噴霧技術(shù)在渣處理中的應(yīng)用
簡(jiǎn)介：本文比較系統(tǒng)的介紹了噴霧技術(shù)在鋼鐵渣處理中的應(yīng)用，有一定的參考價(jià)值。
關(guān)鍵字：噴霧技術(shù)，鋼鐵渣處理，技術(shù)應(yīng)用
所謂噴霧技術(shù)，通常包括以下四個(gè)部分：
1）噴嘴及其附件：噴嘴的研發(fā)、設(shè)計(jì)、制造、選用、維修更換等。從應(yīng)用的角度，主要是針對(duì)特定的用途從成千上萬(wàn)個(gè)品種、規(guī)格的噴嘴中選擇最適當(dāng)?shù)膰娮臁?/p>
2）噴霧控制系統(tǒng)：自動(dòng)或手動(dòng)控制水或其它液體的噴射時(shí)間、流量、分布等。
3）噴霧系統(tǒng)成套工程和設(shè)備：實(shí)現(xiàn)噴霧系統(tǒng)與相關(guān)工藝設(shè)備的最佳匹配。
4）噴霧分析和診斷：在技術(shù)方案選擇、設(shè)計(jì)和運(yùn)行過(guò)程中，對(duì)噴霧系統(tǒng)進(jìn)行測(cè)試、模擬和診斷，使其在最佳狀態(tài)下使用、在最適當(dāng)?shù)臅r(shí)間更換。
鋼鐵工業(yè)是噴霧技術(shù)最主要的和能發(fā)揮作用的應(yīng)用領(lǐng)域，因?yàn)樗粌H直接影響產(chǎn)品的質(zhì)量和檔次，如連鑄坯內(nèi)部質(zhì)量、鋼板表面質(zhì)量和鋼材等級(jí)，還直接影響主體工藝、設(shè)備的選擇和正常運(yùn)行，比如轉(zhuǎn)爐、高爐采用全干法冷卻；原料、渣處理中采用直接噴霧除塵技術(shù)，在除塵的同時(shí)還可以處理外排廢水。
噴霧技術(shù)在渣處理中的應(yīng)用
從循環(huán)經(jīng)濟(jì)、廢棄物資源化利用、零排放的角度考慮，噴霧技術(shù)在鋼鐵渣處理利用中主要有以下三方面：
A．倒渣、轉(zhuǎn)運(yùn)和渣處理中的噴霧除塵：包括從爐內(nèi)向渣罐、從渣罐向渣堆場(chǎng)、渣處理產(chǎn)品裝車、連鑄中間包翻包等過(guò)程中的噴霧除塵或噴霧輔助預(yù)除塵以減少主除塵系統(tǒng)的負(fù)荷。
B．渣冷卻和噴霧除塵中處理廢水：因?yàn)殇撹F渣出爐時(shí)通常都有較高的溫度，必須充分冷卻后才能進(jìn)行處理和利用。通常都是采用直接噴水冷卻，這樣首先可以處理廢水，尤其是焦化、酸洗廢水經(jīng)適當(dāng)中合處理后用于渣冷卻和噴霧除塵。
C．蒸汽冷凝回收熱水：在鋼鐵渣冷卻的時(shí)候會(huì)產(chǎn)生大量的蒸汽，一般每噸鋼鐵渣要消耗0．5噸水，這部分蒸汽既有熱量，又比較干凈，因此通過(guò)噴霧冷凝回收后的水溫度可達(dá)60～70℃，可以經(jīng)過(guò)濾后做為取暖等用途的補(bǔ)充水。
現(xiàn)將部分應(yīng)用簡(jiǎn)要介紹如下。
1 噴霧除塵
通常一提到高效除塵，首先想到的就是布袋除塵器或電除塵器。實(shí)際上這兩類除塵器一方面其應(yīng)用有限制，比如在渣場(chǎng)、大型料場(chǎng)的裝卸車、存放過(guò)程中一般就不適用，或者不經(jīng)濟(jì)；二是投資和運(yùn)行費(fèi)用都高。
實(shí)踐表明：噴霧除塵如果做得好也能達(dá)到95％、甚至100％的除塵效率。這樣渣場(chǎng)、料場(chǎng)、裝卸車等空間大、塵源不固定的應(yīng)用場(chǎng)合，僅采用噴霧除塵就可以達(dá)到環(huán)保排放、甚至崗位衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)的要求。另一方面通過(guò)采用噴霧技術(shù)，同時(shí)配備快速、精確的閉環(huán)自動(dòng)控制裝置，可以為布袋除塵器或電除塵器系統(tǒng)起到如下作用：
預(yù)除塵，減少主除塵器入口粉塵濃度，在相同除塵效率下就可以降低出口排放濃度。
輔助捕集粉塵：在大型除塵系統(tǒng)中，減少外部空氣吸入、提高粉塵捕集率總是非常重要的。在煙罩口附近采用噴霧可以起到隔絕空氣的軟密封作用。
煙氣調(diào)質(zhì)：無(wú)論布袋除塵器，還是電除塵器，處理煙氣、粉塵的溫度、濕度、黏度、比電阻等參數(shù)都有適合的最佳值范圍，采用噴霧技術(shù)和精密自動(dòng)控制裝置有利于精確實(shí)現(xiàn)這些要求，既不高也不低。
噴霧除塵的原理簡(jiǎn)要描述如下：
噴嘴所噴水滴與粉塵顆粒發(fā)生非彈性碰撞；
水滴與粉塵相互粘接、凝聚、長(zhǎng)大、比重增加，然后與大氣或煙氣分離。
經(jīng)驗(yàn)表明：在選擇噴霧除塵噴嘴和系統(tǒng)參數(shù)時(shí)需要重點(diǎn)考慮的因素包括：
噴霧顆粒：是決定性的因素，如果噴霧顆粒與粉塵顆粒的比值不能達(dá)到臨界值，則二者之間就是彈性碰撞，就如同乒乓球碰籃球一樣沒(méi)有任何除塵作用，或者除塵效率很低。這是以前很多嘗試失敗的首要原因。
粉塵、或煙氣溫度：因?yàn)闇囟容^高時(shí)的噴霧首先是冷卻，沒(méi)冷卻到一定溫度前沒(méi)有除塵作用；而且渣冷卻時(shí)產(chǎn)生的蒸汽還會(huì)帶起粉塵。
噴嘴布置：一定要合理，否則也不能取得高的除塵效率。
噴水量：要充足、適當(dāng)：多了浪費(fèi)，且不利于蒸汽回收和提高回收水溫，少了則不能充分保證除塵效率。
2 渣冷卻和噴霧除塵中處理廢水
鋼鐵生產(chǎn)中會(huì)產(chǎn)生大量的廢水，有些廢水如焦化廢水、冷軋酸洗廢水、燒結(jié)／球團(tuán)和自備電廠脫硫廢水等，一方面凈化處理難；二是處理費(fèi)用高；更主要的是經(jīng)過(guò)凈化處理達(dá)標(biāo)后排放仍然對(duì)自然水源產(chǎn)生嚴(yán)重污染，而且為了達(dá)標(biāo)排放通常有要補(bǔ)充大量稀釋水。因此無(wú)論從環(huán)保、降低成本、廢水利用多方面考慮，利用渣處理冷卻過(guò)程處理廢水都是必要的，有利于冶金企業(yè)減少新水、外排廢水零排放。我國(guó)有些鋼鐵企業(yè)已經(jīng)接近實(shí)現(xiàn)了外排廢水零排放，但從總體看外排廢水還很多，國(guó)家2010年噸鋼排水目標(biāo)值仍高達(dá)5噸水以上，這與國(guó)外發(fā)達(dá)國(guó)家有較大差距。
目前我國(guó)有很多鋼鐵企業(yè)已經(jīng)在渣處理中消耗利用廢水，但有消耗水平差別很大、一些值得普遍改進(jìn)、提高的方面：
噴水量很大、不均勻、不回收蒸汽：有的地方成污泥漿，沒(méi)水的地方仍有粉塵。實(shí)際上渣冷卻和噴霧除塵中噴水量太大是浪費(fèi)的，并沒(méi)有多消耗廢水，而且蒸汽溫度很低，不利用回收和進(jìn)一步消耗廢水。通過(guò)控制噴水量在適當(dāng)?shù)乃，在保證渣冷卻、噴霧除塵的同時(shí)，可以減少渣處理產(chǎn)品中的帶水量，便于后步利用。
部分回收蒸汽，但回收的水混入濁循環(huán)水中，水回收率低，余熱沒(méi)有利用。
3 蒸汽冷凝回收熱水
眾所周知，水蒸發(fā)成蒸汽要大量吸熱（2257KJ／kg），體積要膨脹約1200倍；反之通過(guò)向高溫蒸汽噴水霧實(shí)現(xiàn)蒸發(fā)吸熱，就會(huì)將蒸汽冷凝為水。這是一個(gè)在一定條件下的可逆過(guò)程。如前所述，在高溫渣處理中，渣中大量的余熱可以用于處理外排廢水；廢水在高溫作用下實(shí)現(xiàn)雜質(zhì)的分類，以蒸汽形式進(jìn)入大氣，既浪費(fèi)了水資源，也是對(duì)環(huán)境的污染。而通過(guò)噴霧蒸發(fā)冷凝就可以解決浪費(fèi)和污染，實(shí)現(xiàn)廢水、余熱的利用。實(shí)際運(yùn)用中需要注意：
把高溫蒸汽與噴霧除塵、加濕分開(kāi)有利于蒸汽和余熱的回收；另一方面可以提高蒸汽溫度便于冷凝回收熱水，提高熱水溫度和渣余熱利用率。
蒸汽吸入口要采用軟密封，減少冷空氣吸入，可以提高水利用率和熱水溫度。
在噴霧除塵和渣加濕區(qū)域用廢水，并采用自動(dòng)控制系統(tǒng)，使噴水量控制適當(dāng)。
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