)保效果、能耗水平均相當，只是干式布袋除塵技術在經(jīng)濟性方面有突出的優(yōu)勢，在國內(nèi)仍會作為主流技術推廣。

高爐煤氣；干式布袋除塵；濕式環(huán)縫除塵；濾料；除氯

1　前言

高爐煤氣是高爐冶煉的副產(chǎn)物，是冶金企業(yè)必不可少的二次能源，其生成時含有大量灰塵，需凈化后才能回收使用。國內(nèi)外的高爐煤氣凈化工藝主要分為干法和濕法兩種，其中干法工藝的主流技術為干式布袋除塵技術，濕法工藝的主流技術為環(huán)縫洗滌塔技術。

高爐煤氣干式布袋除塵技術以不產(chǎn)生二次污染、能耗小等優(yōu)點在我國作為環(huán)保除塵重點推廣技術，并逐步取代了濕式環(huán)縫技術。近年來在國內(nèi)新建的2500m3高爐、3200m3高爐，甚至5500m3高爐上都已經(jīng)應用了全干法干式布袋除塵系統(tǒng)（即沒有濕式除塵作為備用）。此外，現(xiàn)有部分鋼廠的高爐煤氣凈化系統(tǒng)原為濕法除塵系統(tǒng)的，已經(jīng)或即將改造為干式布袋除塵工藝。

濕法環(huán)縫洗滌塔技術以適用高爐頂溫多變工況、設備及操作簡單的優(yōu)點，已在國外得到了認可與發(fā)展。而國內(nèi)2000年前后引進的該系列設備，由于使用年限少及政策導向，目前多已改造成為了干式布袋除塵系統(tǒng)。

2　兩種技術的優(yōu)缺點對比

干式布袋除塵技術經(jīng)過多年應用實踐，其優(yōu)缺點已被用戶客觀審視。表1為干式布袋除塵技術與濕式環(huán)縫洗滌技術的優(yōu)缺點對比。

表1　布袋除塵與環(huán)縫洗滌技術的優(yōu)缺點對比

干式布袋除塵技術與濕式環(huán)縫除塵技術的除塵效果都可達到5mg/Nm3以下，投資相當（含配套設施），兩種技術在選用時需要根據(jù)當?shù)氐沫h(huán)保要求，以及用戶對能耗、運行的經(jīng)濟性要求等進行全面對比，并取其權重高的因素作為選擇依據(jù)。

3　環(huán)保效果比較

濕法除塵采用大量濁環(huán)水捕集高爐灰，在濁環(huán)水和污泥處理過程中，因污水污泥排放易產(chǎn)生二次污染。但各個鋼廠（尤其是大型聯(lián)合型鋼廠），近些年都增設了污水處理廠，基本達到“零排放”，因此原濕法工藝生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的污水可通過污水處理廠得到循環(huán)利用。同時，濕式環(huán)縫除塵技術由于跑冒滴漏造成的不良生產(chǎn)環(huán)境也隨著企業(yè)管理水平的逐步提高得以改善。

干法布袋除塵幾乎可以不用水，產(chǎn)生的干灰可采用密封性極好的氣力輸送+真空吸排車方式外運，因此，在正常生產(chǎn)時，干法袋除塵裝置幾乎不會對廠區(qū)環(huán)境產(chǎn)生二次污染。但在高爐投產(chǎn)初期或復風階段，由于煤氣溫度不能滿足濾料的使用范圍，含塵煤氣多是不經(jīng)處理直接放散，此時會導致含塵排放超標，對周邊環(huán)境產(chǎn)生不良影響。

干式布袋除塵工藝自身不需要耗水，但由于該技術不能去除煤氣中的酸性物質(zhì)，導致這些酸性物質(zhì)在低溫管網(wǎng)內(nèi)溶于析出的冷凝液，形成強酸溶液，對設備及管道產(chǎn)生嚴重的腐蝕，造成安全隱患并影響生產(chǎn)。近年來，高爐煤氣除氯技術興起，主要在TRT或調(diào)壓閥組后面，煤氣經(jīng)過濕法除氯后再并入管網(wǎng)送往各用戶使用。流程為：

除氯系統(tǒng)水量消耗遠小于濕法循環(huán)水量，但因其捕集煤氣中的酸性物質(zhì)，并在生產(chǎn)過程中需要加堿性藥劑以調(diào)節(jié)煤氣冷凝液pH值，因此該系統(tǒng)需定期排放高鹽分水，該部分排水有的進入高爐沖渣系統(tǒng)，有的進入污水處理廠。

此外，干式布袋除塵系統(tǒng)需要使用大量帶有覆膜層的濾料，由于其使用壽命有限，以及受使用條件的影響，會出現(xiàn)老化、破損、燒毀、結露板結等現(xiàn)象，幾乎每年都需要更換，這些覆膜材質(zhì)屬于高分子化工產(chǎn)品，不易降解，但因廢舊布袋存在收集、運輸、清洗、二次污染和處置費用高的問題，目前國內(nèi)鮮有回收循環(huán)使用，多采用填埋方式處理。由于廢舊布袋中還含有粉塵以及Fe、Zn、Ca等多種金屬元素，經(jīng)過雨水浸泡、侵蝕和滲漏，極易對地下水、土壤等造成二次污染。

由以上分析可看出，僅在除塵環(huán)節(jié)對比濕式環(huán)縫與干式布袋兩種技術，則布袋技術的環(huán)保優(yōu)勢很強，但將其非正常工況放散、配套的噴堿除氯裝置以及廢舊濾料處置等因素與濕式環(huán)縫技術進行綜合比較，則兩種技術對大環(huán)境均有不良影響，如果配套先進的污水處理設施并且管理到位，濕法工藝對環(huán)境所產(chǎn)生的二次污染反而更能切實地避免，其環(huán)保優(yōu)勢則更明顯。

4　能耗比較

高爐煤氣凈化采用濕法工藝時，其能耗主要是電、水；采用干法工藝時，其能耗主要為電、氮氣、水蒸氣，如配套噴堿除氯裝置，則仍有水耗。

將某廠2000m3高爐以及3200m3高爐實際的濕法工藝能耗（含水處理系統(tǒng)能耗及TRT發(fā)電能源回收），與相應規(guī)模的干法工藝能耗（含噴堿除氯裝置及TRT發(fā)電能源回收）進行對比，見表2、表3。

表2　2000m3高爐干法與濕法除塵系統(tǒng)年能源折標量對比表

由以上對比可看出，如果考慮高爐布袋除塵系統(tǒng)配套建設噴堿除氯設施，并同時考慮配套TRT設施回收電能的情況下，2000m3高爐煤氣系統(tǒng)每年運行的能源總量僅降低了346.23t標準煤（tce），折合0.225kgce/t鐵；3200m3高爐煤氣系統(tǒng)每年運行的能源總量僅降低了1512.40t標準煤（tce），折合0.579kgce/t鐵。即使考慮送熱風爐的高爐煤氣不經(jīng)噴堿除氯降溫，則采用干法除塵凈化的煤氣能提高熱風爐風溫約25℃，同時對應的焦比降低約2.5kg/t鐵，但這與2015年行業(yè)平均能耗值387kgce/t鐵相比，節(jié)能效果并不十分顯著。

表3　3200m3高爐干法與濕法除塵系統(tǒng)年能源折標量對比表

5　運行經(jīng)濟性比較

干法除塵盡管運行能耗的優(yōu)勢并不顯著，但因為各種能源介質(zhì)單價成本的差異，即使考慮干法配套的噴堿除氯裝置的介質(zhì)消耗，其在經(jīng)濟性上與濕法相比仍有很大的優(yōu)勢（見表4）。由表4可看出，同等規(guī)模的高爐，配套干法除塵工藝可降低運行成本，并產(chǎn)生更大的經(jīng)濟效益，尤其是2000m3以上級別的高爐，其經(jīng)濟效益更加顯著。

6　結語

通過對高爐煤氣干法布袋和濕法環(huán)縫除塵工藝從環(huán)保、能耗、經(jīng)濟性等方面的綜合對比，可看出，在相關技術逐步提升（如水處理技術）后，并伴隨各企業(yè)環(huán)保意識、管理意識日益增強后，兩種除塵工藝各有優(yōu)缺點，在環(huán)保、能耗方面并沒有顯著區(qū)別，但在經(jīng)濟性方面，干法工藝體現(xiàn)了突出優(yōu)勢，在鋼鐵市場日益嚴峻的形式下，并在我國政策導向下，今后其仍然會成為我國各鋼廠的首選工藝。但在國外項目中是否作為首推技術，尚需根據(jù)當?shù)氐沫h(huán)保要求做進一步的論證。

表4　2種工藝的運行經(jīng)濟性比較

汪波．淺談袋式除塵器廢舊濾料的處置［J］．中國環(huán)保產(chǎn)業(yè)，2011（6）．

Comprehensive Comparison Between Coal Gas Bag and Girth Precipitation Technology in Blast Furnace

DONG Yan-ping
（Capital Engineering & Research Incorporation Ltd， Beijing 100176， China）

The paper analyzes the advantages and disadvantages of the coal gas in blast furnace by adopting the two technologies of dry bag and wet girth， and contrasts with environmental protection， energy consumption and economy of operation.

coal gas of blast furnace； dry bag precipitation； wet girth precipitation； filtering material； dechlorination

X701

A

1006-5377（2016）07-0064-03