鋼鐵轉爐煤氣干法除塵技術論述

1、鋼鐵轉爐煤氣干法除塵技術論述 轉爐煤氣干法除塵技術的應用，能夠有效地提高能源轉換效率、達到節(jié)約新水、節(jié)能減排的目的。同時，它能夠極大地降低水資源的消耗，減少煤氣的排放，并對蒸汽進行回收再利用，是現(xiàn)代實現(xiàn)能源高效轉換的關鍵技術。重點介紹了轉爐煤氣干法除塵技術的應用現(xiàn)狀，應用過程中存在的問題以及應用措施。通過對轉爐煤氣發(fā)生泄爆的工藝機制研究，優(yōu)化蒸發(fā)冷卻塔的設計，從而提高煤氣、蒸汽回收效率，實現(xiàn)高效利用能源，節(jié)能減排的目的。 引言 轉爐煤氣的除塵技術可以分成干法和濕法兩種，其中，干法除塵技術具有降低新水消耗、提高能源回收率，提高能源利用率的作用。所以，在轉爐煤氣除塵過程中應用越來越廣泛。在實際應用

2、過程中，由于干法除塵系統(tǒng)設備的技術要求高，過程控制比較復雜，因而會出現(xiàn)一系列的問題。后來通過對系統(tǒng)的改進，降低了除塵過程中故障的發(fā)生，也為系統(tǒng)的改進積累了豐富的經驗。轉爐煤氣干法除塵技術的順利應用，對降低能源消耗，提高煤氣回收率具有重要意義。 1轉爐煤氣干法除塵技術概述 轉爐煤氣干法除塵技術中，應用最廣泛的是兩種方法，分別是魯齊的LT法和奧鋼聯(lián)的DDS法。其中，LT法是由德國的魯齊和蒂森于20世紀60年代末聯(lián)合開發(fā)的轉爐煤氣干濕除塵方法。后來，西門子—奧鋼聯(lián)公司在這個基礎上開發(fā)了DDS法。目前，我國國內的公司也開發(fā)出了國產干法除塵系統(tǒng)。轉爐煤氣干法除塵系統(tǒng)主要包含了煤氣冷卻系統(tǒng)、除

3、塵系統(tǒng)和回收系統(tǒng)。在這個過程中，1400T1600丈的轉爐煤氣經過活動煙罩、氣化冷卻煙道回收蒸汽之后，溫度降為1000T左右。然后進人蒸發(fā)冷卻器進行冷卻、粗除塵、增濕調質，最后溫度將為150丈500丈，粉塵濃度由80150g/m2減小到4055g/m2。煤氣經過靜電除塵器之后，粉塵濃度進一步為10mg/m2。對于整個系統(tǒng)而言，影響除塵效果的主要有兩個器件，分別是蒸發(fā)冷卻器和靜電除塵器。 1.1蒸發(fā)冷卻器 蒸發(fā)冷卻器顧名思義是利用水蒸氣的蒸發(fā)冷卻原理來工作的。和濕法除塵技術相比，這種冷卻方式極大地降低了冷卻所需要的水量，達到節(jié)約水的目的。目前，應用最為廣泛的是雙流體外混式噴槍，冷卻水從噴嘴中心孔

4、噴出，被加熱的蒸汽從中心孔的環(huán)形間隙噴出，而且在噴嘴口處形成霧化水。其噴水量是由計算機根據蒸發(fā)冷卻器的進出口溫度流量來控制的，同時，蒸汽可以用氮氣來代替，從而達到節(jié)水的目的。 1.2靜電除塵器 靜電除塵器是轉爐煤氣干法除塵系統(tǒng)的核心，它是防止爆炸和控制出口煙氣濃度的關鍵設施。轉爐煤氣中常常含有70%的一氧化碳氣體，這是一種可燃性氣體，一旦遇到空氣很容易發(fā)生爆炸。所以，將靜電除塵器設計成為圓筒型，同時在進氣口和出氣口處安裝有自動開啟和關閉的防爆閥，一方面可以使不同成分的氣體被分開，另一方面在發(fā)生爆炸時，能夠進卸壓，保障設備安全。靜電除塵器的電極材料和極配形式對于除塵效果來說非常重要，采用合理的極

5、配形式以及質量合格的電極材料，才能更好的達到除塵效果。 2轉爐煤氣干法除塵技術應用現(xiàn)狀 2.1技術應用效果 通過實踐表明，利用干法除塵技術進行轉爐煤氣的除塵處理之后，煙氣中的粉塵濃度可以控制在30mg/m3之下。而回收煤氣的粉塵濃度可以穩(wěn)定的控制在10mg/m3以下。其除塵效果要遠遠好于濕法除塵技術。但是目前，我國有90%的轉爐任然在使用濕法除塵，干法除塵雖然有所應用和推廣，但依舊遠遠沒有達到節(jié)能減排的目的。 2.2能耗狀況 除塵系統(tǒng)的能耗主要包含水耗和電耗兩個方面。經過實踐研究表明，干法除塵技術能夠明顯降低除塵系統(tǒng)的能耗水平。干法除塵系統(tǒng)中，采用蒸汽冷卻裝置對轉爐煤氣進行冷卻，大大降低了冷卻

6、水的消耗量，而且提高了冷卻效率，研究發(fā)現(xiàn)，干法水循環(huán)的用水量是濕法的1/4,而耗水量是濕法的1/5。由于干法除塵系統(tǒng)的阻力相對較小，只為濕法的1/3,所以干法除塵所要求的風機功率也相對較小，消耗的電功率也就要小一些。 3轉爐煤氣干法除塵技術改進措施 轉爐煤氣干法除塵技術雖然具有良好的環(huán)保節(jié)能效果和經濟效益，但是由于轉爐操作和系統(tǒng)控制要求高，使得在實際應用過程中存在諸多問題。比如說除塵器的泄爆問題、蒸發(fā)冷卻器內壁積灰問題、以及高成本的輸灰壓塊系統(tǒng)問題。 3.1關于靜電除塵器泄爆的技術改進 靜電除塵器是利用高壓電場使得煙氣發(fā)生電離，使帶電粉塵在電場的作用下和氣體分離，進而達到除塵的目的。煤氣爆炸的

7、極限通常有兩個:一是一氧化碳的體積含量大于9%,并且氧氣含量大于6%;二是氫氣體積含量大于3%,且氧氣含量大于4%。當煙氣中的成分超過了爆炸極限，就會被電場中的電弧點燃發(fā)生爆炸，使氣體體積迅速膨脹，一旦超過泄爆閥自身的壓力設定值，就會發(fā)生泄爆現(xiàn)象。如果泄爆現(xiàn)象嚴重，會造成除塵系統(tǒng)內設備的損壞。即使是小型的泄爆現(xiàn)象，也會造成靜電除塵內部極板和極線的損壞。所以，在控制靜電除塵器泄爆方面，首先，應該控制煙氣中一氧化碳、氧氣和氫氣的含量，使其保持在爆炸極限之下;其次，要優(yōu)化轉爐控制和設備結構;最后，達到防爆的目的。 3.1.1轉爐操作的控制 首先，在轉爐開吹階段，要采用階段供氧的方式，在鋼鐵冶煉最開始

8、的階段，碳、氧反應比較緩慢，所消耗的氧氣量比較小，這時應該減少氧氣的供應量，防止多余的氧氣進入靜電除塵器中;其次，加料的控制，鐵水、廢鋼、氧化鐵皮等入爐原材料的不穩(wěn)定性，增加了泄爆的可能性，所以有效控制所加原料，也是控制泄爆的重要手段;最后，為了控制煤氣中氫氣的含量，應該盡量保證加入的廢鋼、冷卻劑等干燥，避免帶入水分，被還原成氫氣和一氧化碳。 3.1.2優(yōu)化設備結構 首先，可以利用摻入惰性氣體的方式來降低煙氣中的一氧化碳、氧氣和氫氣的體積比，使其不超過爆炸極限值。目前，多采用摻入氮氣的方式來稀釋煙氣中三種氣體含量比;其次，優(yōu)化靜電除塵器內部的裝置。靜電除塵器內部，有極板、極線、刮灰振打裝置等;

9、最后，合理的配置極配形式，能夠有效延長靜電除塵器的使用壽命，提高除塵器的除塵效果，加強極板厚度以及材料強度，也能夠有效的防止泄爆造成的破壞。 3.2蒸發(fā)冷卻器內壁積灰問題解決措施 蒸發(fā)冷卻器是除塵系統(tǒng)中主要設備之一，它具有冷卻煙氣、粗除塵和調節(jié)煙氣電阻比的作用，冷卻器的溫度控制是系統(tǒng)正常運行的重要保障。由于噴水控制的影響，會造成內壁積灰的問題，在實際工作中，清灰難度也比較大，對冷卻器的冷卻效果造成嚴重影響。為了解決蒸發(fā)冷卻器內壁積灰的問題，應該增加蒸汽壓力，利用轉爐自身蒸汽和外部供氣聯(lián)動的方式，保障蒸汽壓力的穩(wěn)定性?？梢詫⒄羝F化改為氮氣霧化，并且要噴嘴處的氮氣壓力不低于0.75MPa，從而減小內壁積灰延長噴槍使用壽命。 3.3粉塵回收系統(tǒng)問題的解決措施 早期的粉塵回收中，常常采用熱壓快的形式，將粉塵在回轉窯中加熱到500°C?600°C之間，然后通過高壓壓成塊狀，在氮氣密封狀態(tài)下冷卻后送回轉爐，代替廢鋼和礦石的使用。這種方法，往往成本較高，而且對于熱壓工藝和設備操作要求也比較高，在實施過程中容易出現(xiàn)各種問題。鑒于此，可以采用冷壓技術，相較于熱壓，其設備操作要求較低，占地面積小，并且不需要進行回爐加熱，起到很好的節(jié)能效果，具有良好的經