1 概述
1.1 高炉煤气是一种有回收价值的能源
高炉煤气（简称BFG）是高炉冶炼过程中产生的一种副产品。正常冶炼时，吨铁发生量约为1400～2000Nm3，压力0.05～0.25MPa，温度150～300℃，BFG中CO占20～30%，H2占2～5%，热值3000～3800kJ/Nm3。含有丰富的物理能、化学能，具回收价值。
按2006年统计，我国现有高炉1250座，年产生铁约4亿吨，其中1000m3以上为120座，产量占40%，可见中小型高炉仍占较大份额。
1.2 高炉煤气的回收利用
我国现役高炉煤气的发生总量约计7.0×1010Nm3/a，大都设有处理回收装置，但回收利用率差异较大，如宝钢等新建大高炉大于99%，包钢等大部分中型高炉大于90%，仍有不少中小型高炉只达到70～80%。
先期建设的高炉，大都采用文氏管湿法流程将炉顶荒煤气处理为净煤气，用于热风炉等加热设备，继后对1000m3以上高炉开发应用炉顶煤气余压回收透平发电装置（TOP GAS Pressure Recovery Turbine，简称TRT），利用BFG的压力能及热能经透平膨胀做功，带动发电机发电，吨铁发电量可达20～40kwh。截至2004年底我国1000m3以上高炉共97座，配置TRT的有66套。“十五”期间我国发改委《节能长期专项规划》规定，炉顶余压大于0.1MPa的大中型高炉均应配置TRT装置。上世纪九十年代瑞士BBC公司研制成功高炉煤气燃气轮机和燃气蒸发联合发电机组（CCPP），进一步提高BFG的利用热效率。2003年宝钢建成世界上首台燃烧低热值高炉煤气的大型燃气——蒸汽联合循环发电机组，热电转换效率达到45.5%。同期首套国产高炉煤气燃气轮机发电机组在通钢投入运行，联合循环热效率达到40%。
1.3 高炉煤气净化的技术进步
传统的BFG湿法净化流程存在占地大、能耗高、净煤气质量差等问题。1912年德国首创BFG袋式干法除尘技术（简称BDC），50年代在欧美发达我国推广应用。70年代日本住友金属引进德国专利，与日立造船联合进行二次开发，于1982年在小仓钢厂1850m3高炉建成以化纤针刺毡滤袋和净煤气加压反吹清灰为特征的BDC装置，投入生产性运行，并获得迅速推广。据日本钢联对58座大中型现役高炉调查，采用全干法袋除尘的有11座，干湿两用的有29座，两项合计约占70%。其中不乏5000m3级的大高炉。
与以二文为特征的湿法流程相比，BDC具有多种性：
（1）具有而稳定的净化效能，净煤气含尘量低于5mg/Nm3，提高BFG的品质和热值；
（2）充分利用BFG的压力能、热能，提高TRT发电量30～50%；
（3）从根本上免除了瓦斯泥和污水处理的庞大设施及其对环境的污染；
（4）节地40～50%，节水80～90%，节省投资30～40%，节省运行能耗70～80%，通常在项目投运1～2年内即可回收全部投资，环境经济效益十分显著。
1.4 我国BDC已走上快速发展道路
我国于1974年首先在河北涉县铁厂13m3小高炉上尝试应用玻纤滤袋反吹风除尘技术，并逐步在300 m3以下小高炉上推广。1984年作为我国重点节能项目，由太钢引进日本住友技术，在1200m3高炉实施BFG袋式干法除尘技术的研究攻关，从1987年8月建成投入试运行，历时十多年不懈探索、不断改进，于1998年7月实现全干法正常运行，为我国BFG—BDC向中型高炉发展积累了有益的经验。
1990年我国自行研制开发的化纤滤袋
脉冲袋式除尘器应用在淮南钢厂75m3小高炉上获得成功。用高压氮气脉冲清灰代替净煤气加压反吹清灰，克服了BDC引进技术的清灰不足和缺陷，是我国BDC技术的一大进步，并迅速在一大批中小型高炉推广运用。2004年8月钢铁协会在济南召开全国高炉煤气全干法除尘技术推广研讨会，积推动“新型干法”由小高炉向中大型高炉发展，在本年度就有重钢、天管750、首钢、阜宁1260、莱钢1880等高炉的全干法除尘系统投入运行。
进入新世纪我国政府把“发展循环经济、保护生态环境、加快建设资源节约型、环境友好型社会，实现可持续发展”作为指导方针。中国钢协把高炉煤气干法除尘列为冶金工业“三干一电”工艺技术首推项目。这股强劲的东风，推动了我国
高炉煤气袋式干法除尘的快速发展，先后涌现了通钢、承钢、韶钢、莱钢、包钢等一批高炉煤气全部实现BDC的企业。继2004年莱钢1880、韶钢2500高炉改造成功，2006年包钢与有关单位合作开发应用大筒体及气力输灰等新技术，将六座高炉（1800～2500m3）全部改为BDC，在规模和技术上取得双突破。2007年唐钢、武钢、涟钢等一批3200高炉正在实施BFG-BDC，并且首钢曹妃甸新建5500高炉，宝钢一号高炉（5000m3）大修工程都已确认采用BDC技术方案。
2 BDC核心技术
BFG是高温、高压、可燃、易爆、有毒气体，并且其参数是随冶炼工况而波动的。BFG除尘装置本身作为高炉冶炼工艺的有机组成部分，讲究运行的可靠性、稳定性。因此与环境除尘设备相比，在其设计、制造、配件选用及运行控制环节有其特殊要求。整个BDC工艺可拆解为参数调制、除尘净化、卸灰输灰、安全监控等项核心技术。
2.1 荒煤气参数调制
2.1.1荒煤气降温处理
高炉正常冶炼时，炉顶出口煤气温度150～250℃，按此进行除尘器的结构设计及滤料选配。但在高炉非正常工况，尤其在发生崩料、坐料时，短时间可上升到400～500℃，甚至600℃，需要进行降温及控温处理。
降温方法有间接换热冷却和直接喷雾冷却两大类。间接冷却又由壳管式水冷、热管及机力空冷等形式。间接水冷方式存在热惰性大、易腐蚀损漏、耗水量大等缺点。而直接喷雾冷却具有反应迅速、控制方便、节水节能等特点。经过十多年工程实践，随着喷雾技术的不断提高与完善，逐步形成了以直接喷雾冷却为主、以间接机力空冷为辅的技术方针。对300～500℃的高温工况采用一次喷雾冷却，将荒煤气温度直接降到260℃；对450～600℃的超高温工况，为防止煤气含湿量过大，在喷雾冷却同时辅以机力空冷。
