干法除塵的工藝流程及工作原理

干法除塵的工藝流程及工作原理干法除塵的工藝流程及工作原理一、干法除塵的工藝流程：Ⅰ高溫、未凈化的轉(zhuǎn)爐煙氣Ⅱ高溫未凈化的轉(zhuǎn)爐煙Ⅲ高溫未凈化的轉(zhuǎn)爐煙氣Ⅳ冷卻后、粗凈化的轉(zhuǎn)粗灰Ⅴ冷卻后、粗凈化的轉(zhuǎn)爐煙氣Ⅵ冷卻后、凈化的轉(zhuǎn)細(xì)灰不合格的轉(zhuǎn)爐煤氣二、干法除塵設(shè)備工作原理：1、干法除塵的設(shè)備組成：通過對(duì)干法除塵設(shè)備的功能來看，干法除塵的設(shè)備主要分成五大塊，分別為轉(zhuǎn)爐煙氣的冷卻設(shè)備（即EC系統(tǒng)）、轉(zhuǎn)爐煙氣的凈化設(shè)備（即EP系統(tǒng)）、轉(zhuǎn)爐煙氣的動(dòng)力設(shè)備（即ID風(fēng)機(jī)）、轉(zhuǎn)爐煤氣的回收和排放設(shè)備（切換站和煤氣冷卻器）、粉塵排放設(shè)備（即EC粗輸灰系統(tǒng)和EP細(xì)輸灰系統(tǒng)）。2、轉(zhuǎn)爐煙氣冷卻設(shè)備（EC系統(tǒng)）轉(zhuǎn)爐冶煉時(shí)，含有大量ＣＯ的高溫?zé)煔饫鋮s后才能滿足干法除塵系統(tǒng)的運(yùn)行條件。蒸發(fā)冷卻器入口的煙氣溫度為800～1200C，出口溫度的控制應(yīng)根據(jù)靜電式除塵器的入口溫度而定，一般EC的出口溫度控制在200～300C，才能達(dá)到靜電除塵器的要求。為此，EC系統(tǒng)采用14桿噴槍進(jìn)行轉(zhuǎn)爐煙氣的冷卻，噴槍通過雙流噴嘴對(duì)蒸汽和冷卻水進(jìn)行混合，達(dá)到冷卻水的霧化效果，提高冷卻水與氣流的接觸面積，使得轉(zhuǎn)爐煙氣得到良好、均勻的冷卻。噴射水與轉(zhuǎn)爐煙氣在運(yùn)行的過程中，水滴受煙氣加熱被蒸發(fā)，在汽化過程中吸收煙氣的熱量，從而降低煙氣溫度。蒸發(fā)冷卻器除了冷卻煙氣外，還可依靠氣流的減速以及進(jìn)口處水滴對(duì)煙塵的潤(rùn)濕將粗顆粒的煙塵分離出去，達(dá)到一次除塵的目的?；覊m聚積在蒸發(fā)冷卻器底部由鏈?zhǔn)捷斔蜋C(jī)排出。蒸發(fā)冷卻器還有對(duì)煙氣進(jìn)行調(diào)節(jié)改善的功能，即在降低氣體溫度的同時(shí)提高其露點(diǎn)，改變粉塵比電阻，有利于在靜電除塵器中將粉塵分離出來。除了煙氣冷卻和調(diào)節(jié)以外，占煙氣中灰塵總含量約15%的粗灰也在蒸發(fā)冷卻器中進(jìn)行收集、排放。另外，通過對(duì)噴射水流量的控制（水調(diào)節(jié)閥），可控制EC的出口溫度，使之達(dá)到靜電式除塵器所需要的溫度。3、轉(zhuǎn)爐煙氣凈化設(shè)備（EP系統(tǒng)）靜電除塵器為圓筒形靜電除塵器，它是轉(zhuǎn)爐煙氣干法除塵系統(tǒng)中的關(guān)鍵除塵設(shè)備，其主要技術(shù)特點(diǎn)為：①優(yōu)異的極配形式。由于轉(zhuǎn)爐煤氣的含塵量較高，在進(jìn)入電除塵器時(shí)，一般為80～150ｇ/Ｎｍ3，而除塵器出口的排放濃度要求小于15ｍｇ/Ｎｍ3。這就要求電除塵器具有非常高的除塵效率，而除塵效率高低的主要因素就取決于其極配設(shè)計(jì)的合理性。該除塵器分為4個(gè)獨(dú)立的電場(chǎng)。每個(gè)電場(chǎng)均采用了C型陽(yáng)極板，由于煙氣具有較高的腐蝕性，所以A、B電場(chǎng)的陽(yáng)極板采用了不銹鋼材料。為了防止陰極線的斷裂，陰極采用鋸齒形的整體設(shè)計(jì)。通過對(duì)投入運(yùn)行設(shè)備的檢測(cè)，證明了該極配形式能夠保證除塵效率。②良好的安全防爆性能。由于轉(zhuǎn)爐煤氣屬于易燃易爆介質(zhì)，對(duì)設(shè)備的強(qiáng)度、密封性及安全泄爆性提出了很高的要求。該除塵設(shè)備采用了抗壓的圓筒外形，并且在制作時(shí)采用鍋爐設(shè)備的焊接要求，另外在錐形進(jìn)出口各裝有4套泄爆裝置，從而保證了除塵器長(zhǎng)期運(yùn)行的安全可靠性。③除塵器內(nèi)部的扇形刮灰裝置。電除塵器內(nèi)部刮灰裝置是電除塵器中非常重要的一部分，電除塵器排灰是否順利，會(huì)影響到整個(gè)系統(tǒng)的正常運(yùn)轉(zhuǎn)。該除塵器的刮灰裝置采用齒輪帶動(dòng)弧形銷齒傳動(dòng)，并采用干油集中潤(rùn)滑，保證了刮灰裝置的順利運(yùn)行。④耐高溫的雙排鏈?zhǔn)捷斔蜋C(jī)。由于該除00塵設(shè)備除塵效率高，所以有大量的灰需要即時(shí)輸送出去。設(shè)備采用了可靠的耐高溫的雙排鏈?zhǔn)捷斔蜋C(jī)進(jìn)行輸灰，確保輸灰順暢。主要通過對(duì)陰極線施加高壓電，陰極框架和陽(yáng)極板之間形成閉合的電場(chǎng)，通過靜電感應(yīng)形成電流，將通過電場(chǎng)氣流中的粉塵顆粒進(jìn)行擊打，使其中的灰塵分別帶有正電荷和負(fù)電荷，分別吸附在陰極線和陽(yáng)極板上，僅有以分子形態(tài)存在的氣流通過除塵器，從而將粉塵與氣流分離開，達(dá)到除塵的效果。吸附在陰極線和陽(yáng)極板的灰塵通過陰、陽(yáng)極振打，落在除塵器內(nèi)，并通過A、B扇形刮灰機(jī)將灰塵排到輸灰來系統(tǒng)中。出入口分布板的作用：從管道中過來的氣流能夠均勻的通過除塵器，防止除塵器內(nèi)出現(xiàn)局部灰塵過大的現(xiàn)象，并通過分布板振打裝置將黏附在分布板上的灰塵振落。4、轉(zhuǎn)爐煙氣的動(dòng)力設(shè)備（ID風(fēng)機(jī)）為干法除塵系統(tǒng)提供動(dòng)力，將轉(zhuǎn)爐在生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的煙氣和灰塵吸到除塵器內(nèi)，通過除塵器對(duì)轉(zhuǎn)爐煙氣進(jìn)行凈化，凈化后的轉(zhuǎn)爐煙氣分別送往煤氣柜或者排放到大氣內(nèi)。5、轉(zhuǎn)爐煤氣的回收和排放設(shè)備（切換站和煤氣冷卻器）切換站的功能通過煤氣分析儀對(duì)轉(zhuǎn)爐煙氣的成分的化驗(yàn)和分析，進(jìn)行煤氣的回收或放散，由兩套液壓驅(qū)動(dòng)的杯閥實(shí)現(xiàn)煤氣的回收或者放散。煤氣冷卻器在靜電除塵器后主要對(duì)合格的轉(zhuǎn)爐煤氣進(jìn)行洗滌和降溫，將轉(zhuǎn)爐煤氣的(100℃～150℃)溫度降到70℃以下后排入煤氣柜。煤氣冷卻器內(nèi)上部裝有兩層噴水系統(tǒng)，合格的轉(zhuǎn)爐煤氣從煤氣冷卻器下部進(jìn)入頂部排出，從而達(dá)到降溫作用。通過煤氣分析儀的檢測(cè)，將不合格的轉(zhuǎn)爐煤氣直接通過燃燒釋放到大氣中。6、粉塵排放設(shè)備（即EC粗輸灰系統(tǒng)和EP細(xì)輸灰系統(tǒng)）。主要通過雙排鏈?zhǔn)浇Y(jié)構(gòu)的輸灰鏈條將由EC系統(tǒng)和EP系統(tǒng)產(chǎn)生的粉塵輸送到儲(chǔ)灰罐中，達(dá)到粉塵的排放功能。電除塵的工作原理、控制和影響除塵效果等因素的探討目前，氧氣轉(zhuǎn)爐煉鋼的煤氣凈化回收主要有兩種方法，一是采用煤氣濕法(ＯＧ法)凈化回收系統(tǒng)，二是采用煤氣干法(ＬＴ法)凈化回收系統(tǒng)。干法(ＬＴ法)除塵系統(tǒng)主要由蒸發(fā)冷卻器、靜電除塵器和煤氣冷卻器組成。與老式的除塵系統(tǒng)（ＯＧ）法相比，ＬＴ法的主要優(yōu)點(diǎn)是：除塵凈化效率高，通過電除塵器可直接將粉塵濃度降至10ｍｇ/Ｎｍ3以下，對(duì)于粒徑小于0.1um的微細(xì)粉塵，仍有較高的除塵效率；該系統(tǒng)全部采用干法處理，不存在二次污染和污水處理的系統(tǒng)；系統(tǒng)阻損小，煤氣回收熱值高，回收粉塵可直接利用，節(jié)約了能源；系統(tǒng)優(yōu)化，減少占地面積，便于管理和維護(hù)。因此，干法除塵技術(shù)比濕法除塵技術(shù)具有更高的經(jīng)濟(jì)效益和環(huán)境效益。干法(ＬＴ法)技術(shù)在國(guó)際上已被認(rèn)定為今后的發(fā)展方向。由于所回收的煤氣可以再利用，太鋼的轉(zhuǎn)爐煉鋼過程已經(jīng)實(shí)現(xiàn)負(fù)能煉鋼。經(jīng)電除塵器（ESP）處理過的鐵含量較高的粉塵灰，經(jīng)壓塊系統(tǒng)處理后，可以當(dāng)廢鋼繼續(xù)使用。另外，在環(huán)境保護(hù)和能源方面比較，由于濕法（ＯＧ）凈化回收系統(tǒng)存在著能耗高（比如：水，電等資源是LT法的5倍消耗）、二次污染的缺點(diǎn)，濕法（ＯＧ）系統(tǒng)將隨著社會(huì)的發(fā)展而逐漸被干法(ＬＴ法)除塵系統(tǒng)所取代，它將成為冶金工業(yè)可持續(xù)發(fā)展的先決條件。該技術(shù)已獲得全世界的普遍重視和采用，到目前為止，中國(guó)已有寶鋼、萊鋼、包鋼、太鋼等鋼廠從德國(guó)引進(jìn)該技術(shù)，并得到了應(yīng)用，其應(yīng)用總數(shù)已達(dá)18套以上，其中太鋼的LT系統(tǒng)除塵效果在國(guó)內(nèi)鋼廠中達(dá)到領(lǐng)先水平。此外，天津鐵廠新引進(jìn)的LT系統(tǒng)也已于2007年4月28日進(jìn)行了熱試。靜電除塵器（ESP）的工作原理靜電除塵器的功能是除去轉(zhuǎn)爐煤氣的灰塵。在LT工藝中，由于轉(zhuǎn)爐特殊的操作方式，煤氣冷卻系統(tǒng)和ESP除塵系統(tǒng)必須交替處理含O2和含CO的煤氣。為此，整個(gè)LT系統(tǒng)按優(yōu)化流體動(dòng)力設(shè)計(jì)，如：對(duì)整個(gè)氣體管路進(jìn)行密封，防止形成氣體爆炸性混合物和產(chǎn)生燃燒；此外，煉鋼過程中煤氣氣流的成分隨著轉(zhuǎn)爐操作階段的改變而改變，而流體的動(dòng)力設(shè)計(jì)可以防止混合煤氣氣流的緩沖壓力。在轉(zhuǎn)爐吹氧過程中，煙氣燃燒是不可避免的，水平電除塵器的設(shè)計(jì)能抵抗壓力波動(dòng)，并且在出口和入口安裝有選擇德國(guó)進(jìn)口的卸壓閥，這些閥的關(guān)閉位置分別由三個(gè)光電開關(guān)監(jiān)控，以此來保證系統(tǒng)的安全性能。靜電除塵器分別由平行布置的電極組成。這些電極通過ESP殼體接地，準(zhǔn)備被除塵的氣體依次流經(jīng)電極間通道、煤氣通道的分布板以及放電電極。放電電極為高壓負(fù)電的條形帶刺電極，由絕緣子支撐，由于在放電電極周圍的高磁場(chǎng)密度，形成了放電電暈，從而形成了帶負(fù)電的煤氣電離子。在高壓靜電磁場(chǎng)的作用下，煤氣負(fù)電離子流向陽(yáng)極板，在正電極板上形成了電流，部分負(fù)極煤氣離子附著在灰塵上，如同放電給電極一樣，將帶電離子轉(zhuǎn)給灰塵，灰塵則吸附在陽(yáng)極板（CE）上。從干煤氣中收集到的灰塵沉積到電極上，通過CE振打周期性的排出。負(fù)離子灰塵則吸附在陽(yáng)極收塵板上。3靜電除塵器(ESP)的配置LT煉鋼工藝中的靜電除塵器包括一個(gè)柱形鋼罩，除下部區(qū)域外，這個(gè)鋼罩整體有絕熱防護(hù)罩，在這個(gè)罩子里，安裝有4個(gè)串聯(lián)的高壓靜電場(chǎng)，每個(gè)靜電場(chǎng)有幾個(gè)并聯(lián)的大暗煤氣通道。如前所述，煤氣通道由接地集電極形成，其中布置有高壓放電電極——陰極線(DE)。集電極包括立式陽(yáng)極板，沿煤氣流向一個(gè)挨一個(gè)布置。一個(gè)靜電場(chǎng)的集電極包括若干根陰極線組成的陰極框，由一個(gè)公共的上下支撐系統(tǒng)支撐。放電系統(tǒng)包括放電電極架，布置在煤氣通道中心，上面安裝有放電電極。放電電極架包括鋼罩上部通過支架、支撐管懸掛的絕熱支撐。每個(gè)支撐架通過兩個(gè)安裝在絕熱支撐子上的支撐管懸掛，絕熱支撐安裝在陰極吊掛上，可將放電電極的負(fù)荷轉(zhuǎn)移到ESP殼體上，在每個(gè)放電系統(tǒng)下部，還安裝有一個(gè)專用的固定裝置，防止其掉入刮灰區(qū)域。絕緣支撐的電加熱器用來防止由于集塵和潮濕產(chǎn)生的電火花。通過加熱器給絕緣瓷瓶進(jìn)行加熱。絕緣瓷瓶的溫度保持在120℃，絕熱支架加熱系統(tǒng)的輸入功率被監(jiān)控并轉(zhuǎn)換為信號(hào)，防止高壓瓷瓶結(jié)露和爬閃，保證高壓電場(chǎng)的正常運(yùn)行。4ESP振打系統(tǒng)ESP振打系統(tǒng)包括：陰極振打系統(tǒng)（DErappingsystem），陽(yáng)極振打系統(tǒng)（CErappingsystem），分布板振打系統(tǒng)（Gasdistributionwallrapping(GDW)system）。5ESP本體的高壓裝置高壓裝置是靜電除塵器控制中的核心項(xiàng)目，此裝置產(chǎn)生放電電極電子釋放和集塵所需的高壓直流電。電壓盡可能保持最高。如僅為放電產(chǎn)生電弧電壓之下，要同時(shí)確保最大的電暈電流和最大的除塵效率。高壓裝置主要由兩個(gè)組件組成：（1）控制柜（HV柜）其主要配置有：●熔斷保護(hù)的進(jìn)線柜●開關(guān)●單相可控硅整流器（SCR）●測(cè)量和監(jiān)控儀表，如——電壓值——安培值信號(hào)系統(tǒng)●ON/OFF按鍵●與遠(yuǎn)程控制和遠(yuǎn)程測(cè)量相連的光纜接頭（口）和PIC166模板●最重要的自動(dòng)除塵控制。（2）變壓器/整流器裝置（T/R裝置）主要配置有：●一級(jí)側(cè)電流極限電抗器●變壓器●二級(jí)管構(gòu)成的整流器塊●二級(jí)側(cè)空氣抗電器●高壓分離器，測(cè)量高壓直流電流和高壓直流電壓●高壓側(cè)電弧檢測(cè)器絕緣油的溫度，由帶極限開關(guān)的監(jiān)測(cè)器監(jiān)控和連鎖。高壓設(shè)備的控制高壓設(shè)備的輸出與工藝成比例，需對(duì)高壓裝置的輸出進(jìn)行控制，因此，有兩種操作模式：（1）裝料，吹氧，正常操作時(shí)，高壓電場(chǎng)滿負(fù)荷工作。（2）停爐階段時(shí)，高壓電場(chǎng)自動(dòng)變?yōu)槭‰娔Ｊ健Ｈ绻秹洪y卸爆后，高壓裝置跳閘。高壓裝置的調(diào)節(jié)在HV控制柜內(nèi)進(jìn)行，只有ESP內(nèi)的電弧或短路產(chǎn)生的卸壓卸爆后跳閘可從HMI畫面上的到報(bào)警信息。ESP系統(tǒng)的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)以下是對(duì)LT系統(tǒng)中的一個(gè)重要組成ESP（電除塵系統(tǒng)），在工作中總結(jié)出來的一些實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)（僅供參考）。（1）卸壓閥故障處理的方法：電除塵器入口和出口均安裝有3或4個(gè)卸壓閥（根據(jù)轉(zhuǎn)爐的容量而訂），電場(chǎng)內(nèi)壓力超過卸爆極限時(shí)，此閥打開，壓力恢復(fù)正常，此閥關(guān)閉。為安全起見，每個(gè)卸壓閥的關(guān)閉位置由3個(gè)光電檢測(cè)開關(guān)監(jiān)控。卸壓閥上的光電檢測(cè)開關(guān)信號(hào)是不可短接的，因?yàn)樗拿荛]性要求非常高，如果卸壓閥沒有歸位，此時(shí)短接該閥的檢測(cè)信號(hào)，繼續(xù)煉鋼就會(huì)在ESP的高壓電場(chǎng)內(nèi)引起劇烈的燃燒，從而使ESP（電除塵）受到毀滅性的爆炸，無法修復(fù)。建議在ESP出口安裝一支熱電偶進(jìn)行在線檢測(cè)，若在畫面發(fā)現(xiàn)其ESP出口溫度高于200℃，并且查看煙道上的激光分析儀檢測(cè)的CO和O2含量是否將達(dá)到燃燒爆炸的危險(xiǎn)極限，通過查看，操作工可以點(diǎn)擊HMI畫面上的事故提槍的連鎖按鈕，迫使轉(zhuǎn)爐停止吹氧，去現(xiàn)場(chǎng)查看卸壓閥的密閉性，來進(jìn)行保護(hù)整個(gè)系統(tǒng)的安全性。（2）減少高壓電場(chǎng)卸爆和陰極線的斷裂的措施和建議：合理控制EC系統(tǒng)的水和蒸汽量，根據(jù)EC進(jìn)出口溫度進(jìn)行調(diào)節(jié)，保障高壓電場(chǎng)除塵的灰是干的。并且想盡一切辦法，嚴(yán)格控制轉(zhuǎn)爐吹氧中的氧槍提槍次數(shù)，因?yàn)橹灰D(zhuǎn)爐在煉鋼中提槍，再進(jìn)行后吹就會(huì)使得碳氧反應(yīng)劇烈，造成電場(chǎng)卸爆，間接影響陰極線的使用壽命。在ESP本體控制柜內(nèi)，增加四個(gè)高壓電場(chǎng)短路時(shí)，進(jìn)行屏蔽電場(chǎng)的單聯(lián)開關(guān)，使得處理時(shí)間會(huì)更短，保證轉(zhuǎn)爐的生產(chǎn)節(jié)奏。（3）影響電除塵除塵效果的主要因素探討：●在額定電流或電弧下運(yùn)行系統(tǒng)●保持電壓盡可能處于恰恰低于電弧極板之下●達(dá)到一個(gè)充分的電弧電流●通過增加電壓直至產(chǎn)生電弧，確定電弧極限●確切地檢測(cè)電弧●區(qū)分不同的電弧●優(yōu)化控制系統(tǒng)對(duì)不同電弧的反應(yīng)參數(shù)●振打系統(tǒng)要保證正常運(yùn)行●分布板沒有被堵現(xiàn)象電除塵器是一種煙氣凈化設(shè)備，它的工作原理是：煙氣中灰塵塵