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转炉配套除尘

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    转炉配套除尘设备主要应用于炼钢转炉的粉尘净化回收,炼钢转炉炉气含有70200g/Nm3(或1020kg/t钢)的粉尘,所以,除尘的首要任务是一个固气分离、减少粉尘排放、回收利用粉尘的过程;第二个任务是由于烟气中CO含量最高达90%,且烟气温度达1500℃,因此,要回收转炉煤气和余热;第三个任务是采用湿法除尘相应带来了供排水和水处理的任务。简单地说,转炉除尘的任务就是在最大限度地回收利用粉尘、转炉煤气和余热的前提下,能量消耗最少和运行费用最低。

    1、粉尘浓度和粉尘利用

    有关粉尘浓度的标准要求有三个:一是烟囱和厂房顶环保排放标准要求;二是现场岗位卫生要求;三是回收煤气粉尘浓度要求。现行的环保排放标准是100mg/Nm3,同时对企业还有相应的粉尘排放总量控制要求。一些先进的内控标准已经降低到50甚至20mg/Nm3;岗位卫生和煤气利用一般要求粉尘浓度在10mg/Nm3。转炉一次除尘的主要考核指标是放散烟囱的粉尘浓度,而如果一次除尘效果不好,引起二次除尘超过设计能力,则厂房屋顶和岗位粉尘超标。干法回收煤气粉尘浓度可以达到10mg/Nm3,实际放散在2030mg/Nm3,但不稳定,有时会超过正常值;新一代OG法回收和放散粉尘浓度在50mg/Nm3的水平;半干塔文法一般也在50mg/Nm3,有的达到20mg/Nm3。煤气回收到煤气柜后还需再用湿式电除尘器进行二次净化,以达到10mg/Nm3。实际上采用环缝除尘器可以直接达到10mg/Nm3以下的水平,这主要是通过加大文氏管的进出口压差,就可达到1820kPa,不再需要通过湿式电除尘,但是能耗比较高。

    转炉除尘回收的粉尘都得到了循环利用,但工艺和方式不同,成本差别较大。干法回收粉尘可以在炼钢厂内压球用于转炉造渣,也可送烧结或球团做原料;湿法都是采用真空压滤污泥或直接以水过滤泥浆形式送烧结做原料。有些研究是回收利用粉尘中的锌,但实际应用不多。

     

    2、转炉煤气和余热回收利用

    转炉煤气回收的先进水平超过100m3CO平均含量超过60%。回收煤气多用做燃料,也有研究做化工原料的。总体来说,传统湿法存在回收量和热值低,回收后放散等问题,而干法、新一代OG法和半干塔文法都对煤气回收有所提高,但区别不大;对余热的回收也没有区别:都是1500℃烟气进入除尘系统,到出口温度降到900℃,吨钢回收超过100kg的粉尘、压力为24MPa的蒸汽,蒸汽用于钢水真空处理、发电、采暖、并网等,但也有许多转炉蒸汽回收量少、压力低、放散多,特别是北方许多钢厂夏季放散多。而900℃以下的余热,目前都没有回收利用,同时还要消耗一定量的补充冷却水,存在双重浪费。许多研究期望能回收利用这部分余热,主要集中用余热锅炉生产蒸汽,但还没有实际应用。尽快改造转炉除尘工艺技术,提高煤气和余热回收利用水平是转炉节能、实现负能炼钢的最主要因素和改善领域。

     

    3、供排水和污水处理

    不同的转炉除尘工艺供排水和水处理区别很大。干法采用干式蒸发冷却、干收灰和干除尘,大幅度减少了供排水和污水处理量,这是其最主要的优点之一。但不足的是现在的干法工艺还不彻底,回收的煤气还是通过湿法循环冷却,循环水量也比较大。而新一代OG法与传统湿法最大的问题就是供排水和水处理量太大,造成投资、占地和运行费用都高。半干塔文法因为采用了蒸发冷却,供排水与包括煤气冷却水的干法相同,只是污水中污泥仍然比较多;而如果采用干式蒸发冷却塔,则也不需要传统的污水处理系统,原因一是因为采用了蒸发冷却,排水温升很少不需要循环冷却塔系统,二是因为喷嘴孔径大不容易堵塞,循环水不需要多级过滤,只需一级粗过滤就可以。从长远看,转炉除尘供排水有两个不同发展方向:一是采用余热锅炉或其它间接冷却方法,采用不消耗水的全干法;另一个方向是仍然采用循环水,但要有效利用污水余热和不用传统的水处理系统。也就是说,无论如何发展,传统的转炉污水处理系统都会在不远的将来全部被淘汰。

     

    4、能耗和设备维修

    传统转炉一次除尘的电耗在8kWh/t钢左右,由于传统转炉一次除尘普遍存在的处理能力不足引起二次除尘烟气量大等,导致二次除尘电耗也在8kWh/t钢,转炉除尘合计能耗高达16kWh/t钢。干法系统总阻力只有6kPa(不到传统湿法的30%),因而干法一次除尘电耗一般在34kWh;新一代OG法系统总阻力在2022kPa(比传统湿法约少3kPa)、半干塔文法总阻力在1719kPa(比传统湿法少5kPa),都对减少一次除尘电耗有所改进,但都不彻底。无论采用哪种除尘器,进出口烟气压差越高,粉尘浓度就越低,这是文氏管除尘器自身的特性。因此,从节能角度看,应该尽快淘汰文氏管。国内还有许多研究试图采用布袋除尘器,不仅存在是否可行的问题,即使成功其能耗也比较高。由于采用干式电除尘存在较多问题,因此,值得关注的是采用湿式电除尘器,国内外都有研究。从生产实践看,采用半干塔文工艺的设备维修量最少,其它工艺都存在维修量多的问题。

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