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1、第一章 概论51.1 问题的提出51.2 课题来源、背景及研究对象61.2.1 课题来源61.2.2 昆钢6#高炉煤气净化和应用现状61.2.3 研究对象61.3 项目意义7第二章 设计依据72.1煤气除尘技术72.1.1 高炉煤气粗除尘82.1.2 高炉煤气精除尘82.1.2.1 高炉煤气湿法除尘82.1.2.2 高炉煤气干法除尘92.2 干法布袋除尘技术122.2.1 干法布袋除尘技术进展122.2.1.1国外运用进展122.2.1.2 国内运用进展122.2.2 大型干法高炉煤气除尘技术总结132.2.2.1 工艺路线142.2.2.2 控温方式152.3 各种除尘器简介162.3.1
2、重力除尘器162.3.1.1 简介162.3.2 旋风除尘器172.3.2.1 简介172.3.2.4 旋风除尘器性能202.3.3 布袋除尘器222.3.3.1 概述222.3.3.2 除尘机理222.3.3.3 布袋除尘器的分类232.3.3.4 布袋除尘器的结构形式232.3.3.5 布袋除尘器的性能242.3.3.6 布袋除尘器的设计及选型252.3.3.7 设计过程中采取的对策17252.4 高炉煤气脱硫处理262.4.1 概述262.4.2 湿法脱硫技术262.4.2.1 化学吸收法：262.4.2.2 物理吸收法272.4.2.3 物理化学吸收法282.4.2.4 湿式氧化法28
3、2.4.3 干法脱硫282.4.3.1 膜分离法282.4.3.2 分子筛法292.4.2.3 其他方法292.4.4 微生物法292.4.5 臭氧氧化法302.4.6 电化学法30第三章 工艺设计计算与选型303.1重力除尘器设计313.1.1重力除尘器及粗煤气管道313.1.1.1粗煤气管道及重力除尘器结构与布置313.1.1.2 粗煤气管道的布置及主要尺寸的确定313.1.1.3重力除尘器的布置及主要尺寸的确定323.1.2 粗煤气管道及除尘器设计计算323.1.2.1粗煤气管道设计计算15333.1.2.2重力除尘器尺寸设计计算363.1.3重力除尘器及粗煤气管道结构与内衬403.2旋
4、风除尘器设计403.2.1 旋风除尘器的选择413.2.2 技术计算423.2.2.1 除尘器处理风量（工况）计算423.2.2.2 除尘器结构尺寸计算423.2.2.3 除尘器压降计算443.3 布袋除尘器453.3.1 除尘技术参数453.3.2 确定布袋除尘器形式463.3.3 除尘工艺计算473.3.3.1 除尘器结构尺寸计算473.3.3.2 除尘器平面布置483.3.4 反吹清灰工艺设计503.3.4.1 清灰方式的选择503.3.4.2 压力损失513.3.4.3 喷吹气体及参数的选择513.3.5除尘效率计算523.3.6 附属设备：储气罐设计533.3.6.1设计参数533.
5、3.6.2 容器形式的选择543.3.6.3 主体几何尺寸的确定543.3.6.4 水压试验与强度校核573.3.6.5 支座选型573.3.6.6储罐尺寸参数汇总583.3.7 除尘自动控制系统设计593.3.7.1 煤气温度控制系统593.3.7.2 压差电控仪593.3.7.3 脉冲控制仪603.3.7.4 灰位自动控制系统613.3.7.5 箱体自动检漏系统613.4 高炉煤气脱硫设计62第四章 煤气除尘净化经济技术分析624.1 能源评价及节能措施624.1.1 能源及能源评价624.1.2 工序能耗评价624.1.3 节能措施634.2 应用效果634.2.1 节能环保效果好634
6、.2.2 净煤气质量好634.3 效果分析644.3.1 经济效益644.3.2 环境效益65第五章 结论与展望65第六章 感想与体会66致谢68参考文献：68第一章 概论1.1 问题的提出能源一般分为两大类：即一次能源和二次能源。其中，一次能源主要有煤、石油、天然气和水能等；二次能源多为由一次能源转化而来，主要有电能、焦炭、煤气和蒸汽等。能源是推动社会发展的动力，是工农业生产、提高人民生活水平的重要物质基础。能源问题在整个国民经济中占有重要地位，随着经济的快速发展，我国面临着能源供应紧张的局面。如何解决好能源问题呢？我国对能源工作的基本方针：一是开发和节约并重，二是技术改造和结构改革要以节能
7、为重点。近年来，由于冶金行业产量大幅增长，这使得能源需求不断增加，然问题在于一次能源是有限的。为此寻求可用的二次能源成为解决能源问题关键。我国钢铁工业的能源构成情况大致如下：煤72.2%、电20.25%、重油6.4%、天然气1.15%1。在以煤为主的能源结构中，毫无疑问，副产煤气则是解决能源问题的关键。为此，如何充分回收与利用副产煤气，在钢铁企业能耗平衡中占有重要的地位。高炉煤气是钢铁企业重要的二次能源,本课题主要研究高炉煤气的净化与应用。1.2 课题来源、背景及研究对象1.2.1 课题来源“高炉煤气净化及净化后的高炉煤气合成氨”的研究应用1.2.2 昆钢6#高炉煤气净化和应用现状目前，昆钢6
8、#高炉煤气主要采用湿法除尘技术对噶路煤气进行净化，净化后的高炉煤气用作热风炉、加热炉、焦炉、锅炉等的燃料使用。存在的问题主要有以下两方面：利用湿法除尘技术处理高炉煤气，其出口温度较低，且含湿量较大，作为燃料燃烧存在一定热量的浪费；采用湿法除尘耗水量较大，且污水需进行净化处理。高炉煤气中的有效燃烧气分含量较低（CO、CH4、H2），一般仅占30%左右，热值为32004000KJ/Nm3，作为燃料使用热值低。1.2.3 研究对象本次毕业设计以高炉煤气为载体，选择合适的除尘工艺，最大限度的净化高炉煤气，科学控制高炉煤气的含尘量，使下游用户安全使用，并降低对环境的污染。1.3 项目意义高炉煤气虽然CO
9、含量低（24%28%），但是产生量很大，其潜含有巨大的能源资源，每吨焦炭产高炉煤气35003600m3，换算为CO量为8401008m3。然而，高炉荒煤气中高粉尘含量和含水率，这直接影响了高炉煤气的利用。若直接向环境排放,将会造成区域生态环境的破坏；但若将高炉煤气除尘后循环利用,既能降低钢铁生产的能耗，也是钢铁工业实现循环经济的重要途径。为此，研究高炉煤气的除尘技术及在实际中的应用，以最大限度的保住高炉煤气中的显热，减少含尘量及含水率，充分利用高温煤气能源，减少环境污染，对钢铁工业的良性循环发展、以及解决经济发展与环境保护的矛盾具有非常现实的意义。焦炉煤气合成氨研究的成功实践为高炉煤气的利用提
10、供了指导2。为此，净化后的高炉煤气一方面可以作为钢铁系统中的燃料使用，另一方面可以作为合成氨的原料气。目前，合成氨的原料气的主要源于焦炭3、煤、重油、天然气等通过气化炉制取满足氨合成气要求的水煤气。为此，利用高炉煤气制合成气，替代了焦炭、煤、天然气和重油等主要耗能原料，项目的实施对节能减排具有很大的意义。第二章 设计依据2.1煤气除尘技术高炉煤气除尘一般分为两步除尘，即粗除尘和精除尘。高炉煤气精除尘：即对预除尘后的煤气进一步除尘，以达到更低的浓度，常见的精除尘技术有干法除尘和湿法除尘，一般除尘效率可达90%以上。2.1.1 高炉煤气粗除尘高炉煤气粗除尘一般采用惯性除尘的方法，即利用尘粒的惯性力
11、（重力或者离心力）将固体颗粒从气体中分离出来，除尘效率为45%85%，出口煤气含量为2.512.0%g/m34。常用的粗除尘设备有重力除尘器和旋风除尘器。2.1.2 高炉煤气精除尘高炉煤气精除尘：即对预除尘后的煤气进一步除尘，以达到更低的浓度，常见的精除尘技术有干法除尘和湿法除尘，一般除尘效率可达95%以上。2.1.2.1 高炉煤气湿法除尘高炉煤气除尘净化的传统工艺为湿法除尘，如图2.1所示。高炉煤气的湿法除尘是水洗煤气，要耗用大量的水资源。煤气洗涤水中含悬浮物达10004000mg/L和大量的酚、氰化物及其他有机物，处理这些有毒物要用化学药物或引入水渣池。用化学药物处理的系统庞大，处理难度大
12、；用冲渣水稀释后进行闭路循环，冲渣过程中氰化物会随蒸汽扩散到大气中而污染大气。此外湿法除尘将2500C左右的煤气降到500C以下，损失能量达30%以上，且煤气含水含尘较高(10mg/m3左右)，煤气品质下降，使煤气的物理有效能(温度和压力)下降；同时产生的大量污泥难以清理和利用。图2.1 高炉煤气湿法除尘工艺2.1.2.2 高炉煤气干法除尘高炉煤气的干法除尘几乎不用水，不会带来水污染和污泥的处理，干的粉尘可直接返回烧结作为原料使用，除尘过程中煤气的压力损失小，配TRT煤气压差发电，发电量可达50kw.h/吨铁1。煤气温度高，比湿法高1000C以上，经干法除尘后的煤气热值高、水分低、煤气的理论燃
13、烧温度高，用于热风炉可以提高热风温度高400C900C，相应降低焦比8Kg/t16Kg/t5。除尘效果好，对环境友好，且煤气的应用领域扩大。干法除尘工艺如表2.2所示。图2.2 干法除尘技术工艺2.1.2.3 高炉煤气精除尘工艺比选1,6投资方面：干法投资较湿法投资低，其投资仅为湿法投资的5070%，投资省，建设速度快；占地面积方面：干法除尘省去了湿法除尘的洗涤塔和沉淀池等的投资和所占空间，占地少、一般不到湿法的50%，节省征地费用；节水方面：湿法除尘耗新水0.2m3/Fe，干法除尘工艺技术不用水洗和冷却，只在输灰的加湿过程中用很少的水；节电方面：湿法除尘用电主要为连续运转的各种循环水泵、冷却
14、水泵和一些辅助设备，水泵的功率较大，其耗电为6.2lKwh/t Fe,干法除尘主要是一些间断运行的输灰设备,耗电少,只有0.3Kwh/t Fe,较湿法节电90%以上；员工人数方面：干法除尘工艺较湿法工艺所需工作人员少，一般人员减少为湿法的50%；节能方面：由于干法除尘后的净煤气温度较湿法工艺高出约1000C。例如：用于加热炉可能省煤气量，用于热风炉至少可使热风湿度提高50700C,节焦8kg/t Fe,还可使高炉增产，用于TRT发电可提高发电30%以上；高炉煤气质量高，较湿法除尘工艺而言，干法除尘净化后的气体含尘量低，含水少，不易堵塞和腐蚀用户设备；综上所述：由于干法除尘工艺没有诸如洗涤塔、沉
15、淀池等设施，既杜绝了大量污水、污泥的产生，也减少了建设的占地面积和建设费用，且除尘灰可直接用于烧结工段循环使用，环保经济效果明显；同时，干法除尘工艺对高炉的适应性强，煤气回收率高，煤气质量高。相反，湿法高炉煤气净化系统具有能耗高、净煤气含水量高(煤气热效率低)、高炉煤气余压发电设施出力低等缺点。为此，本次设计采用干法除尘工艺净化高炉煤气。对于干法除尘工艺，目前使用的方法主要为静电除尘和布袋除尘。由于此次设计主要对高炉煤气进行除尘净化，而从高炉粉煤灰成分可知，其中的Al203和SiO2含量较多7，为此煤气的比电阻较大，若采用静电除尘工艺，其除尘效果不会达到理论除尘效率。除此之外，静电除尘较布袋除尘工艺一次性投资大，维护管理技术要求高，运行费用高1。目前国内的高压静
