高炉煤气全干式除尘装置及除尘方法 本发明属于用于气态流体的过滤领域。主要用于高炉煤气的净化，也适用于转炉、电炉、发生炉煤气和其它高温含尘气体的净化。
国内外现有的高炉煤气干式除尘方法大致分为两种：即布袋过滤除尘和干式静电除尘。布袋除尘方法是以布袋为过滤元件，它的主要缺点是布袋的允许使用温度在300℃以下，通常为200℃左右，而高炉煤气的出口温度通常超过400℃。因此，布袋除尘系统使用时必需配置复杂的温度调节系统，如水雾直接喷淋、外冷间接换热等，否则就会造成布袋的烧损破坏。而且，即使煤气温度被控制在300℃以下，布袋使用一段时间后，由于频繁的反吹清灰。也必然造成布袋的磨损，使阻力增大，流量减少，不得不定期更换。一旦布袋破漏损坏，其自动检测目前还很困难，而人工定时检测则费时费力，也不安全，势必造成除尘系统工作稳定性的破坏。另外，由于布袋滤材强度低，不适于承受较高的过滤风速。因而一般布袋除尘系统所采用的过滤风速仅为0.5～1.0m/min，当处理风量较高时，除尘系统的体积和占地面积就非常庞大，使其维修管理费用非常高(《高炉煤气布袋除尘与球式热风炉技术及发展》，1991年，高清举、涂继炜主编)。干式静电除尘方法是根据静电吸尘原理的一种除尘方法。中国专利ZL91102494.8提供了一种高炉煤气全干式静电除尘方法。该方法是使高炉煤气在重力除尘器除尘后，通过换热缓冲器，再进入干式静电除尘器，对煤气进行净化。这种除尘方法的缺点是：除尘系统庞大，结构复杂，初投资高，耗电量大，操作繁琐。而且，为保证静电除尘系统的正常工作和达到较高的除尘效率必须设置复杂的煤气增湿与降温系统。当炉顶煤气温度超过静电除尘的允许温度或低于煤气露点温度时，通过换热缓冲器来严格控制和调节煤气的温度；当煤气电场电压低于要求值时，必须从重力除尘器或其前后地管道通入适量的蒸汽或水雾进行煤气增湿，以降低灰尘的比电阻值，提高煤气的电场电压。
总之，高炉煤气无论是采用布袋干式除尘，还是采用静电干式除尘，都必须设置严格控制的增湿或降温系统。其一方面提高了除尘系统的控制难度，增大了设备投资和系统结构的复杂性；另一方面煤气温度的降低和湿度增加，也不利于煤气显热的有效利用和热值的提高，必将造成能源的巨大浪费。
本发明的目的在于提供一种节能、节水效率高，无环境污染，可在高风速下稳定操作，且适用于各种工况的高炉煤气全干式除尘装置及除尘方法。
针对上述目的，本发明采用了如下技术方案：
本发明所述的高炉煤气全干式除尘装置，含有荒煤气管、重力除尘器或旋风除尘器、金属丝网过滤除尘器、透平发电机、洗净塔、热风炉燃烧室、热风炉、加热器、反吹清洗系统、相应的煤气输送管道和各种阀门；上述各设备或部件通过煤气输送管道和各种阀门相互连接。重力除尘器与高炉炉顶相连，反吹清洗系统直接与金属丝网过滤除尘器相连，加热器装配在煤气进入金属丝网过滤除尘器之前的管道上。
金属丝网过滤除尘器是以烧结金属丝网多孔材料为滤芯的丝网过滤罐式除尘器，该金属丝网滤芯是由两层以上金属丝网交叉叠加后，经烧结、轧制、成形、焊接而成，具有强度高、耐高温孔隙分布均匀，流通阻力小和透过能力大等优点。反吹清洗系统由氮气或净化煤气储罐、流量控制阀和脉冲电磁阀组成。并且该除尘装置中至少有两个或两个以上的金属丝网过滤除尘器，以保证除尘系统的过滤除尘器能够切换使用，连续工作。
本发明所述的高炉煤气全干式除尘方法的工艺流程如下：高炉炉顶煤气经重力除尘器或旋风除尘器初级除尘后经管道进入金属丝网过滤除尘器，对煤气进行过滤净化。净化后的高压高炉煤气经管道和调节阀，进入透平机，进行发电，通过透平机的热煤气和常压高炉净化后的热煤气，一是经管道送至热风炉燃烧室作为气体燃料，一是经洗净塔冷却，并去除氯离子后，送至煤气管道，作为其他用户使用。
对于高于露点温度任意高温高炉煤气经重力除尘器或旋风除尘器初级除尘后，经管道可直接进入金属丝网过滤除尘器，不需经任何降温处理。
当高炉煤气的温度低于露点温度时，开启加热器，热风炉的燃烧废气通过管道阀门进入加热器中，通过加热器将高炉煤气加热升温，然后再进入金属丝网过滤除尘器。
本发明除尘方法是两个或两个以上的金属丝网过滤除尘器(8、9)轮流切换工作
对于停止工作的金属丝网过滤除尘器可以利用反吹清洗系统，对除尘器的滤芯进行清洗，清除滤芯表面的积尘等。通常，当处于工作状态的金属丝网过滤除尘器的进出口煤气压差高于某一规定值(或超过某一规定工作周期)时，则关闭煤气进口、出口阀门，同进打开另一金属丝网过滤除尘器的进口和出口阀门，随后打开反吹清洗系统的流量控制阀、脉冲电磁阀，使氮气或净化煤气储罐中的氮气或净化煤气，以脉冲的形式通过停止的金属丝网过滤除尘器，将滤芯表面的积尘清洗干净。
本发明所述的除尘装置和除尘方法不仅适用于高炉煤气净化，也适用于电炉、转炉和发生炉煤气，以及锅炉烟气等高温含尘气体的净化，使之再生。
与现有技术相比，本发明具有如下优点：
(1)、由于本发明高炉煤气全干式净化采用了耐高温的、以烧结金属丝网多孔材料为滤芯的除尘器，工作温度可高达300～800℃，故净化煤气温度高，热值大，可大大提高透平机发电效率和热风炉的加热效率。
(2)、热煤气净化过程无需冷却，故省去了复杂的水雾喷淋降温冷却系统，不仅减少了大量水和能源的消耗，节省了投资和占地面积，而且节约电；
(3)、烧结金属丝网多孔材料滤芯，强度高、运行阻力小，工艺过程可靠，除尘效率大于99.9％，可在较高的过滤风速下稳定工作；
(4)、整个除尘系统结构简单，操作和维修方便，且除尘器滤芯可以再生，使用寿命长，成本低。
(5)、当金属丝网过滤除尘器采用较高的过滤风速时(1～60m/min)，仍可保护工艺过程的顺利进行和净化效率的稳定。
现结合附图对本发明作进一步说明。
附图1为本发明高炉煤气全干式除尘装置的结构示意图及除尘方法的流程示意图。
由图1看出，本发明高炉煤气全干式除尘装置由荒煤气管2、重力除尘器3或旋风除尘器4、管道39和加热器5，金属丝网过滤除尘器8、9和眼镜阀6、7及阀门10、11、透平机14、调压阀18及眼镜阀13及阀门12、15、16、管道17、19、20、洗净塔24及管道21、22、阀门25及净化煤气管道26、热风炉燃烧室29、热风炉30及眼镜阀28、阀门27、管道阀门32、氮气或净化煤气储罐35和流量控制阀36及脉冲电磁阀37、38组成。
其中金属丝网过滤除尘器8、9是以烧结金属丝网多孔材料为滤芯的除尘器；加热器5装配在煤气进入金属丝网过滤除尘器8、9之前的管道39上；由氮气或净化煤气储罐35、流量控制阀36和脉冲电磁阀37、38组成反吹清洗系统。
本发明高炉煤气全干式除尘方法的工艺流程如下：
第一种工艺流程：对于具有余压发电设备的高压高炉煤气，由高炉1产生的炉顶煤气在正常状态下，经荒煤气管2，到重力除尘器3，再经旋风除尘器4，由眼镜阀6进入除尘器8，进行煤气净化；部分净化煤气经阀门10、12和眼镜阀13，进入透平机14，进行余压发电，之后净化煤气经阀门15到热净化煤气管道20、21，经阀门27和眼镜阀28，进入热风炉燃烧室29，进行燃烧，并在热风炉30中进行显热利用，燃烧后的废气经过热风炉烟道33，由烟囱34放空；另一部分热净化煤气经阀门23到其它加热或锅炉进行显热利用；剩余的热净化煤气由洗净塔24冷却，去除氯离子后经阀门25，进入净化煤气管道26，作为他用。当炉顶煤气瞬时低于煤气露点时，打开管道阀门32，使热风炉30燃烧废气进入加热器5，使管道中的煤气加热升温，然后再进入金属丝网过滤除尘器8。
第二种工艺流程：对于没有余压发电设备的常压高炉，其工艺流程与第一种工艺流程相比，可取消重力除尘器3或旋风除尘器4，没有阀门12、13和透平机14，而增加阀门16、调压18和管道19，使由金属丝网过滤除尘器8、9净化后的煤气，经调压阀18降压后，进入相应的管道予以利用，即与第一种工艺流程的后部分相同。
在上述工艺流程中，当金属丝网过滤除尘器8工作时状态，则金属丝网过滤除尘器9处于停止工作状态，两者轮流工作。通常，当处于工作状态的金属丝网过滤除尘器8的进出口煤气压差高于某一规定值时，或超过某一规定工作周期后，则关闭此除尘器8，同时开启另一除尘器9。对于停止运行的除尘器8进行反吹清洗，即打开流量控制阀36、脉冲电磁阀37，使储罐35中的氮气或净化煤气进入金属丝网过滤除尘器8，清洗滤芯表面积尘，恢复最佳功能。