淺談轉爐一次煙氣OG濕法除塵系統改造工藝

胡緒升　王艷婷　王鵬軍　雷國鵬　嚴博

1概述

隨著我國鋼鐵行業的不斷發展.面對近年來日趨嚴重的霧霾問題，國家環保部門對煉鋼廠轉爐的環保、能耗標準提出了更高的要求。原有的濕法除塵工藝由于其排放效果不理想、耗能高、占地面積大等不足，已嚴重制約了煉鋼廠的環保、經濟效益指標，因此各煉鋼廠開始陸續進行濕法除塵系統的技術改造。

目前針對OG濕法轉爐煤氣的凈化與回收系統改造，主要有以下四種工藝：第一種是目前被廣泛推廣使用的干法除塵工藝，具有代表性的是德國魯奇的“LT”系統和奧鋼聯的“DDS”系統，其具有節能、環保、占地面積小、沒有二次污染等優點.在近些年的新建轉爐及轉爐改造工程中得到了廣泛的應用：第二種是充分利用原濕法系統進行升級改造，較具代表性的是介于濕法與干法之間的半干法工藝;第三種是OG濕法后，在風機前串聯一套濕式電除塵器：第四種是將傳統干法系統中回收側的煤氣冷卻器前移至切換站之前，即新型干法系統。

2轉爐一次煙氣OG濕法除塵系統介紹

轉爐一次煙氣OG濕法除塵系統的工藝流程如圖1所示。轉爐煙氣在未燃狀態下經罩裙下部煙罩、上部煙罩和汽化冷卻煙道被冷卻至900℃，然后進入除塵裝置。除塵裝置由飽和塔、文氏管洗滌重力脫水器和90°彎頭組成，煙氣經凈化脫水后，合格煤氣由離心風機送入煤氣柜作燃料使用，在吹煉前期和后期一氧化碳濃度較低時，由三通閥切換至放散塔燃燒放散。

在早期環保政策要求較低時，轉爐煤氣濕法工藝的應用較廣泛，但后期因環保政策要求的提高，原系統也在不斷升級改造，具有代表性的是半干法工藝。半干法工藝可有效保證顆粒物排放≤20mg/Nm³，且其充分利用了原有系統進行改造，一次投資較少，經濟效益明顯，但是更低的顆粒物排放要求就很難達到。由于資金、場地等因素限制，還可考慮在OG濕法后增加濕式電除塵器，雖能用較少投資將顆粒物排放有效控制在10mg/Nm。以下，但濕式電除塵配套的電源系統能耗較高，且在轉爐冶煉期間存在燃爆風險。

3轉爐一次煙氣干法除塵系統介紹

轉爐一次煙氣干法除塵系統的工藝流程如圖2所示。轉爐煉鋼產生的高溫煙氣（1400～1600℃）經汽化冷卻煙道和蒸發冷卻器冷卻，溫度降至220～300℃。降溫的同時對煙氣進行了調質處理，另外煙氣經過蒸發冷卻器時有30%～40%的粗粉塵沉降到底部，由輸灰設備輸送至粗灰倉，由汽車定期外運。

粗除塵后的煙氣進入電除塵器進一步精除塵，煙氣粉塵濃度≤15m/Nm³。當煙氣中的CO含量達到可回收條件時，通過切換站回收杯閥進入煤氣冷卻器，煙氣粉塵濃度可進一步降低，同時煤氣被冷卻至70℃左右，然后進入煤氣柜。當煙氣中CO含量不滿足回收條件時，則通過切換站放散杯閥進入放散煙囪點火燃燒后放散。靜電除塵器下設有輸灰系統，將所捕集粉塵儲存在灰倉，再由運輸設備運送至燒結廠。

4新型轉爐煤氣干法凈化與回收系統介紹

新型轉爐煤氣干法凈化與回收系統的工藝流程如圖3所示。煙氣經過蒸發冷卻器雙介質噴淋系統，煙氣中30%一40%的粉塵被捕集降至底部，再由輸灰設備輸送至中間儲灰倉，在煉鋼兌鐵水之前直接原位回轉爐當渣料利用，降低粗灰回燒結廠的資源消耗。同時將煤氣冷卻器前移至切換站之前，對無論是否滿足回收要求的煙氣均通過煤氣冷卻器進一步降塵。由已投用多個項目的檢測結果可知，該工藝系統可有效保證顆粒物排放≤10mg/Nm³。

5新型干法工藝較OG濕法工藝的優勢

（1）凈化后的顆粒物排放濃度低，保證值為≤10m/m³。

（2）風機磨損小，維護費用低，使用壽命長。

（3）由于粉塵含量低、煤氣質量高，為煤氣并網帶來延伸效益，可消除對管網的傷害。

（4）凈化系統阻力小，風機電機能耗低，總能耗約為濕法系統的60%。

（5）循環水量約為濕法系統的1/4，新水消耗量約為濕法系統的1/3。

（6）省去龐大的污水污泥處理設施，占地面積較小。

（7）細灰高氧化鐵干粉塵可送回燒結廠作配料利用，粗灰直接原位回用。

（8）按照年產鋼100萬噸、工業鍋爐燃煤火力發電電耗核算，干法系統比濕法系統的能源節省0.520kg標準煤/t鋼，年節省520t標準煤，減少排放1352.8t二氧化碳，12.5t二氧化硫，6.2t氮氧化物。

（9）針對普遍關心的轉爐干法除塵電場內部泄爆問題，經過多年的研究和改進，已經能有效控制。

6新型干法工藝與OG濕法工藝的能耗比較

以某臺120t轉爐為例，分析了同等生產條件下采用新型干法工藝和OG濕法工藝的能耗對比情況，結果如下表所示。

7結論

新型轉爐煤氣干法凈化與回收系統作為一種將轉爐一次煙氣冷卻、凈化并回收的現代化工藝，被證明是有效的、經濟、可靠的，符合國家環保要求。經過OG濕法改造項目統計，將濕法改為干法系統的建設費用回收期為3～4年，故從長遠經濟效益角度考慮，新型干法工藝是行之有效的除塵系統改造路線。