柳鋼轉(zhuǎn)爐干法除塵應(yīng)用

王會超

(廣西柳州鋼鐵集團(tuán)有限公司 廣西柳州 545002)

1 前言

在目前鋼鐵行業(yè)面臨的環(huán)保壓力越來越大，采取各種方式節(jié)能減排。柳鋼為實現(xiàn)清潔生產(chǎn)，建設(shè)環(huán)境友好、資源節(jié)約的綠色柳鋼而努力。目前在在節(jié)能減排方面正加快淘汰落后產(chǎn)能設(shè)備。根據(jù)國家新的標(biāo)準(zhǔn)現(xiàn)有鋼鐵企業(yè)的顆粒物排放標(biāo)準(zhǔn)為50mg/m3，柳鋼原有的6座轉(zhuǎn)爐設(shè)備配置的OG濕法除塵系統(tǒng)顆粒物排放濃度達(dá)不到國家排放標(biāo)準(zhǔn)[1]。因此，從2105年起柳鋼就實施柳鋼轉(zhuǎn)爐OG濕法除塵改LT干法除塵的技術(shù)改造項目。在保證原有生產(chǎn)節(jié)奏情況下，對柳鋼轉(zhuǎn)爐3座150 t 轉(zhuǎn)爐裝置、3座120 t 轉(zhuǎn)爐裝置進(jìn)行濕法除塵改干法除塵。目前柳鋼轉(zhuǎn)爐干法除塵的技術(shù)改造項目運(yùn)行良好，達(dá)到預(yù)期效果。

2 干法除塵

2.1 干法除塵優(yōu)勢

轉(zhuǎn)爐OG濕法除塵雖然是系統(tǒng)簡單，安全可靠，但有缺點：系統(tǒng)阻力較大，能耗較大；增加污水處理設(shè)施且占地面積大，污泥處理工序復(fù)雜且容易造成二次污染；循環(huán)水量、耗水量較干法系統(tǒng)大[2]。轉(zhuǎn)爐LT干法除塵優(yōu)點：煤氣含塵低；控制程度高，煤氣回收時切換速度快，提高煤氣回收量，噸鋼可回收煤氣較濕法系統(tǒng)多；凈化后煙氣含塵量低，風(fēng)機(jī)使用壽命長，維護(hù)工作量??；系統(tǒng)阻力小，噸鋼耗電量少；沒有污水處理設(shè)施，減少占地面積，避免二次污染；節(jié)省運(yùn)行費(fèi)用，多回收煤氣及減少放散，環(huán)境效益、經(jīng)濟(jì)效益顯著。

2.2 實施過程

轉(zhuǎn)爐干法除塵工藝流程如圖1所示，首先轉(zhuǎn)爐在吹煉過程中產(chǎn)生的高溫?zé)煔庥苫顒訜熣植都?，再?jīng)過汽化冷卻煙道，汽化冷卻煙道作用是對煙氣進(jìn)行初次降溫和余熱利用。汽化冷卻煙道將煙氣溫度降至800℃～1000℃。然后煙氣進(jìn)入蒸發(fā)冷卻器，蒸發(fā)冷卻器能根據(jù)煙氣含熱量精確控制噴水量，噴出的水能完全霧化后對煙氣進(jìn)行冷卻并蒸發(fā)，煙氣二次降溫后達(dá)到200℃～300℃，霧化的水不僅捕集粗顆粒粉塵，并對煙氣進(jìn)行調(diào)質(zhì)處理，滿足電除塵器的工作條件[3]。

圖1 轉(zhuǎn)爐干法除塵工藝流程圖

柳鋼共有三個轉(zhuǎn)爐煉鋼區(qū)域，年鋼產(chǎn)量在1000萬噸以上。須改造的為轉(zhuǎn)爐煉鋼一區(qū)、二區(qū)，項目實施主要內(nèi)容有：(1)對轉(zhuǎn)爐原配套的OG濕法除塵系統(tǒng)水處理部分拆除，主要是粗顆粒機(jī)與斜板沉淀池等的拆除；(2)在原OG濕法除塵系統(tǒng)拆除設(shè)備的用地上新建轉(zhuǎn)爐一次煙氣除塵和凈化回收干法除塵系統(tǒng)設(shè)備的圓筒型靜電除塵器設(shè)備、軸流風(fēng)機(jī)站、切換站以及連接管道系統(tǒng)；(3)拆除轉(zhuǎn)爐主廠房內(nèi)原配套OG濕法除塵系統(tǒng)的一文喉口、重力脫水器、二文喉口、90彎頭、脫水器、溢流水封等設(shè)備本體及各設(shè)備間的聯(lián)絡(luò)管道、供水管道等，建立轉(zhuǎn)爐一次煙氣除塵和凈化回收干法除塵系統(tǒng)的汽化冷卻煙道和蒸發(fā)冷卻器以及粗灰輸灰設(shè)備；(4)廠區(qū)管網(wǎng)改造，OG濕法系統(tǒng)預(yù)感發(fā)系統(tǒng)的切換；(5)剩余濕法系統(tǒng)的完全拆除。該項目經(jīng)過充分的考察、論證，技術(shù)成熟、先進(jìn)、經(jīng)濟(jì)，運(yùn)行可靠、檢修方便。本項目的建設(shè)可實現(xiàn)柳鋼轉(zhuǎn)爐煙氣粉塵排放達(dá)到15mg/Nm3以下，有利于環(huán)境保護(hù)；回收煤氣含塵量小于10mg/Nm3，有效提高回收煤氣的品質(zhì)；較濕式噸鋼可多回收煤氣12.427m3/t鋼，增加煤氣回收量，提高廢氣回收利用率。

3 粗灰回爐裝置

干法除塵粗灰原是通過刮板機(jī)刮至儲灰倉，然后定期卸灰進(jìn)入汽運(yùn)車，運(yùn)輸至相關(guān)部門進(jìn)行回收利用。這種刮灰、卸灰、回收利用的方式的弊端：(1)刮灰機(jī)故障率較高、導(dǎo)致維修成本高。(2)卸灰產(chǎn)生二次揚(yáng)塵，在下道工序回收利用過程中還會產(chǎn)生較大的污染。(3)回收利用的加工和運(yùn)輸成本較高。(4)回收利用率不高，導(dǎo)致粗灰堆積難消，放置時間長導(dǎo)致物料損失和環(huán)境污染[4]。

因此，設(shè)計一種清潔生產(chǎn)的干法除塵粗灰回收入轉(zhuǎn)爐的循環(huán)工藝，大大降低物料運(yùn)輸和加工成本，如圖2所示[5]。粗顆粒粉塵沉降到蒸發(fā)冷卻器底部香蕉彎，經(jīng)內(nèi)置刮板機(jī)輸出，再經(jīng)斗提機(jī)提升至高位料倉，稱重后進(jìn)入原有下料系統(tǒng)后回爐,同時在刮板機(jī)機(jī)尾設(shè)置氣力輸送系統(tǒng)設(shè)備送至事故灰倉。

首先對干法除塵香蕉彎底部灰斗進(jìn)行改裝，將原來半圓形的香蕉彎改成了椎體漏斗狀，增加一定的系統(tǒng)阻力，得到非常好的粗灰攔截效果，粗灰受到向心力、重力的作用，再加上撞擊在漏斗壁上的動能損失，粗灰顆粒攔截率達(dá)到100%。然后設(shè)計粗灰提升機(jī)裝置，提升機(jī)裝置將落入斜管提升機(jī)底部的粗灰提升至離地面24m高，容積2m3的儲灰倉內(nèi)。最后設(shè)計儲灰倉稱量裝置，裝置可對粗灰進(jìn)行稱量，達(dá)到合適的稱量后通過插板閥將粗灰放入轉(zhuǎn)爐下料溜管。每吹煉一爐鋼水可收集大約400kg的粗灰，在轉(zhuǎn)爐吹煉結(jié)束后，一次除塵風(fēng)機(jī)300轉(zhuǎn)/分的轉(zhuǎn)速下，人工點擊儲灰倉插板閥，粗灰便溜入下料管進(jìn)入轉(zhuǎn)爐爐腔內(nèi)，完成一個循環(huán)，直至煉下一爐鋼產(chǎn)生新的粗灰。干法除塵裝置粗灰沒有落地，80%進(jìn)入轉(zhuǎn)爐使用，另外20%的細(xì)粉被抽入一次除塵中，經(jīng)過蒸發(fā)冷卻器的高溫?zé)Y(jié)繼續(xù)形成粗灰，進(jìn)入轉(zhuǎn)爐內(nèi)形成循環(huán)。每煉一爐鋼，能回收利用噸鋼3kg左右的粗灰，鑒于成份對比，可折算為降低燒結(jié)礦消耗噸鋼2元。

圖2 粗灰回爐裝置1-末端氣化冷卻煙道；2-煤氣管道；3-蒸發(fā)冷卻器；4-稱重裝置；5-插板閥；6-提升裝置；7-香蕉彎；8-斜管

4 實施效果

轉(zhuǎn)爐干法除塵投產(chǎn)后產(chǎn)生良好的效果，特別是在能耗、降成本方面有較大的變化：

(1)電耗成本由一次除塵風(fēng)機(jī)和除塵水處理電耗組成，由于干法比濕法除塵系統(tǒng)的壓差降低很多，干法一次除塵風(fēng)機(jī)電耗降幅明顯，且干法工藝無除塵水，使得除塵水處理電耗完全節(jié)約下來。

(2)干法除塵產(chǎn)生的粗灰經(jīng)過回爐循環(huán)利用改造，電除塵細(xì)灰將采取壓球自用改造，這些技改措施完全節(jié)省下燒結(jié)返礦的加工成本。

(3)由于取消除塵水處理，所以除塵水處理藥劑的費(fèi)用就完全不需要。

(4)由于增加干法除塵蒸發(fā)冷卻器噴槍氮?dú)?、電除塵器氮?dú)饷芊狻⒋只蚁铝瞎芎投诽釞C(jī)氮?dú)饷芊?、氣力輸送氮?dú)獾认?，?dǎo)致氮?dú)獬杀旧仙?/p>

從表1可知，雖然氮?dú)庀牧吭黾?，但總的成本是降低的，在柳鋼轉(zhuǎn)爐一區(qū)實施干法除塵改造項目成功后年降成本約567萬元。

表1 轉(zhuǎn)爐干法除塵投產(chǎn)前后能耗對比

5 結(jié)論

柳鋼轉(zhuǎn)爐煉鋼廠實施干法除塵的技術(shù)改造項目，將原有的OG濕法除塵改LT干法除塵。在技改過程根據(jù)廠房實際情況，設(shè)計采用轉(zhuǎn)爐粗灰回爐的裝置，實現(xiàn)粗灰直接回爐利用，改善環(huán)境的同時進(jìn)一步降低成本。在改造完成后實際運(yùn)用表明干法除塵技術(shù)不僅滿足國家新的顆粒物排放標(biāo)準(zhǔn)，而且是一項大大降低能源消耗的技術(shù)。