干法引領轉爐除塵方向——轉爐煉鋼除塵技術現狀及發(fā)展趨勢
轉爐煉鋼是我國鋼鐵企業(yè)的主要煉鋼工藝，轉爐在吹煉過程中產生以一氧化碳為主體、含少量二氧化碳和其他微量成分的氣體，其中還夾帶著大量氧化鐵、金屬鐵粒和其他細小顆粒固體塵埃，對大氣和車間環(huán)境污染嚴重。其污染物的特點為：煙氣中含塵濃度高、粒度細，污染嚴重;煙氣溫度高，廢氣治理工藝中復雜性增加;廢氣治理中的熱能、一氧化碳和煙塵中的含鐵量都符合回收綜合利用的條件。
自今年1月1日起，鋼鐵工業(yè)大氣污染物新排放標準的緩沖期結束，所有鋼鐵企業(yè)都執(zhí)行新建企業(yè)污染物排放限值，重點區(qū)域的鋼鐵企業(yè)執(zhí)行更加嚴格的特別排放限值。因此，提高我國轉爐除塵系統(tǒng)技術水平，有效控制和減少煉鋼大氣污染物排放量是當前亟待解決的問題。
濕法除塵不斷改良發(fā)展
現階段的轉爐除塵工藝主要由汽化冷卻系統(tǒng)、一次煙氣除塵系統(tǒng)和轉爐煤氣回收系統(tǒng)三部分組成，通常分為濕法除塵、干法除塵兩大類。其中，濕法除塵工藝以OG法為代表，干法除塵工藝以LT法為代表。我國現有的轉爐煙氣除塵工藝多采用濕法除塵。
傳統(tǒng)OG工藝。其工藝流程為：轉爐煙氣經活動煙罩收集，氣化冷卻道冷卻，然后進入一級溢流式固定喉口文氏管粗除塵、脫水器脫水，再經二級可調翻板文氏管精除塵、脫水器脫水，最后通過風機進入三通閥，回收或放散。該工藝的優(yōu)點是工藝簡單，系統(tǒng)阻力小;缺點是排放濃度偏高，運行費用和能耗高等。
塔文工藝。其工藝流程為：轉爐煙氣經活動煙罩收集，汽化冷卻煙道冷卻，然后進入高效除塵塔除塵(由環(huán)縫文氏管和洗滌塔組合)，再經脫水器脫水，最后通過風機進入三通閥，回收或放散。該工藝的優(yōu)點是系統(tǒng)阻力小，凈化效率高，系統(tǒng)簡單，風機能耗低;缺點是高效除塵塔結構復雜，除塵水用水量偏大，檢修清理不便等。
洗滌塔加文氏管工藝。工藝流程為：轉爐煙氣經活動煙罩收集，汽化冷卻煙道冷卻(煙氣溫度由1400℃左右降到800℃左右)，然后通過高溫非金屬膨脹節(jié)，再經高效噴霧洗滌塔粗除塵、90°彎頭脫水器脫水，上行式環(huán)縫文氏管精除塵、漩流脫水器脫水，最后通過風機進入三通閥，回收或放散。與傳統(tǒng)的濕法工藝相比，該工藝的優(yōu)點是節(jié)省水量，降低電耗和阻力，從源頭上解決了除塵水排出易夾帶煤氣的問題，工人勞動強度降低，設備故障率降低，風機運行壽命延長。
經過改良后的濕法除塵系統(tǒng)，可以滿足當前的排放標準，但在能耗方面還存在一定弊端。
干法除塵是未來發(fā)展方向
隨著對鋼鐵行業(yè)節(jié)能減排要求的不斷提高，干法除塵技術受到越來越多鋼鐵企業(yè)的重視，被公認為是今后轉爐除塵技術的發(fā)展方向。
LT工藝。20世紀60年代末德國的魯奇(Lurgi)與蒂森(Thyssen)聯合開發(fā)了最初的轉爐煤氣干法除塵工藝，并于1983年將該工藝實施在Bruckhausen鋼廠的2座400噸轉爐上，因此稱其為LT法。1998年4月份，寶鋼首次引進了LT工藝，應用于其三期二煉鋼中。
該工藝流程為：當轉爐煙氣流經回收系統(tǒng)的各個標準部件(主要包括活動煙罩、汽化冷卻煙道和熱回收裝置等)后，其煙氣的溫度會降到850℃~1000℃，然后通過蒸發(fā)冷卻器，在蒸發(fā)冷卻器內部對煙氣進行霧狀噴水，直接將煙氣冷卻。期間，根據煙氣含熱量來控制噴水量，噴入的霧狀水全部被蒸發(fā)，煙氣始終保持為干煙氣。在蒸發(fā)冷卻器中占煙氣含塵量約40%的粗粉塵團聚沉降至其底部，再經鏈式輸送機送至粗灰倉，蒸發(fā)冷卻器出口的煙氣溫度則降至150℃左右。煙氣再流入圓筒形干式電除塵器，高壓發(fā)電使煙氣電離，細粒徑的粉塵被捕集下來，再通過鏈式輸送機送至細灰倉中。經過兩次凈化后的轉爐煙氣流入切換站進行切換，符合標準的煙氣需冷卻降溫到70℃左右后再進入煤氣柜回收，不符合標準的煙氣則通過火炬裝置進行放散。
與濕法除塵相比，該工藝的優(yōu)點是凈化效率高，煙氣的含塵量通常可以穩(wěn)定控制在30mg/Nm3以下，在工藝特殊要求下，可將含塵量降低至5mg/Nm3;系統(tǒng)阻力小，風機運行費低，壽命長;耗水量小，含鐵干粉塵僅需熱壓塊后即可替代轉爐煉鋼所需的鐵礦石或廢鋼，無需設置沉淀池和污泥處理設施。缺點是轉爐煙氣中一氧化碳和少量氧氣不可避免地同時進入到除塵系統(tǒng)中，兩種氣體一旦混合并達到一定比例，在遇到明火或火花時，煙氣會發(fā)生燃燒或爆炸。因此，轉爐煙氣經過靜電除塵器時極易發(fā)生燃燒或爆炸，爆炸發(fā)生后，將迫使轉爐系統(tǒng)停止冶煉。
DDS工藝。該工藝為LT工藝基礎上的改進工藝，針對回收粉塵中鋅富集帶來的耐火材料壽命縮短、冷卻塔內氧化鋅結塊的問題，增設了富鋅粉塵分離系統(tǒng)，形成了DDS工藝。該系統(tǒng)通過設置在線激光測鋅裝置，當煉鋼除塵灰中鋅含量超過20%時，由除塵灰制成的球團不做內部循環(huán)，而是外供給制鋅企業(yè)使用，這樣就有效避免了鋅富集的問題。
通過現行轉爐煉鋼除塵技術的運行情況可以看出，現階段較為常用的兩種除塵方法都具有各自的優(yōu)缺點。為了實現生態(tài)環(huán)境和工業(yè)生產的協同發(fā)展，應該依據科學手段進行轉爐煙氣的除塵處理，積極開發(fā)、優(yōu)化轉爐除塵技術，與其它環(huán)保設施有機結合起來，提高轉爐除塵效果，降低工藝運行能耗，確保生產安全有序進行。
轉爐煉鋼除塵器的發(fā)展趨勢
隨著社會對環(huán)保的要求日益提高，鋼鐵企業(yè)的環(huán)保工作已上升到決定企業(yè)生存與否的重要地位，轉爐煙氣除塵技術的研究也將進一步深入。干法除塵工藝相比于濕法除塵工藝，其耗能少、耗水量低、除塵效率高等優(yōu)點決定了其為未來轉爐除塵的主流技術。干法除塵的主體除塵器則是決定該項技術發(fā)展的關鍵因素。
超高壓寬間距電除塵器。依據相關公式可知，使用超高壓電源以及加寬電極間距將提高除塵灰的有效驅進速度，因此，在減少極板數量的同時，能達到同等的除塵效率。目前，我國已經研制出一種電除塵器具備超高壓寬間距的性質，通過超高壓電場來增大電除塵器適用的粉塵比電阻范圍，有效地解決煙氣含塵量超標情況下依舊保持除塵效率的問題。該除塵器能在滿足轉爐煉鋼除塵的要求下，長時間安全、穩(wěn)定地運行。
電袋一體化除塵器。電袋一體化除塵器是一種將電除塵器與布袋除塵器有機結合在一起的高效除塵器。煙氣先經過電除塵區(qū)再進入布袋除塵區(qū)，通過前期電除塵器的捕集，使煙氣中的含塵量大幅降低;再利用粉塵的荷電性和同性相斥、異性相吸的特性而產生的電排斥，以及細微粒子電凝聚現象，使濾料表面粉塵松散堆結，濾料阻力降低。
電袋一體化除塵器既能有效克服靜電除塵器對超細顆粒控制效果差的缺點，又能克服袋式除塵器不適宜高濕、高溫、黏結性強的粉塵而無法應用于轉爐一次除塵的缺點。此外，電袋一體化除塵器還能與脫硫裝置一起使用，從而實現除塵脫硫一體化。煙氣經電除塵預除塵，再進入脫硫塔進行脫硫，最后，利用低壓旋轉脈沖布袋除塵器除去余下的細小粉塵。該方法應用于生產實際，將取得良好的社會效益和經濟效益。
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