轉(zhuǎn)爐一次除塵干法凈化與回收系統(tǒng)

曹春++邵寧++雷國鵬

摘 要：隨著我國對環(huán)境日趨重視，新的環(huán)保標準不斷出臺。超低排放的趨勢促使著新技術、新工藝隨之不斷涌現(xiàn)。本文主要介紹了傳統(tǒng)的轉(zhuǎn)爐、特別是現(xiàn)有轉(zhuǎn)爐一次干法除塵系統(tǒng)在這種排放標準不斷提高的情況下，已經(jīng)跟不上環(huán)保要求的速度。因此，對于現(xiàn)有的干法除塵系統(tǒng)通過改造的方式趕上排放標準的節(jié)奏就尤為重要和緊迫。

關鍵詞：轉(zhuǎn)爐；干法除塵系統(tǒng)；濕式電除塵器

中圖分類號：TF713 文獻標識碼：A 文章編號：1671-2064（2017）03-0104-02

Abstract：Along with the increasing attention to the environment， the new environmental standards introduced gradually. Ultra-low emissions trend has prompted a new technology， new technology constantly emerging. This article mainly introduced the traditional converter， especially has built a dry process of converter dust removal system in the case of the emission standards continue to improve， already can't keep up with the speed of the requirements of environmental protection. Accordingly， to have built the dry dust removal system through reforming the way to catch up with the rhythm of the emission standards is particularly important and urgent.

Key words： Converter；Dry Dust Removal System；Wet ESP

1 前言

2015年3月，十二屆全國人大三次會議《政府工作報告》明確要求“推動燃煤電廠超低排放改造”。2015年12月，國務院常務會議決定，在2020年之前對燃煤電廠全面實施超低排放（煙塵濃度5mg/Nm3）和節(jié)能改造。電力行業(yè)首當其沖，冶金行業(yè)同樣也是迫在眉睫。

官方統(tǒng)計結(jié)果顯示，我國現(xiàn)有600多座轉(zhuǎn)爐，年產(chǎn)鋼量超過6億噸。大部分轉(zhuǎn)爐煤氣凈化采用較為落后的濕法（OG法）除塵，完全不能滿足國家的排放及節(jié)能減排的要求。從1994年寶鋼第一次全套引進國外轉(zhuǎn)爐煤氣干法除塵系統(tǒng)開始，至今已有200多座轉(zhuǎn)爐采用了干法技術，該技術基本上實現(xiàn)完全國產(chǎn)化。截止目前，所有現(xiàn)有的干法系統(tǒng)對于煙塵排放（干法系統(tǒng)中成為放散側(cè)）的標準都達不到15mg/Nm3以下。反觀目前燃煤電廠超低排放的標準，很快冶金行業(yè)也會面臨超低排放的嚴峻考驗。

2 現(xiàn)有轉(zhuǎn)爐一次除塵干法凈化與回收系統(tǒng)工藝

現(xiàn)有轉(zhuǎn)爐一次除塵干法凈化與回收系統(tǒng)工藝流程（圖1所示）：氧氣轉(zhuǎn)爐煉鋼工藝產(chǎn)生的高溫煙氣（1400～1600℃）經(jīng)氣化冷卻煙道冷卻后，溫度降為800～1000℃，煙氣再經(jīng)過蒸發(fā)冷卻器冷卻，溫度降至200～300℃，降溫的同時對煙氣進行了調(diào)質(zhì)處理，另外煙氣經(jīng)過蒸發(fā)冷卻器大約有30%～40%的粗粉塵被攔截[1]。

冷卻和調(diào)質(zhì)后的煙氣進入電除塵器凈化，煙氣經(jīng)電除塵器后煙塵量降至15mg/Nm3以下。

當凈化后的煙氣成份符合回收條件時，煙氣由切換閥門切換至煤氣冷卻器，經(jīng)煤氣冷卻器再次降溫至70℃以下，煙塵量進一步降至10mg/Nm3以下，而后送至煤氣柜。而當電除塵器凈化后的煙氣成份不符合回收條件時，則直接由切換站閥門切換至放散煙囪，外拍大氣或點火放散。

3 現(xiàn)有干法系統(tǒng)面臨的問題

現(xiàn)有干法系統(tǒng)中存在最主要的問題就是：當煙氣成份不符合回收條件時，將煙塵濃度15mg/Nm3的煙氣（煤氣）不經(jīng)處理，直接排放于大氣。其次，大多數(shù)干法系統(tǒng)都是在原有濕法系統(tǒng)的場地上進行的改造升級，甚至對原有濕法系統(tǒng)的部分設備存在利舊的情況（比如原有的控制室、風機房、煙囪、水池等等。新建干法設備布置基本上都比較緊湊。這樣在干法系統(tǒng)切換站之前進行改造就非常困難。所以，改造的方向就自認而然的落到了切換站與煙囪之間，在這里增設一臺能夠滿足超低排放的濕式電除塵器[2]。

4 濕式電除塵器原理及技術特點

濕式電除塵器的工作原理和干式的類似，都是高壓電暈放電使粉塵或水霧荷電，荷電的粒子在電場力的作用下到達集塵板，但在粉塵的清除方式上，干式電除塵器采用的是機械振打，而濕式電除塵器采用沖刷液沖洗電極，將收塵板上捕獲的粉塵沖刷到灰斗中隨之排出。結(jié)構(gòu)特點[3]：

4.1 本體結(jié)構(gòu)

濕式電除塵器主要由進出口煙道、除塵器殼體、導流板、整流格柵、陽極收塵板陰極線、絕緣箱、沖洗水系統(tǒng)、電源及控制系統(tǒng)組成。結(jié)構(gòu)類型上一般分為板式和圓筒式兩類，板式的集塵極為平板狀，水膜形成性好，極板間均布電暈線，主體類似于干式電除塵器，能處理水平或垂直流動的煙氣；圓筒式的集塵極一般為多根并列的圓形或多邊形金屬管，中間分布電暈線，只能處理垂直流動的煙氣。濕式電除塵器外部構(gòu)件采用普通碳素鋼，內(nèi)表面加涂層以防腐蝕，安裝時要注意控制內(nèi)表面的破損，特別是焊接點、構(gòu)件連接處等。外殼的外部不需要保溫，因為煙氣溫度低于飽和溫度，因而外殼處的煙氣也幾乎沒有降溫?？傮w來看，管式集塵極要比板式的效率高、便于布置且占用空間少。

4.2 清灰方式

干式電除塵器是通過振打的方式，將集塵極上的積灰振落到灰斗，而濕式電除塵器是將沖刷液噴淋至集塵板上形成連續(xù)的液膜，隨著沖刷液的流動將粉塵沖刷到灰斗中隨之排出。若集塵極上的粉塵不能及時沖刷下來，會產(chǎn)生運行電壓下降、電暈封閉和局部腐蝕等問題。常見的清灰方式包括自沖刷、噴霧沖刷和液膜沖刷。不管哪類沖刷方式，沖刷液中含有的大量懸浮顆粒物以及酸性物質(zhì)，直接排放會造成二次污染和水資源的浪費，因此需要解決灰水循環(huán)和水耗問題建議對沖洗水采用閉式循環(huán)。

濕式電除塵器的優(yōu)缺點：對粉塵的適應能力強，能達到很高的除塵效率，煙塵排放濃度長期保持在2～5mg/Nm3的水平；沒有二次揚塵；沒有錘擊設備等易損部件，可靠性高；能有效去除亞微米級顆粒、SO3氣溶膠和石膏微液滴，對控制PM2.5、藍煙和石膏雨效果良好；由于在電除塵器內(nèi)電場氣流速度較高，灰斗的傾斜角減小，設備的布置緊湊；降低煙氣中總的攜帶水量，有效抑制煙囪“冒白煙”。

5 轉(zhuǎn)爐一次除塵干法凈化與回收系統(tǒng)工藝改造

從干法系統(tǒng)本身的特點進行分析，現(xiàn)有干法系統(tǒng)煤氣回收對煙塵濃度的要求低于10mg/Nm3，是指在進入煤氣柜時的煙氣含塵濃度，工藝中設置的煤氣冷卻器不僅實現(xiàn)了煙氣降溫70℃的同時也起到了再次除塵的目的；而放散時煙塵濃度的設計要求僅低于15mg/Nm3，不經(jīng)進一步處理就直接排放于大氣。在現(xiàn)有技術的基礎之上，保證不影響回收側(cè)的煙氣參數(shù)，僅在切換站與放散煙囪之間管道部分增設一臺圓筒型濕式電除塵器，即可滿足煙塵濃度低于5mg/Nm3的超低排放要求。系統(tǒng)工藝改造圖2所示。

轉(zhuǎn)爐煤氣干法回收與凈化系統(tǒng)工藝改造的關鍵就在于此，在煤氣切換站與排放煙囪之間增設除塵效果佳（可實現(xiàn)超低放排）、除霧效果好的濕式電除塵器。由它來“把好最后一道排放關”，實際上，這也是最關鍵的“一道關”。

改造后的工藝與原有干法系統(tǒng)相比主要有以下幾個特點：

（1）放散階段（煙囪排放）煙塵濃度長期保持在2～5mg/Nm3；（2）更加適合于國內(nèi)外現(xiàn)有及新建干法除塵系統(tǒng)的改造升級。目前的干法除塵系統(tǒng)基本上內(nèi)部布置都比較緊湊，無法增設其他設備（如在切換站與風機消音器之間增設濕式電除塵器，這種工藝路線也可以達到超低排放的要求，但比較適合于新建項目）。但普遍切換站與煙囪之間的場地相對都比較寬裕，這就為該改造工藝提供了便利條件。（3）新增濕式電除塵器所需水系統(tǒng)可與原干法系統(tǒng)煤氣冷卻器水系統(tǒng)共用，無需新建。節(jié)約改造成本，同時不增加耗水量。（4）與其他改造工藝相比，節(jié)電效果顯著。（5）對于原系統(tǒng)工藝基本不存在影響，僅將原切換站控制與濕式電除塵器工作指令進行連鎖，實現(xiàn)濕法電除塵器在放散階段工作、回收階段停機，滿足節(jié)能降耗的要求。

6 結(jié)語

綜上所述，對于傳統(tǒng)干法系統(tǒng)為滿足“超低排放”的號召，又困于場地受限、資金受限等因素，該改造工藝不失為一個立竿見影的解決辦法。新建干法系統(tǒng)已經(jīng)逐步向著超低排放的方向邁進，現(xiàn)有項目則要迎頭趕上，為我國的環(huán)境保護做出更多的貢獻。

參考文獻

[1]劉鶴忠，陶秋根.濕式電除塵器在工程中的應用[J].電力勘測設計，2012（3）：43-47.

[2]張冬麗，毛艷麗，曲余玲.轉(zhuǎn)爐煤氣干法除塵技術應用現(xiàn)狀[J].世界鋼鐵，2012（5）：57-60.

[3]孟澤，陳津，劉春虎.轉(zhuǎn)爐一次干法除塵技術的應用與改進[J].山西冶金，2016（4）：68-69.