银川易态环保金属间化合物YT膜在荒煤气资源回收利用中的优势

1 矿热炉烟气回收利用的重要意义

锰硅合金、高碳锰铁、高碳铬铁等全封闭型矿热炉冶炼过程中一般采用碳质还原剂，在矿热炉冶炼过程中会产生大量含有CO、CO2、H2等成份的可燃烟气，而且炉口烟气温度一般在400℃左右，最高能达到850℃，烟气含有大量的显热，但是烟气量较小，含CO较高(炉气中CO含量为60％-75％，热值2000-2500 kcal／m³)，因此称为铁合金矿热炉煤气，一般净化前称为荒煤气，净化除尘后称为净化煤气。按生产75％硅铁矿热炉为例，烟气中的大量热能相当于总输入能量的约50％。因此，采用先进工艺技术，回收利用矿热炉烟气能源意义重大，不仅能降低铁合金生产成本，更重要的是可以减少烟尘污染，这也是铁合金行业节能减排的重要工作之一。

2 全封闭型矿热炉荒煤气干法除尘净化及YT膜分离技术应用优势

全封闭型矿热炉荒煤气回收利用过程中必须对其进行除尘净化，荒煤气除尘净化必须面对的问题包括：①荒煤气中含有易燃易爆成分（如CO、H2等），对进行荒煤气净化过程中的操作安全性提出了很高的要求；②当煤气温度低于360℃时会有焦油冷凝析出，极易粘糊净化除尘设备造成净化实效，对进行荒煤气净化系统的操作温度提出了较高的要求；③荒煤气中粉尘含量较高且粉尘细，对荒煤气净化系统的过滤精度提出了较高的要求；④荒煤气中粉尘安息角小，粉尘粘结性强（特别是在低温含水或焦油时），将给排灰操作带来较大困难，对净化系统的操作温度提出了较高的需求。

目前，密闭式矿热炉除尘处理方式包括湿法除尘和干法除尘两种，其中湿法除尘会产生大量的泥浆而造成二次污染，因此已逐渐被淘汰。我国《清洁生产标准-钢铁行业（铁合金）》（HJ470-2009）中明确要求大型矿热炉应采用封闭式炉型，并且提出了烟气干法除尘的要求。传统干法除尘主要有传统布袋除尘以及电除尘，但在密闭矿热炉荒煤气除尘中因荒煤气气量小，基本上无电除尘应用。

传统的布袋除尘广泛应用于电石、铁合金等密闭矿热炉除尘上，但是随着环保要求的日益提高以及煤气综合利用的日趋重视，传统布袋除尘很难满足要求。近几年，银川易态科技提出了采用金属间化合物的YT膜除尘工艺，解决了上文提到的密闭矿热炉荒煤气除尘净化需面对的主要问题，该工艺相继在高碳铬铁、硅锰合金等矿热炉荒煤气净化回收中取得成功应用。

下面主要对传统的布袋除尘工艺及银川易态膜除尘工艺进行简介并进行对比。

2.1 传统布袋除尘工艺

2.1.1 工艺流程

密闭矿热炉因冶炼产品及炉型大小的不同，荒煤气的产生量、荒煤气温度、粉尘性质等均有所差异，但其采用的布袋除尘工艺却大同小异。其工艺流程为高温荒煤气经水冷荒煤气烟管、一级粉尘焦油沉降或旋风除尘器、空冷器、二级粉尘焦油沉降或旋风除尘器降温，通过粗气鼓风机后进入并联的3组布袋除尘器净化除尘。一般控制进入布袋除尘器的荒煤气温度为260～280℃。净化后的煤气（温度220～260℃）经净气引风机、焦油捕集器输送至煤气柜供后序工序使用。工艺流程见图1。

2.1.2 系统配置

传统布袋除尘系统因滤料耐受温度的原因，前端采用了多级冷却措施，并且系统往往设置2台煤气风机，粗煤气风机主要为调节炉压及将煤气鼓入布袋除尘器罐体中，净煤气风机的主要作用为净煤气加压输送或反吹，其系统主要设备见表1。

2.1.3 传统布袋除尘特点分析

（1）工艺流程长，而且需对进入布袋除尘器的荒煤气温度进行严格控制（220-260℃）。

（2）布袋除尘器为正压操作，两台煤气风机同步运行，且一般设置1-2 台冷却风机，变频运行，运行能耗高。

（3）布袋除尘效果稳定性欠佳，运行一段时间后净煤气粉尘含量偏高。

2.2 YT膜除尘工艺

2.2.1 工艺流程

YT膜除尘工艺采用的滤料为银川易态环保自主研发的金属间化合物膜，具有耐高温、通量大、精度高、寿命长以及耐腐蚀等优良特性。采用YT膜的工艺流程如图2所示。

2.2.2 系统配置

因银川易态膜除尘采用的是耐高温的金属间化合物膜，因此可采取高温过滤，系统前端仅设置水冷套管即可，无需设置其他冷却措施。高温过滤后净煤气可考虑进行显热回收。系统工艺流程短，设备少。其系统主要设备见表2。

2.2.3 YT膜除尘工艺特点分析

(1)滤材采用金属间化合物膜，滤材耐高温、通量大、精度高以及寿命长，完全适应密闭矿热炉荒煤气工况。

(2)系统高温过滤，工艺流程短、设备少，净煤气可回收显热。

(3)系统运行稳定可靠，净煤气含尘量＜10mg/Nm3，远远优于国家标准，利于综合利用。

2.3 传统布袋除尘工艺与银川YT膜除尘工艺对比

YT膜除尘工艺与传统布袋除尘工艺对比如表3所示。

表3 银川易态膜除尘工艺与传统布袋除尘工艺对比表

3 结论

通过从工艺、设备等多方面比较，银川易态膜除尘工艺通过采用金属间化合物膜及其膜分离技术实现了高温除尘，完全避免了焦油析出糊膜及烧袋问题。系统工艺流程短、占地面积小、运行稳定、效果良好，净化后的粉尘含量完全优于现行的国家标准要求。在密闭矿热炉大型化、集中化的背景下，采用银川易态膜除尘工艺可为后端综合利用工序提供连续、稳定、洁净的净煤气，实现清洁生产，降低企业的生产成本。