干法引领转炉除尘方向 转炉炼钢技术现状及趋势

转炉炼钢是我国钢铁企业的主要炼钢工艺，伴随着钢铁行业节能减排要求的不断提高，干法除尘技术受到越来越多钢铁企业的重视，被公认为是今后转炉除尘技术的发展方向。


　　
　　干法引领转炉除尘方向 转炉炼钢技术现状及趋势
　　
　　转炉炼钢是我国钢铁企业的主要炼钢工艺，转炉在吹炼过程中产生以一氧化碳为主体、含少量二氧化碳和其他微量成分的气体，其中还夹带着大量氧化铁、金属铁粒和其他细小颗粒固体尘埃，对大气和车间环境污染严重。其污染物的特点为：烟气中含尘浓度高、粒度细，污染严重；烟气温度高，废气治理工艺中复杂性增加;废气治理中的热能、一氧化碳和烟尘中的含铁量都符合回收综合利用的条件。
　　
　　自今年1月1日起，钢铁工业大气污染物新排放标准的缓冲期结束，所有钢铁企业都执行新建企业污染物排放限值，重点区域的钢铁企业执行更加严格的特别排放限值。因此，提高我国转炉除尘系统技术水平，有效控制和减少炼钢大气污染物排放量是当前亟待解决的问题。
　　
　　湿法除尘不断改良发展
　　
　　现阶段的转炉除尘工艺主要由汽化冷却系统、一次烟气除尘系统和转炉煤气回收系统三部分组成，通常分为湿法除尘、干法除尘两大类。其中，湿法除尘工艺以OG法为代表，干法除尘工艺以LT法为代表。我国现有的转炉烟气除尘工艺多采用湿法除尘。
　　
　　传统OG工艺。其工艺流程为：转炉烟气经活动烟罩收集，气化冷却道冷却，然后进入一级溢流式固定喉口文氏管粗除尘、脱水器脱水，再经二级可调翻板文氏管精除尘、脱水器脱水，最后通过风机进入三通阀，回收或放散。该工艺的优点是工艺简单，系统阻力小;缺点是排放浓度偏高，运行费用和能耗高等。
　　
　　塔文工艺。其工艺流程为：转炉烟气经活动烟罩收集，汽化冷却烟道冷却，然后进入高效除尘塔除尘(由环缝文氏管和洗涤塔组合)，再经脱水器脱水，最后通过风机进入三通阀，回收或放散。该工艺的优点是系统阻力小，净化效率高，系统简单，风机能耗低;缺点是高效除尘塔结构复杂，除尘水用水量偏大，检修清理不便等。
　　
　　洗涤塔加文氏管工艺。工艺流程为：转炉烟气经活动烟罩收集，汽化冷却烟道冷却(烟气温度由1400℃左右降到800℃左右)，然后通过高温非金属膨胀节，再经高效喷雾洗涤塔粗除尘、90°弯头脱水器脱水，上行式环缝文氏管精除尘、漩流脱水器脱水，最后通过风机进入三通阀，回收或放散。与传统的湿法工艺相比，该工艺的优点是节省水量，降低电耗和阻力，从源头上解决了除尘水排出易夹带煤气的问题，工人劳动强度降低，设备故障率降低，风机运行寿命延长。
　　
　　经过改良后的湿法除尘系统，可以满足当前的排放标准，但在能耗方面还存在一定弊端。
　　
　　干法除尘是未来发展方向
　　
　　随着对钢铁行业节能减排要求的不断提高，干法除尘技术受到越来越多钢铁企业的重视，被公认为是今后转炉除尘技术的发展方向。
　　
　　LT工艺。20世纪60年代末德国的鲁奇(Lurgi)与蒂森(Thyssen)联合开发了最初的转炉煤气干法除尘工艺，并于1983年将该工艺实施在Bruckhausen钢厂的2座400吨转炉上，因此称其为LT法。1998年4月份，宝钢首次引进了LT工艺，应用于其三期二炼钢中。
　　
　　该工艺流程为：当转炉烟气流经回收系统的各个标准部件(主要包括活动烟罩、汽化冷却烟道和热回收装置等)后，其烟气的温度会降到850℃~1000℃，然后通过蒸发冷却器，在蒸发冷却器内部对烟气进行雾状喷水，直接将烟气冷却。期间，根据烟气含热量来控制喷水量，喷入的雾状水全部被蒸发，烟气始终保持为干烟气。在蒸发冷却器中占烟气含尘量约40%的粗粉尘团聚沉降至其底部，再经链式输送机送至粗灰仓，蒸发冷却器出口的烟气温度则降至150℃左右。烟气再流入圆筒形干式电除尘器，高压发电使烟气电离，细粒径的粉尘被捕集下来，再通过链式输送机送至细灰仓中。经过两次净化后的转炉烟气流入切换站进行切换，符合标准的烟气需冷却降温到70℃左右后再进入煤气柜回收，不符合标准的烟气则通过火炬装置进行放散。
　　
　　与湿法除尘相比，该工艺的优点是净化效率高，烟气的含尘量通常可以稳定控制在30mg/Nm3以下，在工艺特殊要求下，可将含尘量降低至5mg/Nm3;系统阻力小，风机运行费低，寿命长;耗水量小，含铁干粉尘仅需热压块后即可替代转炉炼钢所需的铁矿石或废钢，无需设置沉淀池和污泥处理设施。缺点是转炉烟气中一氧化碳和少量氧气不可避免地同时进入到除尘系统中，两种气体一旦混合并达到一定比例，在遇到明火或火花时，烟气会发生燃烧或爆炸。因此，转炉烟气经过静电除尘器时极易发生燃烧或爆炸，爆炸发生后，将迫使转炉系统停止冶炼。
　　
　　DDS工艺。该工艺为LT工艺基础上的改进工艺，针对回收粉尘中锌富集带来的耐火材料寿命缩短、冷却塔内氧化锌结块的问题，增设了富锌粉尘分离系统，形成了DDS工艺。该系统通过设置在线激光测锌装置，当炼钢除尘灰中锌含量超过20%时，由除尘灰制成的球团不做内部循环，而是外供给制锌企业使用，这样就有效避免了锌富集的问题。
　　
　　通过现行转炉炼钢除尘技术的运行情况可以看出，现阶段较为常用的两种除尘方法都具有各自的优缺点。为了实现生态环境和工业生产的协同发展，应该依据科学手段进行转炉烟气的除尘处理，积极开发、优化转炉除尘技术，与其它环保设施有机结合起来，提高转炉除尘效果，降低工艺运行能耗，确保生产安全有序进行。
　　
　　转炉炼钢除尘器的发展趋势
　　
　　随着社会对环保的要求日益提高，钢铁企业的环保工作已上升到决定企业生存与否的重要地位，转炉烟气除尘技术的研究也将进一步深入。干法除尘工艺相比于湿法除尘工艺，其耗能少、耗水量低、除尘效率高等优点决定了其为未来转炉除尘的主流技术。干法除尘的主体除尘器则是决定该项技术发展的关键因素。
　　
　　超高压宽间距电除尘器。依据相关公式可知，使用超高压电源以及加宽电极间距将提高除尘灰的有效驱进速度，因此，在减少极板数量的同时，能达到同等的除尘效率。目前，我国已经研制出一种电除尘器具备超高压宽间距的性质，通过超高压电场来增大电除尘器适用的粉尘比电阻范围，有效地解决烟气含尘量超标情况下依旧保持除尘效率的问题。该除尘器能在满足转炉炼钢除尘的要求下，长时间安全、稳定地运行。
　　
　　电袋一体化除尘器。电袋一体化除尘器是一种将电除尘器与布袋除尘器有机结合在一起的高效除尘器。烟气先经过电除尘区再进入布袋除尘区，通过前期电除尘器的捕集，使烟气中的含尘量大幅降低;再利用粉尘的荷电性和同性相斥、异性相吸的特性而产生的电排斥，以及细微粒子电凝聚现象，使滤料表面粉尘松散堆结，滤料阻力降低。
　　
　　电袋一体化除尘器既能有效克服静电除尘器对超细颗粒控制效果差的缺点，又能克服袋式除尘器不适宜高湿、高温、黏结性强的粉尘而无法应用于转炉一次除尘的缺点。此外，电袋一体化除尘器还能与脱硫装置一起使用，从而实现除尘脱硫一体化。烟气经电除尘预除尘，再进入脱硫塔进行脱硫，最后，利用低压旋转脉冲布袋除尘器除去余下的细小粉尘。该方法应用于生产实际，将取得良好的社会效益和经济效益。

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