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1、烟气除尘技术进展,还一片清澈蓝天,组长：康芷源秘书：刘宝思苦工：黎开文 罗林春酱油：王慧学,烟气除尘技术概述,技术基础:,（1）粉尘物理性质：密度，比表面积，荷电性与导电性；（2）粉尘粒径；（3）钢铁工业粉尘特点。,控制技术：,（1）机械式除尘：重力沉降室，惯性除尘器，旋风除尘器等；（2）静电除尘；（3）过滤式除尘：袋式除尘器，颗粒层集尘除尘器等；（4）湿式除尘：重力喷雾洗涤器，旋风洗涤器，自激喷雾洗涤器等。,技术应用转炉除尘方法与进展,2.1传统 OG 湿法 OG 湿法是由日本于1962年发明的, 工艺模式为常说的“二文三脱”。这种方法的优点是安全可靠，系统比较简单，但存在着阻力大、水电消耗
2、大，还必须配有投资和运行都较昂贵的污水处理设施。对目前国家越来越严格的环保排放要求来说，不太适应转炉煤气回收的除尘要求。 1985年, 宝山钢铁股份公司一期300t转炉引进了日本的OG 技术和设备, 即所谓的第3代OG法技术。本流程的核心是二级可调文氏管喉口, 其作用主要是控制转炉炉口的微差压和二文的喉口阻损, 进而在烟气量不断变化的情况下, 不断调整系统的阻力分配, 从而达到最佳的净化效果。国内在立足自主开发的基础上, 对这项技术进行了重点消化吸收, 使OG法技术在我国得到了较快的发展而占据主要地位, 并取得了成熟经验, 成为国内回收转炉烟气的主要方法。,技术应用转炉除尘方法,2.2 LT
3、干法 由德国鲁奇公司和蒂森钢厂在20世纪60年代末联合开发的转炉煤气干法净化回收系统主要包含烟气冷却、净化回收和粉尘压块三大部分, 其流程见图，工艺模式为经过汽化冷却烟道后的烟气被喷水冷却至150200 ，进入电除尘器进行除尘。这种方法的优点是不需废水处理设备和污泥脱水设备等，具有水耗低，无污水处理系统，电耗低、风机运行稳定，粉尘排放浓度低（约为10mg/m3）的优点，但也存在除尘设备造价高、自动控制联锁多、要求自动化程度高、运行过程中故障多的不足。,技术应用转炉除尘方法,2.3 新型OG 湿法 第四代OG 湿法是日本于20 世纪90 年代发明的，该技术对传统的OG 法进行了技术改进, 即将二
4、文可调喉口改为环缝洗涤器, 简RSW, 还取消了一文喉口, 代之以饱和器, 即所谓第4 代OG 法, 或称新型OG 法。该技术具有流程简洁、单元设备少、阻损小等特点。二文采用RSW 技术, 除尘效率高, 易于控制, 并且不易堵塞。 1999年马钢在50t转炉上采用了此项技术。,技术应用转炉除尘方法,2.4 半干法( 高效节水型塔文除尘系统) 高效节水型塔文半干法是由我国于2006 年发明的，其除尘工艺为：烟气高效节水洗涤塔环缝文氏管驱动调节旋风旋流喷雾脱水器净烟气回收或排放。其性能与第四代OG基本一致。,250 t 转炉烟气干法除尘工艺应用,2008 年10 月17 日和2009 年2 月21
5、 日,邯钢集团邯宝炼钢厂1 号和2 号干法除尘系统相继投入运行。 邯宝公司炼钢厂第1 期建有2 座250 t 顶底复吹转炉,设计生产能力是520 万t/ a 。烟气净化回收采用干法。该系统从烟气进入蒸发冷却器开始到煤气冷却器为止,该系统主要由蒸发冷却器、静电除尘器、轴流风机、转换站、煤气冷却器等设备组成。干法除尘系统工艺流程如图1 。,250 t 转炉烟气干法除尘工艺应用,邯宝公司炼钢厂L T 烟气净化回收系统主要由烟气冷却、净化回收两部分组成,其工作原理是:在炉口处约1 450 的烟气经过固定烟罩进入汽化冷却烟道后, 烟气温度降至800 1 000 ,然后烟气进入净化系统。烟气净化系统由蒸发
6、冷却器和静电除尘器组成。蒸发冷却器通过纤维伸缩接头与汽化冷却烟道出口相连,在蒸发冷却器筒体颈部呈环形装有22 个双流雾化冷却喷嘴,两种流体被它们之间带有隔离空气层的同心管输送到喷嘴,然后经喷蒸汽对水进行雾化,喷嘴的喷水量是根据蒸发冷却器出口温度来自动控制的,烟气经过蒸发冷却器后温度降至180200 ,同时约有40 %的粗粉尘在蒸发冷却器的作用下被捕获,粗粉尘通过链式输送机、双板阀进入粗灰料仓。经冷却、粗除尘和调质后的烟气进入有4 个电场的圆形静电除尘器,经静电除尘器除尘后烟气含尘量降至10 mg/ m3 以下。静电除尘器收集的细灰,经过扇形刮板器、底部链板输送机和细灰输送装置排到细灰仓由汽车外
7、运至烧结厂重复利用。在切换站,合格烟气经过煤气冷却器降温到70 后进入煤气柜,不合格的烟气通过放散烟囱点火放散。,1流程：,250 t 转炉烟气干法除尘工艺应用,流程,250 t 转炉烟气干法除尘工艺应用,2. 1 蒸发冷却器 蒸发冷却器与汽化系统的弯烟道相连,为一圆柱形筒体结构 垂直布置,有特殊的双流喷嘴。通过烟气在蒸发冷却器进、出口的温度和流量的反馈,计算机模型计算出烟气携带的热量和所需的喷水量。经过蒸发冷却器,占烟气含尘量40 %50 %的粗颗粒灰被沉淀在蒸发冷却器下部的灰槽中。这部分灰含铁量很高,宜于回收利用。剩余的细颗粒灰尘经过蒸发冷却器后,改变了比电阻,使之更适于在电除尘器内得以被
8、吸附和捕捉。,2. 2 静电除尘器 静电除尘器内分前、后安装了4 个平行布置的电场,每个电场采用5060 kV 的高压供电。每个电场在与静电除尘器平行方向上安装了10块集尘电极,每个集尘电极之间形成0. 4 m 的气体通道。在集尘电极之间布置高压框架,框架中装有放电极(阴极) 并和高压供电系统连接,顶部由绝缘子连接。绝缘子采用电加热,并用氮气进行吹扫,以防止绝缘子由于粉尘积聚或者绝缘体壁的冷凝物(水和汽) 形成而产生电火花,导致电器击穿。在放电极的紧邻区域是极高强度的电压,由于电晕电压排放,使气体形成带负电荷的离子,在放电电极和集尘电极之间的电场作用下,带负电的气体离子偏移到带正电的集尘电极上
9、。灰尘离子因而受到部分气体离子的作用同样带上负电,自由移向集尘电极并积聚在集尘电极上。为了清除电极上聚集的粉尘,在相应的位置安装振打设备,细颗粒粉尘通过振打脱尘系统,掉落在静电除尘器底部的粉尘漏斗中。粉尘漏斗中的灰再用链式输送机送至除尘器下的卸料口。为了安全需要,在静电除尘器进、出口设置8 个压力释放阀,当发生泄爆时,压力释放阀可不同程度地打开以释放静电除尘器内的压力。,250 t 转炉烟气干法除尘工艺应用,设备,250 t 转炉烟气干法除尘工艺应用,2. 3 轴流风机 风机为轴流风机,风机前、后的阻损较小,风机自身压降较小,因此风机的压力是OG 系统(阻损) 的1/ 3 。另外,由于采用轴流
10、风机,烟道在风机处呈通道状,当电除尘器内发生泄爆时,可通过一部分爆炸气体,对减轻电除尘器的泄爆影响是有利的。2. 4 切换站 该装置原理上是一个干式运转的阀门站,主要由两个严密密封的具有调节性能的钟型阀组成,负责在烟囱和煤气柜之间进行快速切换,以回收尽可能多的转炉煤气。,2. 5 煤气冷却器 煤气冷却器为竖直的筒体形结构,主要作用是使净化后的CO 气体降温,从而降低CO 气体的体积,以增加气柜的储气能力。净化后的CO气体从冷却器筒体下部进入,上部流出。冷却器排出的冷却水经降温后用泵直接打入前面的蒸发冷却器重复使用,这是一个闭路循环系统,可节约用水。2. 6 放散烟囱 放散烟囱配备3 个点火装置
11、。为了安全起见,安装了一台氮气喷射器,以便在引风机跳闸或在吹炼期间风机发生故障时,保证烟囱能从系统中引出气体。2. 7 粉尘输送 在蒸发冷却器和静电除尘器的下部,有密封的链式输送机和储灰仓。卸出的粉尘用汽车灌装运输给烧结厂做烧结矿原料。,250 t 转炉烟气干法除尘工艺应用,3 测量和控制回路L T 控制系统共分3 个控制回路:蒸发冷却器的温度控制、风机流量控制、转换站气体成分控制。3. 1 蒸发冷却器温度控制蒸发冷却器的温度控制包括:蒸发冷却器出口温度测量、蒸发冷却器入口温度测量、电除尘器入口温度测量和喷水量的控制和测量。3. 2 风机流量控制烟气在汽化冷却和除尘装置中的流量,可过烟气流量调
12、节的输出信号控制,这种控制可通过改变风机的转速来实现,使炉口始终保持微正压。3. 3 转换站气体成分控制为了回收气体和检测设备的安全性,必须对气体的CO、CO2 和O2 的含量进行分析。当烟气中CO 含量大于规定值30 % ,且氧含量小于规定值2 %时,回收烟气阀打开,进行煤气回收,否则进行煤气点火放散。,4湿法和干法净化回收系统的比较,4. 1. 1 湿法净化回收系统优点(1) 湿法除尘技术在国内应用比较成熟,检修周期稳定;(2) 除尘设备寿命长;(3) 设备运行简单,好维护,符合国内操作习惯;(4) 设备投资低。,4. 1. 2 湿法净化回收系统缺点(1) 风机转子、喉口需要经常维护、定期
13、更换,约1 个月1 次;( 2 ) 排放烟气的含尘量较高, 约50100 mg/ m3 ,用户使用前仍需电除尘;(3) 系统存在二次污染;(4) 湿法除尘较干法除尘耗新水量高;(5) 系统阻损大,所以能耗大,占地面积大,环保治理及管理难度较大。,4. 2. 1 干法净化回收系统优点(1) 除尘净化效率高,通过电除尘器可直接将粉尘浓度降至10 mg/ m3 以下;(2) 全部采用干法处理,不存在二次污染和大量的污水处理;(3) 干法系统阻力约88. 5 kPa ,湿法系统阻力约25 kPa ,所以干法系统阻损小 1 ;(4) 煤气热值可达8 MJ / m3 ,煤气回收量最大可达100 m3 /
14、h 2 ;(5) 回收粉尘可直接利用,节约了能源;(6) 系统简化,占地面积小,便于管理和维护。,4. 2. 2 干法净化回收系统缺点 3 (1) 投资大(与湿法相比,大概投资多10 %) ;(2) 蒸发冷却器喷头结构要求高,为进口件;(3) 蒸发冷却器的卸灰出口易有堵塞现象;(4) 电除尘器泄爆较频繁,泄爆时必须提枪,对工艺操作要求严格;(5) 控制系统复杂(蒸发冷却器的温度控制、风机流量控制、切换站气体成分控制等) 。,4湿法和干法净化回收系统的比较,250 t 转炉烟气干法除尘工艺应用,5 干法除尘系统的运行效果 生产过程中两套系统运行稳定,除尘效率高,运行费用低,到目前为止两套干法除尘
15、系统均已通过了验收。生产实践表明,两套干法除尘系统净化后的烟气含尘量考核值平均都在6 . 8mg/ m3 以下;风机使用寿命长,维护工作量小;吨钢用水量约为0 . 07 m3 ,是湿式系统的1/ 3 左右,整个系统没有污水外排,利于环保。干法除尘系统阻力约为8. 2 kPa ,吨钢耗电量为3. 6 kWh 。系统自动化程度高,煤气回收时切换速度快,吨钢可回收热值约8 MJ / m3 的煤气91 . 4 m3 。同时,由于粉尘含量低,煤气质量高,可直接供用户使用,目前邯宝炼钢厂所使用的钢包、中间包在线烘烤和热轧的加热炉均使用回收的转炉煤气。经过回收的粗细灰尘可运送至热压块车间进行压块处理。压块中
16、铁含量在68 %以上,在原材料使用上节省了大量成本。,结论 通过邯宝公司炼钢厂实践综合分析,干法除尘在节能、节水、环保等方面明显优于湿法除尘,且实践证明选择L T 干法除尘工艺是正确的。邯宝公司炼钢厂为国内干法除尘工艺积累了一定的实践经验,也确定了一定的转炉操作模式。转炉煤气干法除尘技术在国际上已被认定为今后的发展方向,它可以部分或完全补偿转炉炼钢过程的全部能耗,有望实现转炉无能耗炼钢的目标。,参考文献,参考文献 1 李昌德. 我国转炉烟气净化技术进入世界先进水平 J . 冶金环境保护, 2007( 1) : 47 46. 2 刘 晨, 裴丽苗, 宋汇江. 转炉烟气半干法除尘工艺 J . 冶金
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