低压脉冲袋式除尘系统设计__毕业设计论文(编辑修改稿)

低压脉冲袋式除尘系统设计__毕业设计论文(编辑修改稿)内容摘要：

渣口机、炉前吊车、铁水罐车及水冲渣设备等，其任务是及时处理高炉排放出的渣、铁，保证高炉生产正常运行。 ⑤喷吹系统。 包括原煤的储存、运输、煤粉的制备、收集及煤粉喷吹等，其任务是均匀稳定地向高炉喷吹大量煤粉，以煤代焦，降低焦炭消耗。 高炉炼铁所用的原料是经过处理 后 符合化学成分及粒度要求 的 ，由上料系统 将原料装入高炉；经冶炼生产出来的主产品生铁，可直接送炼钢厂炼钢或铸成铁块；炉渣可制成 水渣用于水泥工业；高炉煤气除去灰尘后可用作燃料。 高炉冶炼生产工艺流程如图 所示。 内蒙古科技大学毕业设计 说明书（毕业 论文 ） 5 图 高炉冶炼生产工艺流程 1高炉； 2热风炉； 3除尘器； 4鼓风机； 5渣罐； 6铁水罐； 7布袋除尘器； 8贮油罐； 9贮煤罐； 10烟囱 热风炉在高炉炼铁中的作用 高炉炼铁采用热风炉来加热所鼓入高炉的风，可将风温提高到 1350℃。 这是高炉炼铁技术进步的重要标志之一，其重要意义在于： ①可大幅度降低炼铁焦化。 风温提高 100℃ 可提高高炉风口区理论燃烧温度60~80℃ ，可降低高炉燃料比 20~30kg/t，可允许多喷吹煤粉 15kg/t。 ②可显著地提高高炉生铁产量。 因为高炉利用系数 =冶炼强度 247。 焦化，在焦比降低时利用系数会提高。 ③风温的提高不但可以替代昂贵的焦炭，而且允许喷吹煤粉，进而取得可观的经济效益。 ④热风炉加热是使用高炉的生产过程中所产生的副产品高炉煤气来作为燃料。 这样，内蒙古科技大学毕业设计 说明书（毕业 论文 ） 6 使高炉炼铁系统成为热效率最高的火法冶金设备。 不仅降低了高炉炼铁的生产成本，而且减少了煤气排放，进而保护了环境 [5]。 高炉煤气对热风炉的影 响 热风炉使用高炉煤气进行燃烧，在炉内蓄热积存足够的热能，然后引入冷风进行热交换，以获得高炉生产所需要的热风。 因此，高炉煤气质量的好坏直接影响着热风炉的使用寿命和热风的温度。 我国众多的中小型高炉中绝大部分都使用球式热风炉。 这种热风炉占地面积小、蓄热能力大、换球方便，但球与球之间的孔隙度小，因此对煤气的要求更严格。 纵观很多中小型高炉的生产实践，热风炉使用寿命短的原因主要有两个：其一是耐火球质量差。 很多高炉购置的耐火球质量达不到国家标准要求，耐火度低，荷重软化温度低。 而热风炉内的温度较高，因此耐火球发生软化变形 ，使孔隙堵塞。 其二是煤气的质量差，煤气中含尘量高。 在热风炉烧炉过程中，煤气中大量的粉尘积聚在球床中的空隙间，久而久之，使空隙堵塞，热风炉无法使用。 因此，煤气的质量就成为热风炉的寿命和风温使用水平较关键的环节。 高炉煤气的产生及其特性 高炉煤气的产生 [6] 经热风炉预热后的高温空气进入高炉后，与白热状态的焦炭相遇，鼓风中的氧气，水蒸汽与焦炭发生下列化学反应 : 22C O CO () 222C O CO () 22C H O CO H   () 2 2CO C CO () 内蒙古科技大学毕业设计 说明书（毕业 论文 ） 7 鼓风中蒸汽量较少 (增湿鼓风时，水 蒸汽量相对多一些 )，由上述反应式可知，生成气体中氢气含量较少；鼓风中的氮气不参加化学反应，仍以氮气状态混在生成气中。 生成气体与铁矿石 (包括烧结矿，球团矿 )中氧化铁起还原反应如下 : 2 3 3 4 2Fe O C O Fe O C O   () 3 4 2Fe O CO FeO CO   () 2FeO CO Fe CO   () 2 3 2 3 4 2Fe O H Fe O H O   () 3 4 2 2Fe O H FeO H O   () 22FeO H Fe H O   () 随着氧化铁还原反应的进行，气相中的 CO 及 H2 逐渐减少， CO2 和 H2O 逐渐增加，在高炉内部气流的作用下，入炉料中的细粉及反应产物粉尘也进入气相，到达炉顶的含尘气体就是高炉煤气。 高炉煤气的特性 高炉煤气是高炉炼铁的副产品。 主要可燃成分是 CO 约占 20～ 30％ ，其余为 CON2 及少量的 H 微量气体杂质。 高炉煤气 无色、无味、有剧毒。 燃点约为 700℃ ，低位发热量为。 另外由于高炉煤气中含有大量炼铁原、燃料固体颗粒组成的灰 粉 ，使用前须清洗，而清洗方式多采用湿法，故煤气中含水较多，且灰 粉 有部分 残留，一般 高炉煤气的 含水率在 7g/m3 以上。 高炉煤气除尘技术 高炉煤气的湿法除尘 高炉煤气除尘净化的传统工艺为湿法除尘，如图 为高炉煤气湿法除尘工艺流程。 煤气的湿法除尘是水洗煤气，要耗 费 大量的水资源。 煤气洗涤水中悬浮物达 1000～内蒙古科技大学毕业设计 说明书（毕业 论文 ） 8 4000mg/L，并且含有 大量的酚、氰化物及其他有机物 [7]，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；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 250℃ 左右的煤气降到 50℃ 以下，损失能量 达 30%以上 [8]，且 除尘后的 煤气含水含尘较高，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。 湿法除尘是通过洗涤塔与文氏管来进行除尘的。 该方法可将出口煤气含尘量降至 10 mg/m3 以下，除尘效率为 94%～ 98%， 但煤气流速与用水情况直接影响文氏管的工作效率。 当高炉生产波动或水量不稳定时 ， 文氏管的工作效率将明显下降。 喷 雾洗 涤 塔文 丘 里洗 涤 塔T R T减 压 阀 组煤 气 管 网沉 淀 池 污 泥 泵 过 滤 机清 水 池清 水用 户渣 场泥 水絮 凝 剂补 充 新 水重 力 除尘 器 图 高炉煤气湿法除尘净化工艺流程 高炉煤气的干法除尘 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 50kwh/吨铁 [9]。 除尘效果好，对环境 污染少 ，且煤气的应用领域扩大。 高炉煤气的干法除尘包括电除尘技 方式 和袋式除尘 方式。 图 为高炉煤气的干法袋式除尘工艺流程图。 高炉荒煤气经重力除尘器后进入袋内蒙古科技大学毕业设计 说明书（毕业 论文 ） 9 式除尘器，在袋式除尘器内利用滤袋本身的织孔和滤袋外表面的粉尘层对含尘煤气进行过滤，达到净化煤气的目的，经袋式除尘器除尘后的煤气经调压阀组或 TRT 煤气压差发电机后，入煤气管网到用户。 重 力 除 尘 器袋 式 除 尘 器 进气 总 管袋 式 除 尘 器调 压阀 组T R T煤 气 管 网冷 热 交 换 器灰 斗 输 灰 机 斗 式 提 升 机 灰 仓煤 气用 户外 运高 炉 荒煤 气 图 高炉煤气的干法除尘工艺流程 高炉煤气干法布袋除尘的优点 1) 高炉煤气采用干法布袋除尘比传统的湿法除尘可以多回收和利用煤气显热。 高炉煤气温度按 180℃ 计 ， 每吨铁可回收煤气约 30 万 kJ 的显热 ， 相当于多回收了 10 kg 的标准煤。 2) 高炉煤气采用干法布袋除尘比传统湿法除尘可以提高煤气的热值。 采用干法净化后的煤气不含机械水 ， 因而煤气热值可提高 126～ 209 kJ/m3， 煤气显热可使理论燃烧温度提高 90～ 120℃ ， 热风炉或锅炉的效率提高 2%～ 3%。 3) 高炉煤气采用干法布袋除尘比传统的湿法除尘可以节约水、电。 据测量 ， 对于大型高炉 ， 高炉煤气采用干法布袋除尘可以节约工业循环水约 6 m3/吨 铁。 4）干法除尘比湿法除尘效率高。 大型高炉干式布袋除尘后净煤气含尘量一般在 3 mg/m3 以下 ， 平均不超过 1 mg/m3， 而湿式除尘后净煤气含尘量一般在 5～ 10 mg/m3， 有的甚至会超过 10 mg/m3。 干法除尘净煤气质量的提高有利于高炉净煤气用户的生产 和使用 [10]。 内蒙古科技大学毕业设计 说明书（毕业 论文 ） 10 第三章 除尘器 各种除尘器原理 除尘技术就是利用两相流动的气固或液固分离原理 (包括重力分离、惯性力分离、 离心力分 离、库仑力分离、水膜除尘和过滤 ) 捕集气体中的固态或液态颗粒物。 常用的除尘装置有机械式除尘器、湿式除尘器、静电除尘器、过滤式除尘器 和袋式除尘器。 机械式除尘器是利用重力、惯性力和离心力作用使粉尘与气流分离沉降的装置，包括重力沉降室、惯性除尘器和旋风除尘器等。 重力沉降室和惯性除尘器属于低效除尘器 ,旋风除尘器属于中等效率除尘器。 湿式除尘器是利用液滴或液膜洗涤含尘气流使粉尘与气流分离沉降的装置。 湿式除尘器有水膜除尘器、喷淋塔、文丘里洗涤器冲击式除尘器和旋流板塔等。 其原理为利用水形成液网、液膜或液滴与尘粒 发生惯性碰撞、扩散效应、黏附、扩散漂移与热漂移、凝聚等作用，达到捕集、分离尘粒，并兼备吸收气态污染物的目的；可以处理高温废气、黏性颗粒和液滴 ， 除尘效率较高。 静电除尘器是利用高压电场使颗粒荷电，在库仑力作用下使颗粒与气流分离沉降的装置。 静电除尘器几乎可以捕集一切细微粉尘及雾状液滴 ， 其捕集粒径范围在 0． 01～ 100 um， 粉尘粒径 ＞ 0． 2um 时，除尘效率可高达 99 %以上；由于静电除尘器利用库仑力捕集粉尘，流经除尘器的阻力很小，约 98～ 294 Pa ；并可处理从低温、低压到高温、高压的含尘气流。 各种除尘 器性能比较 静电除尘器、湿式文丘里除尘器和袋式除尘器是目前国内外应用较广的 3 种高效除尘器；重力沉降室和惯性除尘器属于低效除尘器；旋风除尘器和除文丘里以外的湿式除内蒙古科技大学毕业设计 说明书（毕业 论文 ） 11 尘器属于中等效率除尘器。 各种除尘器基本性能如表。 表 各种除尘器基本性能类 别 型 式 阻 力 / P a 效 率 / ％ 设 备 费 ( 比 值 )机 械 式 除尘 器湿 式 除尘 器过 滤 式 除 尘器静 电 除 尘 器重 力 除 尘 器惯 性 除 尘 器旋 风 除 尘 器袋 式 除 尘 器水 膜 除 尘 器多 管 旋 风 除 尘 器喷 淋 洗 涤 器文 丘 里 除 尘 器自 激 式 除 尘 器颗 粒 层 除 尘 器干 式 静 电 除 尘 器湿 式 静 电 除 尘 器5 0 ～ 1 5 01 0 0 ～ 5 0 04 0 0 ～ 1 3 0 08 0 0 ～ 1 5 0 01 0 0 ～ 3 0 05 0 0 0 ～ 2 0 0 0 08 0 0 ～ 2 0 0 05 0 0 ～ 1 5 0 08 0 0 ～ 2 0 0 08 0 0 ～ 2 0 0 01 0 0 ～ 2 0 01 2 5 ～ 5 0 04 0 ～ 6 05 0 ～ 7 07 0 ～ 9 28 0 ～ 9 57 5 ～ 9 59 0 ～ 9 88 5 ～ 9 88 5 ～ 9 88 5 ～ 9 9 . 98 5 ～ 9 98 5 ～ 9 99 0 ～ 9 81 . 0/1 . 0 ～ 4 . 02 . 5 ～ 5 . 01 . 0 ～ 2 . 41 . 5 ～ 1 63 . 0 ～ 6 . 02 . 5 ～ 83 . 0 ～ 6 . 0/6 ～ 2 5/ 袋式除尘器的过滤机理 袋式除尘器从 19世纪中叶开始用于工业生产以来 ， 不断发展 ， 特别是 20世纪 50年代 ,脉冲喷吹的清灰方式以及合成纤维滤料的应用 ， 为袋式除尘器的进一步发展提供了有利条件。 目前在各种高效除尘 器中，袋式除尘器是最有竞争力的一种。 袋式除尘是采用过滤技术将空气中的固体颗粒物进行分离的过程，袋式除尘器是采用过滤技术进行气固分离的设备 [11]。 气体过滤技术目前主要有纤维过滤、膜过滤和颗粒过滤。 尽管这三种方式都能达到将气 体 中固体颗粒分离出来的目的，但它们的机理是不一样的，袋式除尘为纤维过滤，膜过滤或膜过滤与颗粒过滤的组合。 内蒙古科技大学毕业设计 说明书（毕业 论文 ） 12 袋 式 除尘器的滤料是由大量纤维疏松地充填在一起组成的过滤介质，纤维的取向与空气流方向垂直，粒子大多数沉积在介质内部，布袋。