轉爐煉鋼除塵現狀及常見問題分析
轉爐煉鋼除塵現狀及常見問題分析
轉爐除塵工藝直接決定著國家的節能減排政策能否很好的實施。下面簡單介紹我國轉爐除塵的現狀，國內常用工藝流程，重點是討論幾種除塵工藝的優缺點及改進建議。
一、煉鋼轉爐煙氣特點
在轉爐吹煉過程中，轉爐中產生約１４５０℃的高溫廢氣，主要成分是ＣＯ、Ｏ２、ＣＯ２、Ｎ２和ＳＯ２，ＣＯ含量可高達８０％以上。含有大量的粉塵，含塵濃度可達１５０－２００ｇ／Ｎｍ３，噸鋼可產生１０～３０ｋｇ粉塵。所以轉爐煙氣具有高溫、有毒、易燃易爆、含塵量高等特點。同時轉爐煙氣又具有很高的利用價值，具有潛熱、顯熱等大量能量，煙氣中的粉塵也含有５０％以上的全鐵，可以循環利用。
轉爐煉鋼是間歇式生產，所以轉爐煙氣的生產也是間斷的，使得煙氣處理控制系統變得更加復雜。
二、目前常見處理工藝
煉鋼轉爐煙氣除塵分為濕法和干法兩大類。最具代表性的是ＯＧ濕法除塵工藝和Ｌ—Ｔ干法除塵工藝。
（一）ＯＧ濕法除塵工藝
最具代表性的是“雙文程式”的工藝流程，簡稱ＯＧ法，目前世界上大部分轉爐都采用這種方法。該流程是：轉爐煙氣經罩裙、Ⅰ至Ⅳ段汽化冷卻煙道冷卻之后，由１６００℃降至８００℃左右，然后進一文、二文進一步降溫并除塵，再經誘引離心風機到三通切換閥，煤氣合格的進入回收系統，達不到煤氣回收要求的煙氣進入放散塔點火排放。
ＯＧ系統根據文氏管的原理知道文氏管是靠喉口處高速氣流使噴入的水二次霧化，以增大水滴的表面積，捕捉更多的粉塵，這種原理使文氏管阻損很大。因而系統存在著阻力大、用水量大、凈化效果不理想的問題，造成水、電浪費的現象比較嚴重。并且系統經常采用的折板式水霧分離器、絲網脫水器等脫水設備效果不理想、易堵塞，造成風機故障率高；粉塵排放率超標。
“ＯＧ”流程的優點是安全可靠，系統比較簡單，但存在諸多問題。主要有：
１、一文、二文需要的除塵水量很大。
２、蒸汽和濕粉塵粘結到引風機葉片，造成轉子不平衡，引起風機震動損壞，故障率高，影響系統正常穩定運行。
３、系統易結垢，導致除塵能力下降，集塵效果和凈化效果變差，爐口煙塵外溢、放散塔冒黃煙。
４、系統阻力大，耗電高。
５、污泥處理工序復雜且容易造成二次污染。
６、受文氏管效率影響，煙塵排放濃度偏高（為１００ｍｇ／Ｎｍ３）。
（二）Ｌ—Ｔ干法除塵工藝
近年來發展起來的干法除塵工藝，是由西德魯奇、蒂森公司聯合推出的，簡稱ＬＴ法。工藝流程是：煙氣進入汽化冷卻煙道間接冷卻之后，再用蒸發冷卻器直接進行冷卻—向通過蒸發冷卻器內的煙氣噴入霧化水。噴入的水量，要準確地隨煉鋼生產過程中產生熱氣流的熱焓而定，將煙氣冷卻到１５０℃一２００℃后，經由煤氣管道引入靜電除塵器進行精除塵。然后通過引風設備——軸流式鼓風機進入煤氣切換站，合格的煤氣經進一步冷卻之后進入回收系統，不合格的煤氣經放散塔點火放散。
Ｌ—Ｔ流程的優點是 ，不需廢水處理設備和污泥脫水設備等，因此干法除塵具有水耗低、無污水處理系統、電耗低、風機運行穩定、粉塵排放濃度低（為１０ｍｇ／Ｎｍ３）等諸多優點。
存在一些問題主要是：
１、干法除塵造價高、自動控制連鎖多，要求自動化程度高。
２、采用的機械設備多，結構復雜，故障率高，維修時間長。
３、由于蒸發冷卻使煤氣中含有較高的水分，易形成結露，影響極間距離和運行電壓，還影響輸灰系統設備運行壽命，為此對蒸發冷卻塔水量、水壓控制有嚴格要求。
４、蒸發冷卻器壁上結垢問題還沒有很好的解決。
５、泄爆頻繁，影響電除塵器內部件的壽命和除塵效果。
６、除塵后煤氣溫度高，還必須采用專門的冷系統進行冷卻后才能進煤氣柜。
（三）近年出現的新工藝
１、塔文流程
塔文流程是德國Ｌｕｕｇｉ．Ｂｉｓｃｈｏｆｆ公司開發的技術。工藝流程為：轉爐煙氣經活動煙罩收集后，進入汽化冷卻系統冷卻，然后進入除塵塔（含ＲＳＷ環縫清洗裝置），也就是將洗滌塔與環縫文氏管組合在一起成為高效除塵塔，再到脫水器脫水，然后通過誘因風機進入切換系統，或回收或放散。
該系統具有凈化效率高，系統阻力小、風機能耗低、系統簡單等特點。但是也存在投資高、除塵水用水量偏大、塔文結構復雜、檢修清理不便的問題。
２、高效噴霧洗滌塔加環縫文氏管的工藝流程（稱為新ＯＧ系統）
國內自行研制的一種新工藝，已經用于近２０座１００噸以上轉爐，將干法除塵的一些技術移植到濕法除塵系統，對濕法除塵的一些關鍵設備進行了突破性的改進，形成了新的濕法除塵工藝，工藝流程為煙氣通過汽化冷卻煙道冷卻之后，溫度由１４５０度左右，降至８００度左右，然后經過高溫非金屬膨脹節進入高效噴霧洗滌塔進行精除塵，再進入上行式環縫文氏管進行精除塵，然后進入漩流脫水器進行精脫水，然后通過管道進入風機加壓，回收或者外排。
該流程具有以下特點：
工藝流程簡化；
與傳統的濕法工藝比較節省水量、降低阻力、降低電耗；
從根本上消除了除塵水排除時易裹帶煤氣的安全隱患；
降低了工人勞動強度；
降低了設備故障率，提高了風機運行壽命。
３、高效噴霧洗滌塔加新型ＲＤ文氏管的流程
用新型ＲＤ文氏管取代４．３所述流程中的上行式環縫文氏管，其他不變，在保證排放效果的前提下，可以使成本進一步降低。
新型文氏管具有以下優點：
（１）取消了原Ｒ－Ｄ文氏管雙側水箱、噴孔、氮氣捅針，使結構更加簡單、制作成本更低。
（２）采用逆向霧化噴嘴，解決了原Ｒ－Ｄ文氏管噴孔堵塞、氮氣捅針故障率高、維修量大，職工勞動強度高的問題。
（３）解決了原Ｒ－Ｄ文氏管雙側外噴，噴入的水成柱狀，靠高速氣流沖擊二次霧化，導致阻力增大，并且水的霧化效果不好，凈化效率較低的問題。
（４）解決了原Ｒ－Ｄ文氏管部分噴水孔堵了之后，造成噴水不均勻，一部分煙氣不能與水接觸，影響凈化效果的問題。
（５）解決了原Ｒ－Ｄ文氏管雙側噴水一側在收縮段，一側在擴張段，收縮段一側噴水凈化效果好，擴張段一側噴水的凈化效果差的問題。提高了凈化效果排放濃度在５０－８０ｍｇ／ｍ３。解決了風機易積灰，影響使用壽命的問題
（６）解決了原Ｒ－Ｄ文氏管閥板易結垢卡死的問題。
（７）解決了原Ｒ－Ｄ文氏管閥板控制系統失靈后風機喘震的問題及因為閥板控制失靈或誤操作關閉二文喉口導致的風機入口管道抽癟的問題。
４、因為新型Ｒ－Ｄ文氏管直接噴入霧化水，提高了除塵水的利用率，可以節省除塵用水２０％
新型Ｒ－Ｄ文氏管直接噴入霧化水，可以降低高速氣流沖擊水幕造成的阻力，降低阻力２０％
新型Ｒ－Ｄ文氏管不用在非吹煉期自動清掃噴孔，所以不用氮氣做動力源，也簡化了自動控制系統，使系統更簡單。新型文氏管應用于轉爐除塵系統，提高煙氣的凈化效率，延長設備使用壽命，降低系統故障率，起到一定的節水節電作用，還節省了氮氣，降低了運行費用；并且制作費用低、節省了氮氣管道的投資費用；故障率低，降低了工人的勞動強度。在節能減排方面有著積極地作用。
綜上所述，新的轉爐濕法除塵工藝在很長的一段時間內具有推廣應用的前景，尤其是現在各鋼廠小型轉爐紛紛擴容，除塵系統能力明顯不足，一般均對系統進行徹底改造，投資大，工期長，并且污水處理也要做相應改造。如果采用半干法除塵（新ＯＧ系統），阻力可降低３－５Ｋｐａ，可節水１／３，就可大大減少改造費用，也可降低改造工期，而不用增大風機，也不用增加除塵水供水及污水處理系統的能力。這樣可以大大減少改造成本，縮短改造時間。
現在國家在節能減排和環境保護方面的工作力度不斷加大，我公司轉爐除塵的達標排放是目前環保工作的重點，尤其是舊區的紅煙治理更是工作的難點。采用先進的“新ＯＧ”系統，不僅能夠解決舊區轉爐除塵效果不好的現狀，而且由于其系統本身耗能少，運行成本低，維護簡單，因此可以考慮在新建的轉爐除塵系統上加以應用。
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