高炉煤气化除尘生产工艺的应用

高炉煤气化除尘生产工艺的应用

1高炉布丁除尘工艺随着环保意识的增强，人们对水资源的利用越来越重视。冶金行业作为水力资源的耗能大户,如何减少对水资源的污染和消耗实现可持续发展,是一个十分重要的问题。近几年来为降低水的消耗,布袋除尘工艺在高炉煤气除尘系统中开始普遍被应用。布袋除尘生产工艺具有除尘效率高、净化煤气含尘量低并可充分利用煤气显热、TRT发电量高、基本不消耗水等诸多优点。尤其是在我国北方城市大多严重缺水,因此布袋除尘工艺具有广阔的应用前景,但在实际生产运行过程中也存在一些问题。2氯盐色物质的检查自1996年邯钢开始将1#、2#、6#三座300m3级高炉改造为干式布袋除尘生产工艺后,对布袋除尘箱体内更换布袋时发现箱体的人孔进出口、管道、阀门等处均有大量的白色物质的存在,经取样化验50%左右的物质为氯盐成分,其余为灰份。当时由于布袋除尘生产工艺在我厂刚刚被应用,且也没有对设备、管道等产生任何影响,因此并没有对此引起高度重视,直至2005年的8~9月份布袋除尘的膨胀器、阀门、送焦化厂的DN1400管道以及焦化厂1#、2#焦炉的废气盘中出现了大量的晶体物质,此物质不仅造成煤气管道出现堵塞,同时还对焦炉的蓄热室造成部分堵塞,对焦炉的正常生产和使用寿命造成影响,氯化物来源何处,如何消除氯盐对生产带来的影响已经成为制约布袋除尘工艺进一步推广的问题。3氯盐的起源及其危害3.1氯盐的存在温度综合以前布袋检修时的情况分析,在煤气温度较高的荒煤气管道中不存在此种物质,布袋除尘只能够过滤5μ以上的灰尘颗粒,在温度较高的情况下氯盐以气态形式存在。此物质极易溶于水,经过化验表明主要成分为NH4Cl,该物质与灰尘结合在一起,干燥后形成固体混合物,堵塞管道和烧嘴影响用户正常使用煤气。由于NH4Cl极易溶于水,在湿法除尘工艺中,煤气中氯盐全部溶解在洗涤水中,经过湿法除尘的净煤气没有氯盐存在,所以在湿法除尘中没有氯盐积存在管道内和堵塞用户烧嘴的现象发生。3.2高炉生产所需要的原料组成从生产工艺流程来看NH4Cl来源于荒煤气中,在高炉冶炼的过程中,为提高烧结矿指标,在烧结矿中加入了2%(重量百分比)左右的CaCl2物质。另外受原料供应的影响,高炉生产所需要的原料中进口矿占了很大比例,这些进口矿利用海水进行选矿,又增加了原料中氯盐的含量。高炉生产过程中为降低焦比喷吹部分烟煤,在冶炼过程中会有氯化氨生成。该氯盐在100℃时显著挥发,在337.8℃时分解成NH3分子和HCl分子,以气体形式存在于煤气中,布袋除尘设备不能将其过滤下来,随着煤气温度的不断降低煤气中的NH3和HCl结合成NH4Cl固体,与部分小于5μ的灰尘颗粒形成混合物积存在管道中,这就是布袋除尘煤气管道末端容易被堵塞的原因。3.3氯盐的大量有害3.3.1管道出现晶体物质随着氯盐在管道末端的不断积累,管道的输送煤气的能力不断下降,最终由于管网煤气压力降低影响用户的使用。我厂送焦化的DN1400管道在1#、2#焦炉废气盘中出现了大量的晶体物质,影响焦炉的正常换气。由于时间较长还对焦炉的蓄热室造成部分堵塞,降低了换热效果。3.3.2nh4cl的计量治疗法为消除煤气温度对管网系统带来的影响,煤气管网中通常使用补偿器来消除管道之间的应力。补偿器通常采用不锈钢材质,在煤气管网中属于最薄弱的环节。随着煤气温度逐渐降低后会有大量冷凝水被析出,氯盐溶于水中后,氯离子会腐蚀不锈钢补偿器,造成煤气泄漏事故的发生,并且当补偿器泄漏煤气后处理起来相当困难。再有NH4Cl属强酸弱碱盐,溶于水后形成酸性溶液对煤气管道造成腐蚀,降低了煤气管道的强度和使用寿命。我厂曾对析出的冷凝水进行取样化验,其结果表明氯盐的存在对煤气管道的使用寿命带来了不利的影响。4积灰冲洗的质量控制为减少管道当中沉积的氯盐成份,确保煤气用户不受影响,我们采取了对管道进行冲洗的技术。具体方案如下:(1)用温差法逐段查明管道的氯盐和灰尘化合物的沉积情况。该管道内的煤气温度非冬季为100~180℃,冬季为70~150℃。通过用红外线测温仪在管道某处上下左右四点测温,计算出温差;管道底部与下部两侧与上部的温差越大,说明该部积灰越多。用此方法对管道全线各点进行积灰情况的判断。(2)对管道积灰厚的部位,带压开孔安装冲洗喷嘴,并利用其后(按气流方向)的管道排水器进行定量排污或连续排污。(3)根据管道积灰部位积灰量的不同,确定冲洗水量、水压、采用喷射冲洗或雾化冲洗的不同方法。在冲洗前振动管道外壁,使附着在管道内壁上部及两侧的粉尘脱落至管底。对水平管段主要采用雾化冲洗方法,使管道内随气流漂浮起的干灰湿润后沉落在管底,然后再通过管道内底部的水流冲至管道的排水器处排出管外。对管道上扬的拐点处的积灰采用高压水大水量的喷射冲洗法,由于上扬拐点气流与水流呈反方向运动,此时利用拐点前的煤气排水器将其内的粉尘水排出管外,同时将喷射冲洗时产生的随气流带走的雾化水湿润后的漂浮粉尘落入管底,通过其后的排水器排出管道外。(4)根据管道内200mm高的积水量与管道支架间距,核定加装临时支架的部位及数量。确保管道不因负载过重而被压断。(5)化验跟踪。边冲洗边取煤气样本化验含尘量,及时掌握冲洗效果。(6)冲洗完毕后,对管道进行再测温,确认是否冲洗达到预期效果,如果管壁四周温度基本相同,说明管道积灰冲洗干净,反之若底部或下部两侧温度低,上部温度高,则说明冲洗的不干净,再按上述方法进行冲洗。(7)冲洗要求:采用DN20水管及喷嘴进行冲洗,紧靠1#、2#焦炉西侧的管道排水器阀门保持敞开,确保冲洗时管道内的积水不得进入焦炉燃烧室,以免影响焦炉的正常生产与安全。5采用冲洗的方法来排除氯盐从目前我厂对DN1400管道采取水冲洗的方法来看,具有明显的除氯效果。在不影响用户正常生产的情况下,管道中多年积存的氯盐溶于水后随排水器排除管道,缓解了氯离子对管道和补偿器的腐蚀,但这种做法存在一定缺陷:第一、在盐灰混合物积存较多的位置,氯盐溶于水后不能及时排出,形成的盐酸会对管道内壁造成腐蚀,长期冲洗会影响管道和补偿器的使用寿命;第二、冲洗管道过程中要严格控制水位高度,防止造成管道载荷过大被压断的安全事故。再有采用冲洗的方法不能从根本上解决布袋除尘煤气当中存在氯盐的问题,如果在布袋除尘管道的出口位置安装一套洗涤系统,将可以大大缓解氯离子对煤气管道产