高炉煤气干法净化及回收工艺简介

一、高炉煤气的产生过程及成分

高炉煤气是高炉炼铁过程中产生的一种副产品。焦炭和喷吹物在风口前燃烧，在高温状态下，过剩的碳元素和氧气发生化学反应产生二氧化碳和一氧化碳，二氧化碳又和炙热的焦炭产生一氧化碳，一氧化碳在上升的过程中，还原了铁矿石中的铁元素，使之成为生铁，这就是炼铁的化学过程。铁水在炉底暂时存留，这时候在高炉的炉气中，还有大量的过剩的一氧化碳，这种混和气体，就是“高炉煤气”。主要成分为CO、CO2、N2、H2、CH4（甲烷）等，其中可燃成分CO含量约占23%—30%左右。H2、CH4的含量很少，CO2,N2的含量分别占15%,55%。

二、高炉煤气净化的原因及方法介绍

从高炉炉顶排出的煤气含尘量很高，如果不进行除尘和清洗，这种煤气是没有使用价值的，因为大量含尘的煤气在燃烧时，会将化工焦炉燃烧室格子砖，高炉热风炉蓄热室格子砖及轧钢厂加热炉烧阻，烧结机点火器堵塞，同时在长途输送途中，也会造成管道堵塞，冲刷、腐蚀管壁，使得整个系统维护量加大、维护费用大增，甚至影响生产。所以，高炉煤气必须经过除尘净化后才可以回收利用，除尘净化分为湿法和干法两种工艺流程。

三、高炉煤气干法净化及回收工艺简介

高炉煤气干式布袋除尘系统主要包括三部分：煤气系统、反吹系统、排灰输送系统。工艺示意图如图1

图1高炉煤气干式布袋除尘工艺示意图

煤气系统。高炉产生的0.1-0.25MPa、100-250摄氏度荒煤气（荒煤气是指含尘煤气）首先进入重力除尘器，在重力除尘器内将较大颗粒进行沉降，半净煤气出重力除尘器后经管道进入布袋除尘机组，半净煤气在温度处于80-300摄氏度范围内时，进入布袋除尘器，由于滤袋的过滤作用，煤气透过滤袋进入净煤气主管，灰尘留在滤袋外，经过除尘后的高炉煤气进入净煤气总管，经TRT发电或调压阀组减压至10-15kPa后进入净煤气管 。

反吹系统。半净煤气进入布袋除尘器后，在滤袋的作用下灰尘被挡在滤料外侧，灰尘越积越多，过滤阻力不断增大。当阻力增大或时间到一定值时，电磁脉冲阀启动，进行脉动喷吹清灰，喷吹气采用氮气，清理的灰尘落入灰斗。

输灰系统。反吹下来的灰尘落入除尘器灰斗，当灰斗中的灰尘积累到一定量（由料位计控制或时间控制）时，经卸灰球阀输入中间灰斗，中间灰斗设有高低料位，当达到高料位时，开启输灰系统并加湿后由汽车外运。

四、高炉煤气主要风险特性

冶金煤气易燃、易爆、易中毒，决定了煤气事故灾害的大规模性，表现为着火、爆炸和毒物逸散等可能引起群死群伤的三大现代灾害形式，煤气是混合物，由于成分不一样,体现的危险性不一样。无论是焦炉煤气、高炉煤气、转炉煤气、铁合金煤气以及发生炉煤气，均具有以下特性：

1.易燃性。从各类煤气的组成成分看，煤气是多种可燃性气体成分组成的混合气体，其特点是发热量高、易燃烧。

2.易爆性。任何可燃性气体和空气混合达到一定比例，均会形成具有爆炸危险的混合气体，一旦遇到火种，就会引起爆炸燃烧。

3.扩散性。由于煤气均属于气态，其密度比空气轻或接近于空气，易向上散发、飘逸。

4.中毒性。一氧化碳是冶金煤气的可燃成分之一，是无色、无嗅、有毒的气体，一氧化碳吸入人体后与血红蛋白迅速结合形成碳氧血红蛋白，使红细胞失去携氧能力，从而造成组织急性缺氧，缺氧发展到一定程度，便引起死亡。

6.尘毒慢性危害。煤气安全的另一个突出问题是煤气毒物慢性危害和煤气带来的污染，在炼焦、高炉等生产过程中，煤气放散，未净化的荒煤气含有大量的毒物和灰尘，有毒物质可能会造成人体慢性中毒。

五、主要安全措施

（一）区域布置

1.新建高炉应布置在居民区常年最小频率风向的上风侧，且厂区边缘距居民区边缘的距离应不小于1000m。

2.新建高炉的除尘器应位于高炉铁口、渣口l0m以外的地方。

3.新建高炉煤气区附近应避免设置常有人工作的地沟，如必须设置，应使沟内空气流通，防止积存煤气。

4.厂区办公室、生活室宜设置在厂区常年最小频率风向的下风侧，离高炉100m以外的地点。炉前休息室、浴室、更衣室可不受此限。

5.厂区内的操作室、仪器仪表室应设在厂区夏季最小频率风向的下风侧，不应设在经常可能泄漏煤气的设备附近。

6.新建的高炉煤气净化设备应布置在宽敞的地区，保证设备间有良好的通风。各单独设备(洗涤塔、除尘器等)间的净距不应少于2m，设备与建筑物间的净距不应少于3m。

（二）高炉应符合下列规定

1.高炉冷却设备与炉壳、风口、渣口以及各水套均应密封严密。

2.软探尺的箱体、检修孔盖的法兰、链轮或绳轮的转轴轴承应密封严密。

3.硬探尺与探尺孔之间应用蒸汽或氮气密封。

（三）重力除尘器应符合下列规定

1.除尘器应设置蒸汽或氮气的管接头。

2.除尘器顶端至切断阀之间，应有蒸汽、氮气管接头。

3.除尘器顶及各煤气管道最高点应设放散阀。

（四）布袋除尘器应符合下列规定

1.布袋除尘器每个出入口应设有可靠的隔断装置。

2.布袋除尘器每个箱体应设有放散管。

3.布袋除尘器应设有煤气高、低温 警和低压 警装置。

4.布袋除尘器箱体应采用泄爆装置。

5.布袋箱体向外界卸灰时，应有防止煤气外泄的措施。

（五）（TRT）高炉煤气余压透平发电装置应符合下列规定

1.余压透平进出口煤气管道上应设有可靠的隔断装置。入口管道上还应设有紧急切断阀，当需紧急停机时，能在ls内使煤气切断，透平自动停车。

2.余压透平的启动、停机装置除在控制室内和机旁设有外，还可根据需要增设