礦熱爐煙塵污染治理技術分析

汪為忠

【摘 要】我國工業(yè)廢氣污染主要以礦熱爐煙塵污染為主，其是一種比較典型的工業(yè)廢氣，特點是廢氣量大、溫度高、煙塵濃度高、顆粒較小、部分有劇毒，直接排放到大氣中，會對環(huán)境造成污染?；诖?，文章探討了礦熱爐煙塵污染治理技術，具體內容供大家參考和借鑒。

【關鍵詞】礦熱爐；煙塵污染；治理技術

礦熱爐生產屬高耗能、高污染冶金生產。隨著國家對冶金行業(yè)鐵合金生產煙塵達標排放要求越來越高，鐵合金生產行業(yè)均投入資金設計籌建環(huán)保除塵設施。但是由于鐵合金生產排放的煙塵溫度較高、含塵濃度較大、煙塵排放速率變化較大、粒度極細、廢氣中SO2濃度較低，給鐵合金除塵帶來極大的困難。因此，礦熱爐除塵已成為冶金行業(yè)除塵的一項難題。

一、研究背景

鉻、硅、錳系等鐵合金冶煉行業(yè)的礦熱爐在冶煉過程中會產生大量煙氣，溫度通常在400℃左右，含有大量熱量。按生產75%硅鐵礦熱爐為例，煙氣中的熱量約為總輸入能量的50%。礦熱爐冶煉鉻鐵時，生產1t鉻鐵約產生780Nm3的煤氣。目前，我國鐵合金冶煉行業(yè)對冶煉煙氣的利用普遍不足，大量的能量被煙氣帶走，不僅生產污染嚴重，治理任務艱巨，而且能源利用率低，造成了能源浪費、環(huán)保壓力大、企業(yè)生產成本過高等行業(yè)共性問題。冶煉煙氣若能有效利用，將具有較大的節(jié)能潛力。

二、礦熱爐煙塵分析

煙氣主要成分見表1。

粉塵特性見表2。

三、全密閉礦熱爐高溫煙氣干法凈化回收利用技術

（一）技術原理

該技術的關鍵是高溫煙氣的除塵凈化技術，也是后續(xù)煙氣發(fā)電和鉻粉礦煤氣燒結（預處理）的基礎。主要技術原理是采用全封閉礦熱爐冶煉和控制技術，將冶煉所產生的高溫煙塵通過Fe Al非對稱過濾器進行干法凈化，并將凈化后的煙氣輸送到煤氣柜中儲存，用于發(fā)電和鉻粉礦煤氣燒結，起到節(jié)能效果。

（二）關鍵技術

1.新型過濾材料制備技術

針對冶煉煙氣干法除塵，首次提出了選擇Fe Al金屬間化合物作為過濾凈化濾芯材料的新理論，成功解決了冶金行業(yè)550℃以上高溫氣體過濾技術難題。

2.自動控制系統(tǒng)應用技術

冶煉工藝采用全封閉式25500kVA大型礦熱爐冶煉高碳鉻鐵，爐體組合把持器系統(tǒng)是國內先進的技術設備，整個生產過程自動化控制，并可實現(xiàn)對整個電爐系統(tǒng)的運行狀況進行動態(tài)監(jiān)視與控制。

3.鉻鐵冶煉高溫煙氣干法除塵凈化技術

除塵效率可達99.99%以上，可滿足化工制取甲醇的要求。同時，加裝化學分離設備后可達到一氧化碳與甲醇反應制取醋酸的工藝要求。

4.鉻鐵冶煉高溫煙氣綜合利用技術

冶煉副產高溫煙氣除塵凈化后，可作為優(yōu)質燃料綜合利用。采用該技術回收的煤氣熱值高達13.17MJ/Nm3，約為天然氣熱值的37%，可滿足鉻鐵生產線原礦燒結預處理、焦炭烘干及尾氣發(fā)電機組燃料需要。

（三）工藝流程

該技術的工藝路線圖見圖1。

冶煉煙氣凈化系統(tǒng)分為過濾系統(tǒng)、反吹系統(tǒng)、防結露系統(tǒng)、排灰系統(tǒng)和控制系統(tǒng)等五個子系統(tǒng)，其結構示意圖見圖2。

（四）典型應用案例

典型用戶：青海際華江源實業(yè)有限公司典型案例1。

案例名稱：青海際華江源實業(yè)有限公司鉻鐵冶煉及煙氣綜合利用項目技術提供單位：青海際華江源實業(yè)有限公司。

建設規(guī)模：年產鉻鐵10萬t。主要技改內容：第一，全密閉式礦熱爐的冶煉和自動化控制系統(tǒng)的改造；第二，高溫煙氣除塵凈化過濾系統(tǒng)的主要過濾元件濾芯的選擇；第三，冶煉高溫爐氣除塵凈化裝置及輸送系統(tǒng)的改造；第四，鉻鐵冶煉煙氣凈化系統(tǒng)與煤氣系統(tǒng)的改造；第五，高溫煤氣綜合利用技術的研究探索、并完成發(fā)電系統(tǒng)、烘干系統(tǒng)、燒結系統(tǒng)等新建等。主要設備為3000kW發(fā)電機組1臺及輸變電設備、2套高溫煙氣干法除塵凈化回收裝置、1套密閉式爐蓋。技改投資額7600萬元，建設期2年。該項目建成后，年節(jié)能量4.3萬t，年碳減排11.4萬t。每年可獲得經濟效益2593萬元，投資回收期5.4年（含2年建設期）。

四、反吸風正壓除塵技術

（一）工藝流程

反吸風正壓布袋除塵系統(tǒng)主要由煙罩、冷卻器、風機、反吸風管、袋式除塵器等部分組成。圖3是其工藝流程簡圖。

（二）反吸風正壓除塵系統(tǒng)的優(yōu)點

從環(huán)保系統(tǒng)工程設計工藝布置上來看，有正壓系統(tǒng)和負壓系統(tǒng)之分。其中正壓系統(tǒng)的阻力較小，可以有效節(jié)省風機電動機功率8%～15%，屬節(jié)能型工藝。但是，正壓風機扇葉粘灰、清灰影響正常運行。目前重慶通用風機有限公司專為礦熱爐研究開發(fā)出（KRL系列）耐磨、防粘附性風機，解決了正壓除塵灰粘風葉的難題。負壓系統(tǒng)的優(yōu)點是：可以有效避免風機扇葉粘灰和動態(tài)不平衡問題，但是由于負壓系統(tǒng)除塵器漏風率較高，因此其系統(tǒng)的阻力較大，運行過程中的故障率也就較高。

（三）運行效果

將該系統(tǒng)投入到正式的運行過程中，直至今天為止，整體系統(tǒng)的運行呈現(xiàn)出平穩(wěn)、安全，煙塵捕集率≥95%。測溫及清灰采用PLC自動控制，管路設定溫度180℃，當爐內塌料及環(huán)境溫度達到設定的溫度時，自動打開強制冷卻器，有效防止布袋被燒毀。此外，清灰每間隔半小時分室進行，有效提高了清灰的效果。

五、結束語

綜上所述，隨著全球環(huán)境意識的不斷加強，環(huán)保成為各個行業(yè)發(fā)展的重要前提。在鋼鐵行業(yè)中，除了采取措施消除氧化硫、粉塵、灰塵、煙氣和水污染外，為防全球變暖而采取降低二氧化碳排放量將成為一個嚴肅的問題。中國已經在加強有關自然環(huán)境的保護措施研究，以期為將鐵合金工業(yè)發(fā)展成為一個潔凈的工業(yè)，因此，相關技術人員必須立即采用適當?shù)拇胧﹣肀Ｗo自然環(huán)境。

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