淺談轉(zhuǎn)爐一次煙氣OG濕法除塵系統(tǒng)改造工藝

胡緒升　王艷婷　王鵬軍　雷國(guó)鵬　嚴(yán)博

1概述

隨著我國(guó)鋼鐵行業(yè)的不斷發(fā)展.面對(duì)近年來(lái)日趨嚴(yán)重的霧霾問(wèn)題，國(guó)家環(huán)保部門對(duì)煉鋼廠轉(zhuǎn)爐的環(huán)保、能耗標(biāo)準(zhǔn)提出了更高的要求。原有的濕法除塵工藝由于其排放效果不理想、耗能高、占地面積大等不足，已嚴(yán)重制約了煉鋼廠的環(huán)保、經(jīng)濟(jì)效益指標(biāo)，因此各煉鋼廠開(kāi)始陸續(xù)進(jìn)行濕法除塵系統(tǒng)的技術(shù)改造。

目前針對(duì)OG濕法轉(zhuǎn)爐煤氣的凈化與回收系統(tǒng)改造，主要有以下四種工藝：第一種是目前被廣泛推廣使用的干法除塵工藝，具有代表性的是德國(guó)魯奇的“LT”系統(tǒng)和奧鋼聯(lián)的“DDS”系統(tǒng)，其具有節(jié)能、環(huán)保、占地面積小、沒(méi)有二次污染等優(yōu)點(diǎn).在近些年的新建轉(zhuǎn)爐及轉(zhuǎn)爐改造工程中得到了廣泛的應(yīng)用：第二種是充分利用原濕法系統(tǒng)進(jìn)行升級(jí)改造，較具代表性的是介于濕法與干法之間的半干法工藝;第三種是OG濕法后，在風(fēng)機(jī)前串聯(lián)一套濕式電除塵器：第四種是將傳統(tǒng)干法系統(tǒng)中回收側(cè)的煤氣冷卻器前移至切換站之前，即新型干法系統(tǒng)。

2轉(zhuǎn)爐一次煙氣OG濕法除塵系統(tǒng)介紹

轉(zhuǎn)爐一次煙氣OG濕法除塵系統(tǒng)的工藝流程如圖1所示。轉(zhuǎn)爐煙氣在未燃狀態(tài)下經(jīng)罩裙下部煙罩、上部煙罩和汽化冷卻煙道被冷卻至900℃，然后進(jìn)入除塵裝置。除塵裝置由飽和塔、文氏管洗滌重力脫水器和90°彎頭組成，煙氣經(jīng)凈化脫水后，合格煤氣由離心風(fēng)機(jī)送入煤氣柜作燃料使用，在吹煉前期和后期一氧化碳濃度較低時(shí)，由三通閥切換至放散塔燃燒放散。

在早期環(huán)保政策要求較低時(shí)，轉(zhuǎn)爐煤氣濕法工藝的應(yīng)用較廣泛，但后期因環(huán)保政策要求的提高，原系統(tǒng)也在不斷升級(jí)改造，具有代表性的是半干法工藝。半干法工藝可有效保證顆粒物排放≤20mg/Nm³，且其充分利用了原有系統(tǒng)進(jìn)行改造，一次投資較少，經(jīng)濟(jì)效益明顯，但是更低的顆粒物排放要求就很難達(dá)到。由于資金、場(chǎng)地等因素限制，還可考慮在OG濕法后增加濕式電除塵器，雖能用較少投資將顆粒物排放有效控制在10mg/Nm。以下，但濕式電除塵配套的電源系統(tǒng)能耗較高，且在轉(zhuǎn)爐冶煉期間存在燃爆風(fēng)險(xiǎn)。

3轉(zhuǎn)爐一次煙氣干法除塵系統(tǒng)介紹

轉(zhuǎn)爐一次煙氣干法除塵系統(tǒng)的工藝流程如圖2所示。轉(zhuǎn)爐煉鋼產(chǎn)生的高溫?zé)煔猓?400～1600℃）經(jīng)汽化冷卻煙道和蒸發(fā)冷卻器冷卻，溫度降至220～300℃。降溫的同時(shí)對(duì)煙氣進(jìn)行了調(diào)質(zhì)處理，另外煙氣經(jīng)過(guò)蒸發(fā)冷卻器時(shí)有30%～40%的粗粉塵沉降到底部，由輸灰設(shè)備輸送至粗灰倉(cāng)，由汽車定期外運(yùn)。

粗除塵后的煙氣進(jìn)入電除塵器進(jìn)一步精除塵，煙氣粉塵濃度≤15m/Nm³。當(dāng)煙氣中的CO含量達(dá)到可回收條件時(shí)，通過(guò)切換站回收杯閥進(jìn)入煤氣冷卻器，煙氣粉塵濃度可進(jìn)一步降低，同時(shí)煤氣被冷卻至70℃左右，然后進(jìn)入煤氣柜。當(dāng)煙氣中CO含量不滿足回收條件時(shí)，則通過(guò)切換站放散杯閥進(jìn)入放散煙囪點(diǎn)火燃燒后放散。靜電除塵器下設(shè)有輸灰系統(tǒng)，將所捕集粉塵儲(chǔ)存在灰倉(cāng)，再由運(yùn)輸設(shè)備運(yùn)送至燒結(jié)廠。

4新型轉(zhuǎn)爐煤氣干法凈化與回收系統(tǒng)介紹

新型轉(zhuǎn)爐煤氣干法凈化與回收系統(tǒng)的工藝流程如圖3所示。煙氣經(jīng)過(guò)蒸發(fā)冷卻器雙介質(zhì)噴淋系統(tǒng)，煙氣中30%一40%的粉塵被捕集降至底部，再由輸灰設(shè)備輸送至中間儲(chǔ)灰倉(cāng)，在煉鋼兌鐵水之前直接原位回轉(zhuǎn)爐當(dāng)渣料利用，降低粗灰回?zé)Y(jié)廠的資源消耗。同時(shí)將煤氣冷卻器前移至切換站之前，對(duì)無(wú)論是否滿足回收要求的煙氣均通過(guò)煤氣冷卻器進(jìn)一步降塵。由已投用多個(gè)項(xiàng)目的檢測(cè)結(jié)果可知，該工藝系統(tǒng)可有效保證顆粒物排放≤10mg/Nm³。

5新型干法工藝較OG濕法工藝的優(yōu)勢(shì)

（1）凈化后的顆粒物排放濃度低，保證值為≤10m/m³。

（2）風(fēng)機(jī)磨損小，維護(hù)費(fèi)用低，使用壽命長(zhǎng)。

（3）由于粉塵含量低、煤氣質(zhì)量高，為煤氣并網(wǎng)帶來(lái)延伸效益，可消除對(duì)管網(wǎng)的傷害。

（4）凈化系統(tǒng)阻力小，風(fēng)機(jī)電機(jī)能耗低，總能耗約為濕法系統(tǒng)的60%。

（5）循環(huán)水量約為濕法系統(tǒng)的1/4，新水消耗量約為濕法系統(tǒng)的1/3。

（6）省去龐大的污水污泥處理設(shè)施，占地面積較小。

（7）細(xì)灰高氧化鐵干粉塵可送回?zé)Y(jié)廠作配料利用，粗灰直接原位回用。

（8）按照年產(chǎn)鋼100萬(wàn)噸、工業(yè)鍋爐燃煤火力發(fā)電電耗核算，干法系統(tǒng)比濕法系統(tǒng)的能源節(jié)省0.520kg標(biāo)準(zhǔn)煤/t鋼，年節(jié)省520t標(biāo)準(zhǔn)煤，減少排放1352.8t二氧化碳，12.5t二氧化硫，6.2t氮氧化物。

（9）針對(duì)普遍關(guān)心的轉(zhuǎn)爐干法除塵電場(chǎng)內(nèi)部泄爆問(wèn)題，經(jīng)過(guò)多年的研究和改進(jìn)，已經(jīng)能有效控制。

6新型干法工藝與OG濕法工藝的能耗比較

以某臺(tái)120t轉(zhuǎn)爐為例，分析了同等生產(chǎn)條件下采用新型干法工藝和OG濕法工藝的能耗對(duì)比情況，結(jié)果如下表所示。

7結(jié)論

新型轉(zhuǎn)爐煤氣干法凈化與回收系統(tǒng)作為一種將轉(zhuǎn)爐一次煙氣冷卻、凈化并回收的現(xiàn)代化工藝，被證明是有效的、經(jīng)濟(jì)、可靠的，符合國(guó)家環(huán)保要求。經(jīng)過(guò)OG濕法改造項(xiàng)目統(tǒng)計(jì)，將濕法改為干法系統(tǒng)的建設(shè)費(fèi)用回收期為3～4年，故從長(zhǎng)遠(yuǎn)經(jīng)濟(jì)效益角度考慮，新型干法工藝是行之有效的除塵系統(tǒng)改造路線。