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转炉烟气半干法除尘有新利器

时间:2017-07-31 13:34 来源:未知 作者:admin 点击:次

夏杰生

  当前,钢铁行业环保压力巨大,转炉烟气除尘是重点领域,挑选、应用高效、安全、低耗的除尘技术,成为钢铁企业的主要诉求。

  转炉烟气除尘湿法、干法各有优劣

  转炉湿法除尘技术缩写为OG。OG是英文Oxygen Converter Gas Recovery的缩写,表示氧气转炉煤气回收。采用OG技术的转炉在吹炼中由于剧烈的氧化反应,在炉内产生大量的高温和高浓度的CO烟气。这些烟气通过裙罩的升降和罩内烟气压力的控制,来抑制周围空气的侵入。在未燃情况下,该技术采用汽化冷却烟道冷却烟气,经两级文氏管除尘器净化后,进入煤气回收、放散系统。

  转炉干法除尘技术缩写为LT。LT法是由德国鲁奇(Lurgi)公司和蒂森(Thyssen)公司协作开发。LT是两公司名字的简写。该技术是采用汽化冷却器冷却烟气,经圆筒形干式电除尘器净化后,进入煤气回收、放散系统。该法于1981年开始用于回收煤气工程。

  转炉干法除尘技术一次性投资大、结构复杂、耗材多、技术难度大,在我国市场推广率不到20%。而且干法除尘技术采用庞大的干式静电除尘器清除具有一定黏性的转炉一次粉尘,除尘器容易积灰,且灰尘排放不稳定。与干法除尘工艺相比,OG湿法除尘工艺结构简单、造价低廉、净化效率高,但存在能耗高、耗水量大、污水处理复杂、运行成本高等缺点。而且湿法除尘技术不分颗粒大小,将粉尘全部清洗到水中,产生大量的除尘污水。干法、湿法除尘工艺技术水平在国产化过程中虽然得到不断提高,但各自的先天缺陷一直没有解决。

  基于这种认识,业内专家近年来提出了半干法除尘技术,之后在国内得到推广。目前,采用半干法除尘技术的转炉数超过了使用干法除尘技术的转炉数。半干法除尘工艺采用干式蒸发冷却器回收40%(最佳效果为80%)以上的干灰,保留了湿法除尘的优点,同时克服了干法、湿法除尘技术的缺陷。特别是该技术能够对湿法除尘工艺进行改造,而不必像干法除尘工艺那样,全部拆除重来,可以最大限度地保留原有设施,节省投资成本。

  嘉捷汉华创新半干法除尘技术

  据从事冶金行业专用设备研发、设计的北京嘉捷汉华机电设备有限公司(以下简称嘉捷汉华)总工程师冯建华介绍,该公司研发的半干法除尘技术独具特色,受到用户的欢迎。其除尘系统采用三塔一文方式:即蒸发冷却塔、雾化除尘塔、旋风叶轮脱水塔和长颈环缝二文喉口。

  蒸发冷却塔(也叫EC塔):蒸发冷却塔在除尘系统中起粗除尘、降温灭火作用。其中,烟气冷却系统是整个除尘系统的关键之一,水气控制阀门组采用双回路设计,自动切换,EC塔出干灰量能控制在5千克/吨钢~8千克/吨钢,粉尘含铁比例在45%~50%。

  雾化除尘塔:由雾化除尘塔和水浴除尘器组成,这也是该公司除尘系统与其他公司的不同之处。它采用气雾喷枪将水雾化成50微米~150微米的细小颗粒,让雾化水颗粒、烟气、粉尘充分混合,利用粉尘的亲水性粘合成大颗粒,然后利用水喷枪冲洗粉尘达到除尘效果。烟雾气与粉尘颗粒以设定好的速度运行到雾化除尘塔底部时,进入水浴除尘器,该技术利用水浴除尘器的脱水除尘作用,将粉尘颗粒留在水中,起到精除尘的作用。

  雾化除尘塔与水浴除尘器结合使用是除尘系统的关键之一,二者单独使用也有非常明显的除尘效果。该公司在山东将此技术单独用在烧结机机尾除尘上,能将排放烟气的粉尘含量从120毫克/立方米以上降到20毫克/立方米以下,除尘效率达到80%以上。

  旋风叶轮脱水塔:即底部采用旋风脱水器,上半部分采用叶轮脱水器,并增加一组气雾喷枪,是整套除尘系统的精脱水环节,同时通过脱水叶轮也能起到最后一级精除尘作用,延长风机使用周期。

  长颈环缝二文喉口:这是整套除尘设备中最主要的精除尘设备,为下进风长颈环缝二文喉口。与其他形式二文喉口相比,该设备在同等压力下具有更好的除尘效果,在进出口负压不小于15千帕工况下除尘效率可以达到99.5%以上。二文喉口采用预设开度分段控制方式,根据炼钢吹氧信号、煤气回收信号、溅渣护炉信号等信号,由PLC完成喉口自动调节,保证任何工况下都有最佳的除尘效率。该半干法转炉除尘系统的控制系统采用改进后的EBOF-3代电气控制系统,烟气温度控制精度高,反应速度快,可实现全自动运行,温度波动在正负30摄氏度以内;另外,还可以完成二文喉口自动控制,根据预设开度值完成自动调节功能;在二文开度预设定不准确或烟气变化比较大的情况下,具备自动修正功能,保证二文喉口处于最佳工况,此功能在国内同行中是独树一帜的。

  其半干法转炉除尘技术具有下列优点:

  ——排放含尘量低。该技术采用三塔一文除尘系统,增加了雾化除尘塔和水浴除尘器这一环节,使除尘效率更高,在除尘设备投产后由环保局监测站进行烟气排放含尘量检测,检测报告中最低烟气排放含尘量达到19.0毫克/立方米,正常排放全部在20毫克/立方米~30毫克/立方米范围内。

  此外,该法最明显的改善就是除尘风机运行清理周期延长,风机清理周期可以达到6个月左右,减轻风机叶轮磨损,减少维护工作量。

  ——可减少积灰结垢。其每台除尘系统在设计时都会根据工艺图进行除尘系统烟气流场计算机模拟,并以此为依据设计喷枪布置方案,使喷枪布置更合理,能有效防止EC塔积灰。另外,嘉捷汉华在除尘设备中安装多组冲洗喷枪,能有效地防止除尘设备积灰和结垢,缩短设备维护时间,降低劳动强度。

  ——节电。该技术除尘系统除尘效率高、风机阻力小,尤其是长颈环缝二文喉口、雾化除尘塔和水浴除尘器的综合使用,使得在正常吹炼情况下,除尘设备出口负压值只要不小于17千帕(风机前19千帕~20千帕)就可以达到30毫克/立方米以下的排放标准,其他厂家则要求机前负压达到23千帕以上。仅仅这一点,该公司的除尘系统风机耗电就比同类产品节电15%~20%,而且风机运行转速更低,检修周期更长。120吨转炉每炉钢节电约100千瓦时,如果一年按300天运行计算,在相同除尘效果情况下,该技术比同类产品每年节电140万千瓦时。

  ——用水量少。该系统采用先进的计算机模拟技术,提高冷却水利用率,120吨除尘系统用水量只有400立方米/小时,少于其他厂家同类型产品,而且浊环水含尘量大幅度下降,改造完成后水处理成本及加药成本会明显下降。

  许多转炉炼钢厂采用北京嘉捷汉华的半干法除尘系统之后,均评价其运行稳定,有理想的除尘效果,目前,全国已经有几十家炼钢厂成为新型半干法除尘技术的受益者。

  新型半干法除尘设备改造完成后,在除尘设备使用年限内不用再次投资改造,就可以安全、稳定、环保地生产,是新建项目、特别是转炉湿法改造的优选工艺。

编辑:宋玉琤     来源:中国冶金报-中国钢铁新闻网