轉爐煙氣干法除塵凈化系統(tǒng)分析

1.概述
　　氧氣轉爐煉鋼采用吹氧冶煉，在吹煉過程中，其煙氣量煙氣成份和煙氣溫度隨冶煉階段呈周期性變化。同時在吹煉過程中，會產生煙塵和CO氣體，特別在吹煉中期CO濃度可達80%以上，一般情況下，轉爐煤氣成份中CO的含量占55～66%（體積百分比），當CO含量在60%左右時，其熱值可達8000kJ/Nm3，比高爐煤氣熱值高一倍還多，是一項僅次于焦爐煤氣的寶貴的二次能源。為此國內外企業(yè)都于轉爐煤氣回收與利用技術的開發(fā)研究工作。并且煙塵量一般為10～20kg/t鋼，從中可以看出，在氧氣轉爐煉鋼中煙塵中鐵含量也很高，因此都有很高的回收利用價值。通過轉爐煤氣的回收，不僅可以節(jié)約能源，而且對煙塵加以綜合利用，變廢為主，同時又凈化了大氣環(huán)境。
　　2“LT”干法除塵系統(tǒng)說明
　　“LT”法煙氣凈化回收處理工藝設施主要由煙氣冷卻系統(tǒng)、煙氣凈化系統(tǒng)、煙氣回收系統(tǒng)、水處理系統(tǒng)和熱壓塊組成。
　　煙氣冷卻系統(tǒng)由活動煙罩、罩裙和汽化冷卻煙道等組成。其主要功能是捕集、冷卻煙氣，回收煙氣顯熱。
　　煙氣凈化系統(tǒng)由蒸發(fā)冷卻器、電除塵器、粗粉塵輸送系統(tǒng)、細粉塵輸送系統(tǒng)、ID主引風機和放散煙囪等組成。其主要功能是對煙氣進行再冷卻、對煙氣進行凈化、將收集下的粉塵輸送至熱壓塊設施。
　　煙氣回收系統(tǒng)由切換站和煤氣冷卻器等組成。其主要功能是回收煙氣潛熱，將合格煤氣降溫后送入煤氣柜。
　　水處理系統(tǒng)由水泵和冷卻塔等組成。其主要功能是為蒸發(fā)冷卻器和煤氣冷卻器供水。
　　熱壓塊設施由回轉窯、壓塊機及粉塵和成品塊輸送設備等組成。其主要功能是將粉塵熱壓成塊，替代轉爐冶煉所需的廢鋼或鐵礦石。
　　轉爐煤氣干法凈化回收系統(tǒng)中關鍵設備是圓筒型干法電除塵器。圓筒型干法電除塵器轉爐煤氣干法電除塵器主要由圓筒形殼體、收塵部分、清灰系統(tǒng)和輸灰系統(tǒng)等組成。由于轉爐煙氣中含有的CO可燃氣體，易產生爆炸，除塵器被設計成圓桶形，并在進出口喇叭上設有相應的安全防爆門，以消除在生產過程中可能產生的壓力沖擊波。電除塵器一般配有四個電場，經電除塵器處理的煙氣含塵濃度要求小于10mg/Nm3，電除塵器收塵部分的極配形式必須適應轉爐要求的工藝特點，一般采用板線結構，集塵極捕集的粉塵通過機械振打和一種特殊的刮灰裝置，將粉塵集中到底部的鏈式輸送機中，由雙重卸灰閥將粉塵排出。
　　轉爐操作的間斷性以及特定的冶煉周期使得空氣、廢氣（含CO2）和轉爐煤氣（含CO）交替通過電除塵器和整個煙氣凈化系統(tǒng)。如果這些不同成分的氣體在進入電除塵器前或在電除塵器內被混合，則極易在電除塵器內發(fā)生突然燃燒（爆炸）。因此，安全運行是電除塵器設計首先考慮和解決的問題。為了避免不同成分的氣體被混合而發(fā)生突然燃燒（爆炸），根據流體力學的原理，為氣體的流動設計佳的通道，使不同成分的氣體呈柱塞狀流動而不被混合，從而消除氣體發(fā)生突然燃燒（爆炸）的誘發(fā)因素，把電除塵器設計成圓筒形的主要目的之一就在于此。
　　盡管如此，經驗表明，在轉爐煉鋼廠不能排除突然燃燒（爆炸），這主要是由于操作不當造成的。出于這個原因，電除塵器具有以下安全措施：電除塵器被設計成可以承受壓力波動為0.3MPa（壓力）；在電除塵器外殼兩端設有6個安全卸爆閥，當發(fā)生突然燃燒（爆炸）引起壓力波動時，安全卸爆閥將及時有效地進行卸壓，使電除塵器不會受到損傷；另外，壓力、溫度的檢測，煤氣成分的分析及相關的聯(lián)鎖裝置將確保對電除塵器的監(jiān)控，只要達到預先設定的極限值，安全系統(tǒng)就會被激活。
　　干法煤氣凈化回收系統(tǒng)采用軸流風機，在系統(tǒng)發(fā)生突然燃燒時，可以順利卸壓，保護系統(tǒng)設備不受損壞。同時放散煙囪上設有文丘里氮氣引射裝置，在風機發(fā)生故障時，也能安全地將系統(tǒng)里的煤氣排出。
　　由于目前國內能源相當緊張，鋼廠生產成本增加，對于鋼鐵廠采取節(jié)能、節(jié)水措施的重視已到了一定的高度。大型轉爐適合采用干式“LT”法除塵，這些都說明“LT”法在我國已經得到充分的發(fā)展和應用。
　　3.干式“LT”系統(tǒng)與濕式“OG”系統(tǒng)比較
　　現(xiàn)將上較為濕式“OG”系統(tǒng)與干式“LT”系統(tǒng)作一簡單比較和論述。
　　3.循環(huán)水用水 蒸發(fā)冷卻器：80t/h
　　煤氣冷卻器：180t/h 濁環(huán)水：～1070t/h
　　其他凈環(huán)水：～410t/h
　　4.用氮氣 ～700Nm3/h
　　事故時：50000Nm3/h ～700Nm3/h
　　5.煤氣回收量 90Nm3/t；值75 Nm3/t
　　熱值：8360kJ /Nm3 100Nm3/t；值85Nm3/t
　　熱值：8360kJ /Nm3
　　6.煤氣含塵量 ?10mg/N m3 ?100mg/N m3（實際進口設備除塵效果達到50mg/N m3以下，甚至有30mg/N m3）
　　7. 優(yōu)點 凈化效率高，不需要再精除塵；系統(tǒng)阻力小，耗能低，風機運行費低，壽命長，維修工作量??；不需要沉淀池及污泥處理設施；含鐵干粉塵熱壓塊后可替代轉爐冶煉所需的廢鋼或鐵礦石，經濟效益好 能較好的與工藝轉爐工況匹配，較好的適應轉爐冶煉變化；一次除塵凈化部分壽命長；設備運行簡單，符合國內操作習慣；設備投資低；操作條件安全；煤氣入氣柜溫度穩(wěn)定
　　8. 缺點 除塵器極板極線易積灰，需要經常檢修；
　　蒸發(fā)冷卻器前后測溫元件易損，需一周更換一次；
　　蒸發(fā)冷卻器噴嘴易堵，平均國內半年更換一次；
　　當轉爐冶煉變化時（與初始設置不同），系統(tǒng)不易達到除塵要求；
　　設備復雜，投資大 需要污水處理系統(tǒng)，占地面積大；循環(huán)水量較大，車間內的濁環(huán)水排放成問題；處理后的污泥回收利用困難；
　　除塵后含塵量較高，進一步加大除塵效率，需要的增加投資較高；
　　3.2經濟效益比較說明
　　如果轉爐煙氣一次除塵采取“LT”法處理，相對于濕式“OG”法具有以下顯著優(yōu)點：
　　利用電場除塵，除塵效率高達99%，可直接將煙氣中的含塵量凈化至10mg/m3以下，供用戶使用；
　　可以省去龐大的循環(huán)水系統(tǒng)；
　　回收的粉塵壓塊可返回轉爐代替鐵礦石利用；
　　系統(tǒng)阻損小，節(jié)省能耗。
　　就環(huán)保和節(jié)能而言，“LT”法代表著轉爐煤氣回收技術發(fā)展方向。
　　根據分析表明，干法“LT”系統(tǒng)具有、節(jié)能、環(huán)保等性，沒有廢水處理和污泥處理工藝，并且可以省去轉爐儲配站區(qū)域電除塵設備。除塵灰經熱壓塊后回轉爐可提高轉爐的鋼產量1～2%，外排煙氣粉塵可控制小于30mg/Nm3。整套“LT”系統(tǒng)四年即可收回投資。
　　5.結束語
　　由于干法除塵系統(tǒng)在國內外大型轉爐上的已經得到了應用并取得了成功，加上一些關鍵設備的逐步國產化，“LT”系統(tǒng)的一次投資將大大降低，相對于“OG”系統(tǒng)綜合性價比將更明顯。按近的發(fā)展趨勢，對于新建大型轉爐的煙氣凈化系統(tǒng)*干式“LT”系統(tǒng)。