碳鋼液態(tài)渣處理線除塵系統(tǒng)的設計總結

白云燕

1 概述

太鋼加工廠渣場承擔著太鋼全部鋼渣的傾倒及處理工作，其中2006年10月建成投產(chǎn)的1號處理線和2007年12月建成投產(chǎn)的2號處理線主要處理碳鋼液態(tài)鋼渣。來自太鋼第一、二煉鋼廠的碳鋼液態(tài)渣，在此熱潑后，經(jīng)鏟車裝入燜渣池內(nèi)，加蓋噴水熱燜10 h以上再運至處理線處理。處理線最初建設時為露天布置，也未設除塵設施。當渣罐向熱潑場傾倒液態(tài)鋼渣時會產(chǎn)生大量高溫煙塵;鏟車將鋼渣倒入燜渣池時以及挖掘機將燜好的鋼渣裝到卡車上時也會產(chǎn)生大量伴有水蒸氣的煙塵，對周圍環(huán)境及居民區(qū)造成嚴重污染。

國內(nèi)鋼廠，如濟鋼、鞍鋼、首鋼曹妃甸新區(qū)等大型鋼廠的鋼渣處理車間由于緊挨煉鋼廠不需要熱潑，而是采用吊車直接將鋼渣倒入燜渣池中，因為鋼渣溫度很高，故產(chǎn)生的煙塵量很少，所以這些鋼廠均沒有設除塵系統(tǒng)，只是對該區(qū)域進行了封閉。在國內(nèi)找不到借鑒的情況下，我們自行設計了熱潑場的半密閉除塵罩，而熱燜區(qū)域加蓋了廠房，并設計了屋頂罩以便收集該區(qū)域的煙塵。工程實踐證明，熱潑場采用半密閉除塵罩、熱燜區(qū)采用屋頂罩是可行的，徹底解決了碳鋼液態(tài)渣處理線的環(huán)境污染問題。

2 除塵系統(tǒng)的風量計算

1號處理線共有4個熱潑場和6個燜渣池，2號處理線共有4個熱潑場和7個燜渣池，燜渣池及條篩區(qū)域建廠房封閉，廠房寬度為33 m，高度為24.6 m，廠房內(nèi)設有一臺25 t的天車用于起吊燜渣池的蓋子和維護條篩，廠房頂部設屋頂除塵罩;熱潑場煙塵捕集罩和屋頂罩均按高懸罩設計。一條線設置一個獨立的除塵系統(tǒng)，均按一個熱潑場和一個屋頂罩同時工作考慮，熱潑場除塵罩計算風量為200 000 m3/h，熱燜區(qū)屋頂罩計算風量為150 000 m3/h，總計算風量為350 000 m3/h，最高溫度t=150℃。

2.1 熱潑場除塵罩的設計

兩條碳鋼液態(tài)鋼渣處理線各有4個熱潑場(按一個工位計算風量)，熱潑場煙塵捕集罩按高懸罩設計，熱源氣體溫度按300℃計算，除塵罩剖面圖見圖1。

熱潑場除塵罩采用厚度為6 mm的鋼板制作，鋼板材質(zhì)為Q235-B，除塵罩加強筋設置在除塵罩外側(cè)。除塵罩的東側(cè)在12 m～18.2 m之間留有開口以便倒罐車進行熱潑，除塵罩的西側(cè)留有16 m×7 m的開口以便鏟車和炮錘等機械設備的操作。除塵罩內(nèi)襯140 mm厚的陶瓷纖維氈和80 mm厚的陶瓷纖維模塊，防止輻射熱對除塵罩結構的影響。除塵罩利用現(xiàn)有熱潑場隔墻進行支撐。

2.2 熱潑場除塵罩的風量計算

熱潑場煙塵捕集罩按高懸罩設計，以高懸罩的計算公式為基礎，并進行局部的修改和調(diào)整。排風量計算以圖2中的鋼渣為熱源，并假想一個熱源點作為起始點，鋼渣計算直徑為4 m，鋼渣到除塵罩入口的距離8 m，熱源氣體溫度按300℃計算，周圍空氣溫度為30℃，則:假想點源到除塵罩罩口距離:H=h1+h2=8+2×4=16 m。

1)氣流直徑:

熱源面積:

2)罩口氣流速度:

3)除塵罩罩口直徑(取va=0.6 m/s):

除塵罩罩口面積:

氣流斷面積:

4)除塵罩實際排煙量:

5)罩口氣體平均流速:

6)熱氣流上升角度:

考慮到閥門漏風率，熱潑場除塵罩的排風量修正為200 000 m3/h。

廠房屋頂罩用同樣的方法計算，取風量為150 000 m3/h，則每個除塵系統(tǒng)的風量為350 000 m3/h。太鋼發(fā)電廠4號、5號鍋爐的電除塵器由于鍋爐改用高爐煤氣做燃料而閑置，為了節(jié)省工程費用，本工程將其拆遷至渣場使用。

3 燜渣池排蒸汽管道的設計

由于燜渣池及條篩區(qū)域進行了封閉，故將燜渣時產(chǎn)生的蒸汽全部引到室外排放十分關鍵，尤其是冬季，如果廠房內(nèi)彌漫著蒸汽會影響到工人的操作視線，而堿性蒸汽也會嚴重腐蝕廠房的鋼結構。將每個燜渣池產(chǎn)生的蒸汽通過管道連接到φ=750的排汽煙囪上，埋地管道采用304不銹鋼，地溝內(nèi)的管道和煙囪采用普通鋼管，煙囪底部設304不銹鋼集液盤，可將殘余液體排至回水通廊。

4 治理效果

含塵氣體經(jīng)電除塵器凈化后由φ=3 200，H=33 m鋼煙囪排至大氣，除塵器收集下來的粉塵直接由罐車拉運到豎爐作為煉鐵的原料。除塵器入口濃度2 g/nm3，凈化效率98%，經(jīng)治理后排放濃度為40 mg/nm3，符合GB 9078-1996工業(yè)爐窯大氣污染物排放標準的一級標準。污染物排放總量將每年減少2 470 t。

本工程實施后大大改善了碳鋼液態(tài)渣處理線的現(xiàn)場環(huán)境，該區(qū)域面貌煥然一新，滿足了太鋼清潔、文明生產(chǎn)的要求，同時也為國內(nèi)相同工藝的碳鋼渣處理線的環(huán)境治理提供了新思路、新方法。

[1]中國冶金建設協(xié)會.鋼鐵企業(yè)采暖通風設計手冊[M］.北京:冶金工業(yè)出版社，1996.

[2]王永忠，宋七棣.電爐煉鋼除塵[M］.北京:冶金工業(yè)出版社，2003.

[3]朱佩璋.塑燒板除塵器在冶金軋制工序中的應用實例[J］.山西建筑，2010，36(24):190-191.