打开文本图片集
摘 要：简述了X钢铁企业3200m3高炉煤气环缝洗涤除尘工艺及主要运行参数，介绍了该工艺在实际生产中遇到的问题，并探讨了解决办法。
关键词：环缝洗涤；高炉；煤气
1高炉煤气环缝洗涤除尘工艺简介
俗称比肖夫煤气清洗工艺，该除尘工艺是前联邦德国（前西德）比肖夫（Bischoff）公司通过工业性试验，在1969年成功开发的一种既具有控制高炉炉顶压力，又能可靠、高效进行煤气清洗的系统，并且在当时申报了专利。1970年该工艺首次应用在卢森堡的阿尔贝德贝尔瓦尔厂的高炉上，而在此之前，所有的高压高炉的炉顶压力控制几乎都是靠调压阀组通过节流的方式来实现的。配有余压透平发电装置（TRT）的比肖夫煤气清洗工艺，于1976年首次在日本的日新制钢厂应用。进入21世纪，煤气环缝洗涤工艺开始在国内大型高压高炉广泛采用，多数配套余压透平发电装置（TRT）。X钢铁企业采用的也是这套工艺。
2 钢铁企业环缝洗涤除尘工艺
2.1环缝洗涤煤气除尘及TRT工艺流程
2.1.1工艺流程简图
2.1.2工艺流程简述
来自高炉的荒煤气经重力除尘器脱除大颗粒灰尘，再以顺流方式进入环缝洗涤塔上部，先后被就地循环的浊环水和供水系统来的净环水喷淋冷却并粗除尘。高温煤气通过与雾状水滴进行高效率的热交换，达到降温目的，使煤气温度降低到约60℃；煤气中较大直径的尘粒与喷入的水相互撞击，被较大的水滴捕集。这部分含尘水滴的大部分由于重力作用从煤气中分离出来，在洗涤塔中部锥形集水池汇集，从洗涤塔中部排出。洗涤塔的这一部分称为预洗涤器，通常称预洗段。
半净煤气通过3根煤气导流管进入塔中部的3个并联的环缝元件（AGS）中。在煤气导流管内的环缝元件上方再次喷水，并在环缝内锥表面形成水膜。含有灰尘颗粒的气流在经过环缝元件时，气流再次得到冷却，通过环缝控制实现压力降，提高煤气流速达到80m/s，使煤气中的粉尘与水滴充分雾化，由于气流的速度和方向均发生较大变化，使自重较重的灰尘颗粒在雾化水膜中并被捕获，从而使煤气得到精除尘。洗涤塔的这一部分称为环缝洗涤器或环缝洗涤段。这部分水的灰尘含量较少，在洗涤塔底部锥形集水池汇集，通过连通管进入脱水器底部，与脱水器的水汇集在一起，然后通过再循环泵将水打到洗涤塔顶部喷淋段。
预洗段的除尘效率为40-60%，经过环缝洗涤段后，煤气含尘量达到小于5mg/m3。煤气在环缝段的降温程度与环缝压差大小有关。当TRT运行时，环缝压差小，煤气温度下降程度小，但可以保证≤60℃；TRT不运行时，环缝起到除尘调压作用，压差大，煤气温度可以降到40℃左右，具体数值与浊环水的温度、水量及荒煤气温度也有关系。
出来的净煤气中机械水含量较高，当环缝洗涤器处于大差压工作方式时这种情况更为明显。这对煤气用户不利。因此，经过除尘降温的高炉煤气从洗涤塔出来后进入旋流板脱水器中，利用离心作用将煤气中携带的大部分机械水脱除。经脱水处理后的净煤气机械水含量降低到≤5g/Nm3，满足生产要求。净煤气从洗涤塔中引出，经TRT进行压力发电并得到降压后送入主管网。当TRT不运行时，通过环缝调压，煤气由旁通管路送主管网。旁通管路中设有液动旁通快开阀QOV，当TRT机组故障急停时，旁通快开阀在TRT快切阀快速关闭的同时快速打开，即可保证TRT机组安全，又可保证高炉正常生产。
2.1.3除尘及控制顶压功能的实现
环缝洗涤塔从上至下依次设有12层共14个喷嘴，靠喷头喷水对高炉煤气进行除尘、降温。顶部6个喷嘴，水由再循环泵供给，每个喷嘴的供水量约100 T/h，总供水量约600 T/h。洗涤塔中间5个喷嘴，每个喷嘴的供水量约140 T/h，总供水量约700 T/h。三个环缝每个喷头的供水量约200 T/h，总供水量约600 T/h。
环缝洗涤塔的洗涤水分上下两部分供给。预洗段顶部6个喷嘴，由再循环泵供给，下部供水（中间5个喷嘴和3个环缝喷嘴），由净环水系统供水，来自供水车间的煤气洗涤泵房。预洗段（11个喷嘴）的排水通过高架流槽送至水处理系统，经沉淀、加药、冷却处理后循环使用。环缝段排水经就地再循环泵加压送至预洗涤段最上部的6个喷嘴再循环使用。为了保持水位，封住煤气，两段排水均设有自动控制水位的排水系统，排水阀门均为进口的液动阀门，反应灵敏，功能可靠。
环缝洗涤塔的另一个重要功能是控制高炉顶压稳定。这种功能的实现靠调节三环缝的开度来实现。环缝元件的活动锥（下锥）沿环缝元件的轴向进行上下移动，调节环缝的通流面积，面积越小，阻力损失越大，压差越大，反之亦然。锥体的升降由液压驱动装置驱动并由控制室的计算机进行伺服控制，实时调节。当TRT不工作时，环缝洗涤器处于大差压工作方式，由环缝洗涤器控制炉顶压力。在TRT工作时，环缝洗涤器处于恒差压工作方式，差压设定在30KPa，炉顶压力由TRT的可调静叶进行控制。
2.2三环缝洗涤工艺特点
2.2.1耗水量小
高炉煤气洗涤除尘的传统工艺中耗水量约为4-4.5t/km3煤气，即4-4.5 1tr/m3煤气。经过优化的工艺，耗水量也在3.0 1tr/m3煤气。而引进的环缝洗涤工艺的耗水量约为2.0-2.25 1tr/m3煤气，耗水量有明显大幅降低。实现节水功能的主要原因是设置再循环泵，使洗涤水得到了充分利用，降低了水消耗。更重要的是净环水使用量降低，相关水处理系统也相应地减少，节省投资和运行成本。
2.2.2冷却效果好，噪音低
当TRT运行时，煤气温度≤60℃；TRT不运行时，煤气温度可以降到40℃左右，这已经完全可以满足用户需求及管网运行要求。
环缝洗涤塔的噪音级别在离洗涤塔壁2米处及以外不大于85dB，有效防止了噪声污染。
2.2.3日常维护工作量小，便于管理
该煤气清洗装置的液压站、环缝元件、水阀、QOV、再循环泵等主要附属设备的监视及控制均在主控室，正常情况下为自动控制，性能稳定。该系统设备与高炉休风定修同步进行，维护工作量较小，基本不需额外维护、维修，最大限度地降低了工人劳动强度。
2.2.4对水质要求不高
洗涤水给水PH值为7-9，给水流量为1300m3/h，给水悬浮物<100mg/L，给水温度≤40℃。经实际运行检验给水流量1150m3/h，给水悬浮物<150mg/L，给水温度≤40℃，即可保证洗涤效果，同时塔体堵塞少，能最大限度地减少塔体检修次数。
2.2.5节能效果明显
常规煤气清洗工艺设备要求煤气阻力损失在40KPa，而该除尘系统要求压力差为30KPa，这样其配套的TRT发电量可增8—10%。
3结束语
总的来说，环缝洗涤工艺用于邯宝1#高炉煤气清洗除尘是成功的。但其中仍然有功能或结构需要进一步优化的地方，比如顶部的积灰问题等，虽然生产公司已经设计了喷头部位的喷淋积灰，但喷头供水管根本仍然有积灰现象，这需要在以后的生产实践中想办法进行改进。
参考文献：
[1]周开君主编.高炉煤气净化与煤气洗涤水处理技术.中国环境科学出版社.1991
[2]项钟庸等编著.高炉设计-炼铁工艺设计理论与实践.冶金工业出版社.2007
作者简介：
唐怡，（1986-），女，湖南株洲人，中南林业科技大学环境科学学士，主要研究方向： 环境质量评价，污水处理等领域。