轉(zhuǎn)爐煉鋼除塵現(xiàn)狀及常見問題分析
轉(zhuǎn)爐煉鋼除塵現(xiàn)狀及常見問題分析
轉(zhuǎn)爐除塵工藝直接決定著國家的節(jié)能減排政策能否很好的實施。下面簡單介紹我國轉(zhuǎn)爐除塵的現(xiàn)狀，國內(nèi)常用工藝流程，重點是討論幾種除塵工藝的優(yōu)缺點及改進建議。
一、煉鋼轉(zhuǎn)爐煙氣特點
在轉(zhuǎn)爐吹煉過程中，轉(zhuǎn)爐中產(chǎn)生約１４５０℃的高溫廢氣，主要成分是ＣＯ、Ｏ２、ＣＯ２、Ｎ２和ＳＯ２，ＣＯ含量可高達８０％以上。含有大量的粉塵，含塵濃度可達１５０－２００ｇ／Ｎｍ３，噸鋼可產(chǎn)生１０～３０ｋｇ粉塵。所以轉(zhuǎn)爐煙氣具有高溫、有毒、易燃易爆、含塵量高等特點。同時轉(zhuǎn)爐煙氣又具有很高的利用價值，具有潛熱、顯熱等大量能量，煙氣中的粉塵也含有５０％以上的全鐵，可以循環(huán)利用。
轉(zhuǎn)爐煉鋼是間歇式生產(chǎn)，所以轉(zhuǎn)爐煙氣的生產(chǎn)也是間斷的，使得煙氣處理控制系統(tǒng)變得更加復(fù)雜。
二、目前常見處理工藝
煉鋼轉(zhuǎn)爐煙氣除塵分為濕法和干法兩大類。最具代表性的是ＯＧ濕法除塵工藝和Ｌ—Ｔ干法除塵工藝。
（一）ＯＧ濕法除塵工藝
最具代表性的是“雙文程式”的工藝流程，簡稱ＯＧ法，目前世界上大部分轉(zhuǎn)爐都采用這種方法。該流程是：轉(zhuǎn)爐煙氣經(jīng)罩裙、Ⅰ至Ⅳ段汽化冷卻煙道冷卻之后，由１６００℃降至８００℃左右，然后進一文、二文進一步降溫并除塵，再經(jīng)誘引離心風(fēng)機到三通切換閥，煤氣合格的進入回收系統(tǒng)，達不到煤氣回收要求的煙氣進入放散塔點火排放。
ＯＧ系統(tǒng)根據(jù)文氏管的原理知道文氏管是靠喉口處高速氣流使噴入的水二次霧化，以增大水滴的表面積，捕捉更多的粉塵，這種原理使文氏管阻損很大。因而系統(tǒng)存在著阻力大、用水量大、凈化效果不理想的問題，造成水、電浪費的現(xiàn)象比較嚴重。并且系統(tǒng)經(jīng)常采用的折板式水霧分離器、絲網(wǎng)脫水器等脫水設(shè)備效果不理想、易堵塞，造成風(fēng)機故障率高；粉塵排放率超標(biāo)。
“ＯＧ”流程的優(yōu)點是安全可靠，系統(tǒng)比較簡單，但存在諸多問題。主要有：
１、一文、二文需要的除塵水量很大。
２、蒸汽和濕粉塵粘結(jié)到引風(fēng)機葉片，造成轉(zhuǎn)子不平衡，引起風(fēng)機震動損壞，故障率高，影響系統(tǒng)正常穩(wěn)定運行。
３、系統(tǒng)易結(jié)垢，導(dǎo)致除塵能力下降，集塵效果和凈化效果變差，爐口煙塵外溢、放散塔冒黃煙。
４、系統(tǒng)阻力大，耗電高。
５、污泥處理工序復(fù)雜且容易造成二次污染。
６、受文氏管效率影響，煙塵排放濃度偏高（為１００ｍｇ／Ｎｍ３）。
（二）Ｌ—Ｔ干法除塵工藝
近年來發(fā)展起來的干法除塵工藝，是由西德魯奇、蒂森公司聯(lián)合推出的，簡稱ＬＴ法。工藝流程是：煙氣進入汽化冷卻煙道間接冷卻之后，再用蒸發(fā)冷卻器直接進行冷卻—向通過蒸發(fā)冷卻器內(nèi)的煙氣噴入霧化水。噴入的水量，要準確地隨煉鋼生產(chǎn)過程中產(chǎn)生熱氣流的熱焓而定，將煙氣冷卻到１５０℃一２００℃后，經(jīng)由煤氣管道引入靜電除塵器進行精除塵。然后通過引風(fēng)設(shè)備——軸流式鼓風(fēng)機進入煤氣切換站，合格的煤氣經(jīng)進一步冷卻之后進入回收系統(tǒng)，不合格的煤氣經(jīng)放散塔點火放散。
Ｌ—Ｔ流程的優(yōu)點是 ，不需廢水處理設(shè)備和污泥脫水設(shè)備等，因此干法除塵具有水耗低、無污水處理系統(tǒng)、電耗低、風(fēng)機運行穩(wěn)定、粉塵排放濃度低（為１０ｍｇ／Ｎｍ３）等諸多優(yōu)點。
存在一些問題主要是：
１、干法除塵造價高、自動控制連鎖多，要求自動化程度高。
２、采用的機械設(shè)備多，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，故障率高，維修時間長。
３、由于蒸發(fā)冷卻使煤氣中含有較高的水分，易形成結(jié)露，影響極間距離和運行電壓，還影響輸灰系統(tǒng)設(shè)備運行壽命，為此對蒸發(fā)冷卻塔水量、水壓控制有嚴格要求。
４、蒸發(fā)冷卻器壁上結(jié)垢問題還沒有很好的解決。
５、泄爆頻繁，影響電除塵器內(nèi)部件的壽命和除塵效果。
６、除塵后煤氣溫度高，還必須采用專門的冷系統(tǒng)進行冷卻后才能進煤氣柜。
（三）近年出現(xiàn)的新工藝
１、塔文流程
塔文流程是德國Ｌｕｕｇｉ．Ｂｉｓｃｈｏｆｆ公司開發(fā)的技術(shù)。工藝流程為：轉(zhuǎn)爐煙氣經(jīng)活動煙罩收集后，進入汽化冷卻系統(tǒng)冷卻，然后進入除塵塔（含ＲＳＷ環(huán)縫清洗裝置），也就是將洗滌塔與環(huán)縫文氏管組合在一起成為高效除塵塔，再到脫水器脫水，然后通過誘因風(fēng)機進入切換系統(tǒng)，或回收或放散。
該系統(tǒng)具有凈化效率高，系統(tǒng)阻力小、風(fēng)機能耗低、系統(tǒng)簡單等特點。但是也存在投資高、除塵水用水量偏大、塔文結(jié)構(gòu)復(fù)雜、檢修清理不便的問題。
２、高效噴霧洗滌塔加環(huán)縫文氏管的工藝流程（稱為新ＯＧ系統(tǒng)）
國內(nèi)自行研制的一種新工藝，已經(jīng)用于近２０座１００噸以上轉(zhuǎn)爐，將干法除塵的一些技術(shù)移植到濕法除塵系統(tǒng)，對濕法除塵的一些關(guān)鍵設(shè)備進行了突破性的改進，形成了新的濕法除塵工藝，工藝流程為煙氣通過汽化冷卻煙道冷卻之后，溫度由１４５０度左右，降至８００度左右，然后經(jīng)過高溫非金屬膨脹節(jié)進入高效噴霧洗滌塔進行精除塵，再進入上行式環(huán)縫文氏管進行精除塵，然后進入漩流脫水器進行精脫水，然后通過管道進入風(fēng)機加壓，回收或者外排。
該流程具有以下特點：
工藝流程簡化；
與傳統(tǒng)的濕法工藝比較節(jié)省水量、降低阻力、降低電耗；
從根本上消除了除塵水排除時易裹帶煤氣的安全隱患；
降低了工人勞動強度；
降低了設(shè)備故障率，提高了風(fēng)機運行壽命。
３、高效噴霧洗滌塔加新型ＲＤ文氏管的流程
用新型ＲＤ文氏管取代４．３所述流程中的上行式環(huán)縫文氏管，其他不變，在保證排放效果的前提下，可以使成本進一步降低。
新型文氏管具有以下優(yōu)點：
（１）取消了原Ｒ－Ｄ文氏管雙側(cè)水箱、噴孔、氮氣捅針，使結(jié)構(gòu)更加簡單、制作成本更低。
（２）采用逆向霧化噴嘴，解決了原Ｒ－Ｄ文氏管噴孔堵塞、氮氣捅針故障率高、維修量大，職工勞動強度高的問題。
（３）解決了原Ｒ－Ｄ文氏管雙側(cè)外噴，噴入的水成柱狀，靠高速氣流沖擊二次霧化，導(dǎo)致阻力增大，并且水的霧化效果不好，凈化效率較低的問題。
（４）解決了原Ｒ－Ｄ文氏管部分噴水孔堵了之后，造成噴水不均勻，一部分煙氣不能與水接觸，影響凈化效果的問題。
（５）解決了原Ｒ－Ｄ文氏管雙側(cè)噴水一側(cè)在收縮段，一側(cè)在擴張段，收縮段一側(cè)噴水凈化效果好，擴張段一側(cè)噴水的凈化效果差的問題。提高了凈化效果排放濃度在５０－８０ｍｇ／ｍ３。解決了風(fēng)機易積灰，影響使用壽命的問題
（６）解決了原Ｒ－Ｄ文氏管閥板易結(jié)垢卡死的問題。
（７）解決了原Ｒ－Ｄ文氏管閥板控制系統(tǒng)失靈后風(fēng)機喘震的問題及因為閥板控制失靈或誤操作關(guān)閉二文喉口導(dǎo)致的風(fēng)機入口管道抽癟的問題。
４、因為新型Ｒ－Ｄ文氏管直接噴入霧化水，提高了除塵水的利用率，可以節(jié)省除塵用水２０％
新型Ｒ－Ｄ文氏管直接噴入霧化水，可以降低高速氣流沖擊水幕造成的阻力，降低阻力２０％
新型Ｒ－Ｄ文氏管不用在非吹煉期自動清掃噴孔，所以不用氮氣做動力源，也簡化了自動控制系統(tǒng)，使系統(tǒng)更簡單。新型文氏管應(yīng)用于轉(zhuǎn)爐除塵系統(tǒng)，提高煙氣的凈化效率，延長設(shè)備使用壽命，降低系統(tǒng)故障率，起到一定的節(jié)水節(jié)電作用，還節(jié)省了氮氣，降低了運行費用；并且制作費用低、節(jié)省了氮氣管道的投資費用；故障率低，降低了工人的勞動強度。在節(jié)能減排方面有著積極地作用。
綜上所述，新的轉(zhuǎn)爐濕法除塵工藝在很長的一段時間內(nèi)具有推廣應(yīng)用的前景，尤其是現(xiàn)在各鋼廠小型轉(zhuǎn)爐紛紛擴容，除塵系統(tǒng)能力明顯不足，一般均對系統(tǒng)進行徹底改造，投資大，工期長，并且污水處理也要做相應(yīng)改造。如果采用半干法除塵（新ＯＧ系統(tǒng)），阻力可降低３－５Ｋｐａ，可節(jié)水１／３，就可大大減少改造費用，也可降低改造工期，而不用增大風(fēng)機，也不用增加除塵水供水及污水處理系統(tǒng)的能力。這樣可以大大減少改造成本，縮短改造時間。
現(xiàn)在國家在節(jié)能減排和環(huán)境保護方面的工作力度不斷加大，我公司轉(zhuǎn)爐除塵的達標(biāo)排放是目前環(huán)保工作的重點，尤其是舊區(qū)的紅煙治理更是工作的難點。采用先進的“新ＯＧ”系統(tǒng)，不僅能夠解決舊區(qū)轉(zhuǎn)爐除塵效果不好的現(xiàn)狀，而且由于其系統(tǒng)本身耗能少，運行成本低，維護簡單，因此可以考慮在新建的轉(zhuǎn)爐除塵系統(tǒng)上加以應(yīng)用。
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