轉爐煤氣干法除塵技術在國內鋼廠的應用
隨著氧氣轉爐煉鋼生產的發展及煉鋼工藝的日趨完善，相應的除塵技術也在不斷地發展完善。目前，氧氣轉爐煉鋼的凈化回收主要有兩種方法，一種是煤氣濕法(ＯＧ法)凈化回收系統，一種是煤氣干法(ＬＴ法)凈化回收系統。
日本新日鐵和川崎公司于60年代聯合開發研制成功ＯＧ法轉爐煤氣凈化回收技術。ＯＧ法系統主要由煙氣冷卻、凈化、煤氣回收和污水處理等部分組成，煙氣經冷卻煙道后進入煙氣凈化系統。煙氣凈化系統包括兩級文氏管、脫水器和水霧分離器，煙氣經噴水處理后，除去煙氣中的煙塵，帶煙塵的污水經分離、濃縮、脫水等處理，污泥送燒結廠作為燒結原料，凈化后的煤氣被回收利用。系統全過程采用濕法處理，該技術的缺點：一是處理后的煤氣含塵量較高，達100ｍｇ/Ｎｍ3以上，要利用此煤氣，需在后部設置濕法電除塵器進行精除塵，將其含塵濃度降至10ｍｇ/Ｎｍ3以下；二是系統存在二次污染，其污水需進行處理；三是系統阻損大，能耗大，占地面積大，環保治理及管理難度較大。
鑒于以上情況，德國魯奇公司和蒂森鋼廠在60年代末聯合開發了轉爐煤氣干法(ＬＴ法)除塵技術。干法(ＬＴ法)除塵系統主要由蒸發冷卻器、靜電除塵器和煤氣冷卻器組成。與ＯＧ法相比，ＬＴ法的主要優點是：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；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。因此，干法除塵技術比濕法除塵技術有更高的經濟效益和環境效益。
轉爐煤氣干法除塵技術在國際上已被認定為今后的發展方向，它可以部分或完全補償轉爐煉鋼過程的全部能耗，有望實現轉爐無能耗煉鋼的目標。另外，從更加嚴格的環保和節能要求看，由于濕法凈化回收系統存在著能耗高、二次污染的缺點，它將隨著時代的發展而逐漸被轉爐煤氣干法除塵系統取代，這是冶金工業可持續發展的要求。該技術已獲得世界各國的普遍重視和采用，到目前為止，轉爐煤氣干法除塵技術在德國、奧地利、韓國、澳大利亞、法國、盧森堡等國得到了應用，與此同時，美、英、日也開始采用該技術，應用總數已達40套以上。
自1994年上海寶鋼第一次全套引進國外轉爐煤氣干法除塵系統起，我國就開始了對該技術的全面研究工作，并已將其列為“十五”計劃中重點開發推廣技術項目。寶鋼引進的兩套250ｔ轉爐煤氣干法除塵系統于1997年投運。西安重型機械研究所在跟蹤和研究該技術的基礎上，于2001年10月對其進行了改造。這是國內第一次對該技術的深入研究。繼此之后，山東萊蕪鋼鐵公司2003年8月與德國魯奇公司及西安重型機械研究所合作，共同建成了三套120ｔ轉爐煤氣干法除塵系統，其主要設備是由西安重型機械研究所供貨和安裝的，2004年7月2日第一套干法除塵系統投運，第二、三套干法除塵系統相繼于2004年8月 29日、2005年1月2日投運。目前三套干法除塵系統運行良好，而且均已通過驗收。繼萊鋼之后，包鋼煉鋼廠于2005年與德國魯奇公司及西安重型機械研究所合作，為100ｔ轉爐移地改造建成了兩套100ｔ轉爐煤氣干法除塵系統，于2005年底兩套全部順利投運。目前，西安重型機械研究所正在安裝太鋼新建 150ｔ不銹鋼兩套轉爐煤氣干法除塵系統。
轉爐煤氣干法除塵技術
簡介轉爐煤氣干法除塵系統工藝流程為：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)，使溫度降至800～1200℃后進入蒸發冷卻器。蒸發冷卻器內有若干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輸入粗灰料倉。經冷卻、粗除塵和調質后的煙氣進入圓筒形靜電除塵器，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、底部鏈式輸送機和細灰輸送裝置排到細煙塵倉。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，氧含量>2%的煤氣通過火炬裝置放散。整套系統采用自動控制，與轉爐的控制相結合。
轉爐煤氣干法除塵系統主要構成及技術特點
1 蒸發冷卻器
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，采用若干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，占煙氣中總灰塵含量約40%的粗灰也在蒸發冷卻器中進行收集。
2 靜電除塵器
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40～55ｇ/Ｎｍ3，而除塵器出口的排放濃度要求小于10ｍｇ/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ＺＴ24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良好的安全防爆性能。由于轉爐煤氣屬于易燃易爆介質，對設備的強度、密封性及安全泄爆性提出了很高的要求。該除塵設備采用了抗壓的圓筒外形，而且在錐形進出口各裝有可靠的泄爆裝置，從而保證了除塵器長期運行的安全可靠性。③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。④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。
3 煤氣冷卻器
煤氣冷卻器在靜電除塵器后主要起洗滌降溫作用，把經過靜電除塵器除塵的合格煙氣(150～200℃)降溫到70～80℃后排入煤氣柜。煤氣冷卻器內上部裝有兩層噴水系統，合格煙氣從煤氣冷卻器下部進入頂部排出，從而達到降溫作用。
4 控制系統
ＬＴ控制系統共分三個控制回路：蒸發冷卻器的溫度控制、風機流量控制、切換站氣體成分控制。整個控制系統的關鍵是靜電除塵器的控制，其性能特點是根據吹煉、停吹、振打等三種工作狀態，進行火花跟蹤控制、間歇供電、反電暈檢測、峰值跟蹤控制并提供各種保護功能。按設定好的程序對電壓和電流進行調節，以發揮最大的電流效率，確保安全生產。
蒸發冷卻器的溫度控制根據出入口煙氣溫度、流量調節噴水量，確保煙氣出口溫度在控制范圍內。煙氣在汽化冷卻和除塵裝置中的流量由流量控制系統確定。煙氣流量可通過煙氣流量調節器的輸出信號控制，這種控制可通過改變風機的轉速來實現，使爐口保持微正壓。汽化冷卻煙道中的靜壓力是決定煙氣流量調節的主要參數，另外對煙氣流量調節起作用的影響參數是吹氧量和煙氣量，在轉爐正常作業中，1臺計算機負責處理這三個參量并將此作為修正參量輸給風機速度調節控制機構。對于在煉鋼過程中進行的加料作業，如礦石或石灰石，或者輔助作業，ＬＴ系統的煙氣流量調節系統將根據給定的程序做出反應。
切換站氣體成分控制是在規定的時間內根據煙氣成分分析確定切換站的動作。當煙氣中ＣＯ含量大于規定值30%、氧氣含量小于規定值2%時，回收煙氣閥打開。煙道轉換所用閥門配有調節元件，流線型通道形狀調整膜，便于在煙氣切換時平衡系統的壓力，防止在轉爐口煙氣捕集點發生喘振現象。
轉爐煤氣干法除塵系統自動化控制范圍從汽化冷卻煙道開始到煤氣冷卻器結束，設一級基礎自動化，與轉爐本體、汽包等自動化系統進行聯網通訊，組成以太網光纖環網。其自動化控制水平高，具有自適應功能的控制軟件，使得干法除塵系統的運行更加符合煉鋼工藝的實際變化情況。
轉爐煤氣干法除塵技術主要設備國產化后的使用情況
西安重型機械研究所在改造寶鋼兩套引進設備的基礎上，于2003年與德國魯奇公司合作，首次為我國山東萊蕪鋼鐵公司建成了三套120ｔ轉爐煤氣干法(ＬＴ法)除塵系統。三套系統投運一年多以來，系統運行穩定，除塵效率高，運行費用低。至今三套干法除塵系統均已通過了驗收。生產實踐表明，三套干法除塵系統凈化后的煙氣含塵量考核值平均在6.6ｍｇ/ｍ3；風機使用壽命長，維護工作量小。噸鋼用水量約為0.05ｍ3，是濕式系統的1/5左右，整個系統沒有污水外排，利于環保。干法除塵系統阻力約為7500Ｐａ，噸鋼耗電量為3.05ｋＷ·ｈ，較濕式系統噸鋼節電3.72ｋＷ·ｈ。系統自動化程度高，煤氣回收時切換速度快，噸鋼可回收熱值8360ｋＪ/ｍ3、煤氣91.4ｍ3。同時，由于粉塵含量低，煤氣質量高，為煤氣并網帶來了延伸效益，可以省去并網前的精除塵并消除對管網的傷害。
轉爐煤氣干法除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，該系統在我國的推廣和應用，加快了它的全面國產化進程。
使用微信“掃一掃”功能添加“谷騰環保網”
