轉爐煤氣干法除塵技術在我國的應用

[摘要]目前，氧氣轉爐煉鋼的煤氣凈化回收主要有兩種方法，一種是煤氣濕法(O G法)凈化回收系統，一種是煤氣干法(L T法)凈化回收系統，我國在轉爐生產中一直沿用傳統的濕法煤氣回收系統，煤氣干法除塵系統在最近幾年才被我國逐漸開始采用，2007年國豐南區煉鋼一期120噸轉爐工程就采用了煤氣干法凈化回收系統。下面就本工程具體介紹一下煤氣干法凈化回收系統的工藝流程。

[關鍵詞]轉爐蒸發冷卻器電除塵器

中圖分類號：TQ53文獻標識碼：A文章編號：1671－7597(2009)0210116－01

一、干法除塵系統的優點

除塵凈化效率高，通過電除塵器可直接將粉塵濃度降至10mg/N m³以下；該系統全部采用干法處理，不存在二次污染和污水處理；系統阻損小，煤氣發熱值高，回收粉塵可直接利用，節約了能源；系統簡化，占地面積小，便于管理和維護。

二、干法除塵工藝簡介

干法除塵系統從煙氣進入蒸發冷卻器開始到煤氣冷卻器為止，主要由蒸發冷卻器、圓筒靜電除塵器、風機、切換站、煤氣冷卻器等設備組成。

(一)工藝流程圖

(二)工藝流程

大約1550℃的轉爐煙氣在ID風機的抽引作用下，經過煙氣冷卻系統(活動煙罩、熱回收裝置及汽化冷卻煙道)；溫度降至800～1200℃進入蒸發冷卻器；蒸發冷卻器內12個雙介質霧化冷卻噴嘴，對煙氣進行降溫、調質、粗除塵，煙氣溫度降低到150～200℃，同時約有40％的粉塵在蒸發冷卻器的作用下被捕獲，形成的粗顆粒粉塵通過鏈式輸送機、雙板閥進入粗灰料倉由汽車外運。經冷卻、粗除塵和調質后的煙氣進入有4個電場的圓形靜電除塵器，煙氣經靜電除塵器除塵后含塵量降至10mg/m³以下。靜電除塵器收集的細灰，經過扇形刮板器、底部鏈板輸送機和細灰輸送裝置排到細煙塵倉由汽車外運至燒結廠重復利用。經過靜電除塵器精除塵的合格煙氣經過煤氣冷卻器降溫到70～80℃后進入煤氣柜，不合格煙氣通過火炬裝置放散。整套系統采用自動控制，與轉爐的控制相聯系。

三、轉妒煤氣干法除塵系統主要構成及技術特點

(一)蒸發冷卻器

為獲得圓筒形干式電除塵器的最佳煙氣除塵效果，煙氣在進入電除塵器之前在一個蒸發冷卻器里進行調質和降溫。蒸發冷卻器由以下部分組成：殼體、噴嘴系統、溫度調節系統、粗粉塵的撲集系統、蒸發冷卻器同煙氣冷卻煙道連接在一起。蒸發冷卻器通過霧狀噴水直接冷卻煙氣，并根據煙氣含熱量精確調節噴水量，所噴的水完全變成蒸汽。致使煙氣在任何時候下都是干燥的，而且在離開蒸發冷卻器時經過適當調質，然后進入圓筒形干式電除塵器。

轉爐冶煉時，含有大量CO的高溫煙氣冷卻后才能滿足干法除塵系統的運行條件。蒸發冷卻器入口的煙氣溫度為850～1200℃，出口溫度約為200℃才能達到靜電除塵器的條件。為此，采用12個雙流噴嘴調節最佳水量降溫。雙流噴嘴的水量可根據進入蒸發冷卻器內的干燥氣體的熱含量隨時調整。通入的蒸汽使水霧化成細小的水滴，水滴受煙氣加熱被蒸發，在汽化過程中吸收煙氣的熱量，從而降低煙氣溫度。

蒸發冷卻器除了冷卻煙氣外，還可依靠氣流的減速以及進口處水滴對煙塵的潤濕將粗顆粒的煙塵分離出去，達到除塵的目的。灰塵聚積在蒸發冷卻器底部由鏈式輸送機輸出。

蒸發冷卻器還有對煙氣進行調節改善的功能，即在降低氣體溫度的同時提高其露點，改變粉塵比電阻，有利于在靜電除塵器中將粉塵分離出來。

除了煙氣冷卻和調節以外，大約占粉塵量40～45％的粗粉塵沉淀在蒸發冷卻塔里，這些粗粉塵含鐵很高，具有很好的回收價值。

(二)圓筒形干式電除塵器

靜電除塵器放置在煉鋼車間的外部，其集塵電極通過除塵器的外殼接地，集塵電極之間形成通道，而要凈化的煙氣流經這些通道。在集塵電極之間布置高壓框架，框架中裝有放電極(陰極)并和高壓供電系統連接，由絕緣子支撐。在放電極的緊鄰區域是極高強度的電壓，由于電暈電壓排放的結果，導致形成帶負電荷的氣體離子，在放電電極和集塵電極之間的電場作用下，帶負電的氣體離子偏移到帶正電的集塵電極上。灰塵離子因而受到部分氣體離子的作用同樣帶上負電，自由移向集塵電極。積聚在集塵電極上的細顆粒粉塵通過振打脫塵系統，掉落在靜電除塵器底部的粉塵漏斗中。

靜電除塵器是一個圓桶形的鋼板外殼，帶有隔熱裝置，設計有4個獨立的電場，平行布置。靜電除塵器為圓筒形靜電除塵器，它是轉爐煤氣干法除塵系統中的關鍵除塵設備，其主要技術特點為：

1．優異的極配形式。由于轉爐煤氣的含塵量較高，在進入電除塵器時，一般為40～55 g/Nm³，而除塵器出口的排放濃度要求小于10m g/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計的合理性。該除塵器分為4個獨立的電場，平行布置。每個電場均采用了z T 24型陽極板，由于煙氣溫度較高，所以陽極板采用了一種耐溫材料。針對4個電場的先后順序，陰極采用了不同的形式和材質。通過對投運設備的檢測，證明了該極配形式能夠保證除塵效率。

2．除塵器內部的扇形刮灰裝置。電除塵器內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，會影響到整個系統的正常運轉。該除塵器的刮灰裝置采用齒輪帶動弧形齒條傳動，并采用干油集中潤滑，保證了刮灰裝置的順利運行。

3．耐高溫鏈式輸送機。由于該除塵設備除塵效率高，所以有大量的灰需要即時輸送出去。設備采用了可靠的耐高溫鏈式輸送機進行輸灰，確保輸灰順暢。

(三)風機、切換站和煤氣冷卻器

風機、切換站和煤氣冷卻器位于凈煤氣側，電除塵器的下游。

風機：LT法主要采用軸流式ID風機，這種風機具有效率高和讓煙氣直接通過的優點，風機采用變頻調速，120噸轉爐風機采用風機電機功率為715KW。

切換站：是一個干式運轉的閥門站，主要由兩個嚴密密封的具有調節性能的鐘型閥組成。負責在火炬和煤氣柜之間進行快速切換，以達到回收盡可能多的轉爐煤氣的目的。

煤氣冷卻器的任務是降低煤氣溫度，冷卻水循環使用。

四、項目效果以及發展方向

通過一年的運行，轉爐煤氣干法除塵技術與濕法除塵技術相比，節約用電80％、節約用水60～80％、節約用地50％，噸鋼轉爐煤氣回收量提高30立方米．除塵灰直接利用，提高了資源利用效率。因為不用水洗降塵，杜絕了水的污染．該塵系統的諸多優點決定了它將最終代替傳統濕法(OG法)除塵系統，加快了它的全面國產化進程。

作者簡介：

張同忠，男，漢，江蘇省泗陽人，中冶京唐管鐵公司，工程師。研究方向為冶金。