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1、莱钢转炉半干法除尘研究及应用陈 民 魏光瑞 初 健 杨会海 宋在刚(山东钢铁股份有限公司莱芜分公司特钢事业部，山东莱芜 271104)摘 要 介绍了转炉半干法除尘工艺、莱钢特钢事业部 120t转炉半干法除尘工艺流程、主要设备工作原理、并总结 了此系统在实际生产中的利用情况。关键词 半干法蒸发冷却器湿法除尘转炉烟气Research and application of conVerter semi dry process dusting in laiwu iron and steelChen Min Wei Guangllli Chu Jian Yang Huihai Song Zaigang(
2、Shandong Iron and Steel Laiwu branch Special Steel Making Factory ， Shandong Laiwu 27 1 104)Abstract Intmducesconverter semi dry process dusting technology ， Special SteeI Making Factory l 20 tons of converter semi dry dedusting process ， the main equipment principle of work ， and summarizes the u-
3、tilization of this system in praetical production 。Key words semi dry process ； evaporatiVe cooler ； wet dust remoVal ； conVerter fume1 转炉半干法一次除尘系统简介转炉半干法除尘就是采用蒸发冷却技术与湿法除尘相结合的转炉除尘工艺。转炉干法除尘由蒸发冷 却器和干式电除尘两大部分组成，湿法除尘则是转炉炼钢中的传统的 OG除尘工艺。蒸发冷却器由蒸发冷 却、顶部软联接、底部刮板链除尘灰收集三部分组成。在蒸发冷却器中，经过雾化后的水滴以较高的效率将 转炉烟气中约 40 5
4、0的粗颗粒捕集，并在其后 100 瞬间蒸发进入烟气 (约 4 5秒钟时间 )，烟气中的 粗颗粒则降落至蒸发冷却器底部进行收集，此过程不产生污水污泥；汽化烟道与蒸发冷却器之间的软联接 采用干式密封；蒸发冷却器和电除尘收集的粉尘均为干粉尘。莱钢特钢事业部在全国首先投入使用半干法 一次除尘系统，经过八年的成熟使用，其除尘效果、煤气回收具备较多优点，在技术应用上已经逐步得到钢 铁冶金行业的认可，成为转炉炼钢方面的一项崭新的工艺技术。2 半干法除尘系统工艺流程莱钢特钢事业部两座 120 吨氧气顶吹转炉烟气净化与回收系统工艺流程如图 1所示。 其工艺流程为：约 15500C 的转炉烟气在除尘风机的抽引作用
5、下，经过汽化冷却烟道，温度降低到 8500C 1000 进入蒸发冷却器，蒸发冷却器内采用 10支均匀分布的双介质雾化冷却喷嘴，对转炉烟气进行第一 步降温、粗除尘。在此装置中，约有 40 50较大的粉尘颗粒在蒸发冷却器的作用下被去除，粉尘通过链 式输送机、双板阀进入粗灰料仓由汽车外运；蒸发冷却器出口烟气温度降低到 280 400 ，通过环缝式文 氏管、背包脱水器、漩流板脱水器后降温、精除尘、脱水后烟气含尘量稳定降低至约 20mg Nm3左右，烟气温 度降到 40 50 。烟尘进入除尘水后经污水处理系统处理后，除尘泥经汽车外运至烧结厂加工利用，净 化后的烟气通过机后三阀的切换进行回收或放散，合格烟
6、气进入煤气柜利用，不合格烟气通过放散烟囱点 火放散。678图 l 半干法除尘系统流程图 1一转炉：2一活动烟罩；3一汽化烟道；4一蒸发冷却器；5一链式输送机；6一环缝式文氏管；7一背包脱水器； 8一漩流板脱水器； 9一煤气鼓风机3半干法除尘系统主要设备3 1 烟气净化与回收系统 烟气净化与回收系统由活动烟罩、烟道、蒸发冷却器、环缝式文氏管、背包脱水器、漩流板脱水器、除尘风机、机后三阀 (旁通阀、三通阀、水封逆止阀 )、放散烟囱等组成。 3 1 1蒸发冷却器蒸发冷却器系统主要由喷雾系统、设备本体、喷水速率的调节控制三部分组成；其结构为圆筒形，直径 4 米、高 17米左右；内置均匀分布的 10支喷
7、雾装置，前端与汽 化冷却烟道利用软联接密封，末端与烟气出口管道、集尘装置用链式输送机连接，其结构如图 2所示。 转炉冶炼时产生含有大量 cO的高温烟气，蒸发冷却器人口的烟气温度为 850 1000 ，出口温度约为 280 400 左右才能避免高温烟气对管道、刮板机链条等机械设备的烘 烤造成的损伤。为达到此目的，采用 10支双介质喷嘴来调 节最佳水量来降温。双介质喷嘴的水量根据出口温度热电 偶反馈数据计算后随时调整，通人的蒸汽 (或氮气 )使水雾化 成细小的雾状水滴，水滴受烟气加热被蒸发，水滴在汽化过 程中吸收烟气的热量从而降低烟气温度。蒸发冷却器除了冷却烟气外，另一重要作用就是对烟气图 2蒸发
8、冷却器结构图的粗除尘：蒸发冷却器足够大的空间，使进入蒸发冷却器内的烟气速度减缓、经过的时间延长，使烟气在蒸发冷却中有 足够的滞留时间，利于雾化水的和含尘烟气的充分混合，从而利于烟气中的粗颗粒被得到捕集。简言之，蒸 发冷却器能将粗颗粒的烟尘分离出来，它是依靠气流的减速并在进口处以雾状水滴捕捉烟尘来达到除尘的 目的，约占烟气中总灰尘含量 4050的粗灰在蒸发冷却器中被分离出来。3 1 2湿法除尘系统经蒸发冷却器降温、粗除尘后的饱和烟气经管道进入高效环缝式文氏管精除尘，通过调节环缝式文氏 管喉口开度改变烟气流速，加速后的含尘烟气被碗型喷嘴雾化后的水滴迅速捕集，含尘水滴受重力作用下 降落入底部排污水封
9、排出进入污水处理系统，含水的饱和烟气进入漩流板脱水器经脱水除雾除湿后成为含 尘量约 20mg Nm3、温度 40 50 的合格烟气。3 1 3 除尘风机 在此系统内，气体通过除尘风机进行流通，风机通过变频调速达到降低电耗目的。风机机体安装温度、振动等检测仪器，并实现自动化监控，利于对风机故障的预测、提前做出定修媸施。风机安装水冲洗装置，679根据实际运行情况定期对叶轮上的积灰进行冲洗，利予减少风机振动、延长检修周期。3 1 4机后三阀机后三阀 (旁通阀、三通阀、水封逆止阀 )是煤气回收系统最重要的设备之一，主要由三组阀门及其控制 系统组成，旁通阀主要起到紧急放散作用，三通阀主要进行煤气放散和回
10、收间的切换，水封逆止阀起到回收 与可靠切断煤气作用。3 2控制系统整套除尘系统共分三个控制回路：蒸发冷却器的温度、风机调速控制、机后三阀及气体成分控制。 蒸发冷却器的温度控制根据蒸发冷却器烟气出入口烟气温度、流量调节喷水量，确保烟气出口温度在控制范围内。烟气在汽化冷却和除尘装置的流量，由流量控制系统来确定。烟气流量通过烟气流量调节器 的输出信号控制，这种控制通过改变风机的转速来实现，使炉口保持微正压。汽化冷却烟道中的静压力是 决定烟气流量调节的主要参数，另外对烟气流量调节起作用的影响参数是吹氧量和烟气量，在转炉正常作 业中一台计算机负责处理这三个参量并将此作为修正参量输给风机速度调节控制机构，
11、对于在炼钢过程中 进行的加料作业，如矿石或石灰石，或者辅助作业，系统的烟气流量调节系统将根据事先给定的程序作出 反应。机后三阀及气体成分控制为在规定的时间内，根据烟气成分分析确定三通阀、水封逆止阀的动作。当 烟气中 c0含量太子规定值 30、氧气含量小于规定值 2时，水封逆止阀开到回收位，水封逆止阕开到位 后三通阀开到回收状态进行煤气回收。事故状态下或正常回收成份不满足回收要求时，三通阀切换至放散 位，水封逆止阀关闭。4 应用情况从 2005 年 7月莱钢特钢事业部第一套转炉半干法除尘系统投运后，即以其低排放、低故障率、设备 维护简单等特点在生产中得到充分体现。 2008 年 12月 1日，莱
12、钢特钢事业部第二套转炉半干法除尘系 统投用。4 1此系统主要有以下特点1)系统净化后的转炉烟气含尘量约为 20mg Nm3，远低于 钢铁工业污染物排放标准 (DB37 9902008) 标准烟尘 80 mg Nm3的要求，在当今国家对钢铁企业清洁生产、节能减排要求日益严格的情况下， 具有显著的环保效益。2)煤气回收量达 120 Nm3 t钢左右，煤气含尘量经煤气柜缓冲后，出柜煤气含尘量低于 2mg Nm，不必 再经湿式电除尘净化，可直接供用户使用，节能效益显著。3)由于本系统净化后气体含尘量低，风机转子积灰、结垢速度慢、使用寿命长，因此维护工作量小，大大 降低了工人劳动强度，平均三个月对风机转
13、子进行一次积灰清理工作。4)系统无泄爆，设备运行可靠、故障率低，维修、维护简单，故障处理时间短。5)由于 40 50的粗颗粒在除尘前期已经被去除，除尘污水系统所需水量明显降低，水处理系统能 够以较低负荷运行。6)系统能源、设备运行维护费用低，吨钢运行成本仅 3 2元。蒸发冷却器使用转炉自身产生的饱和蒸 汽作为雾化气源，利于稳定除尘运行各种参数要求，可以较大程度地降低炼钢威本。 4 2下一步需改进地方1)蒸发冷却器技术有待改进，以期进一步提高蒸发冷的除尘效率。2)蒸发冷却器喷枪护罩使用寿命短，需进一步进行改造提高使用寿命。3)设计研究喷嘴结构形式，通过提高蒸发冷喷枪水的压力，不再使用氮气或蒸汽介
14、质来对水进行雾化 即可满足使用。4)缩短蒸发冷却器与湿法除尘问的连接管道，减少清理管道积灰增加的劳动强度。6805 结束语莱钢特钢事业部 120t 转炉半干法除尘系统的应用，使转炉烟气净化与回收工艺增加了一套新的系统， 使我们在转炉烟气净化与回收系统向干法除尘系统迈进的过程中，在干法除尘系统电除尘器的泄爆问题未 彻底解决前，半干法除尘系统为钢铁企业转炉烟气净化与回收系统的建设和提高技术装备水平开创了一条 现实可行的新途径，可供同类型企业和正在建设中的钢铁企业参考。参考文献1 张同忠转炉煤气干法除尘技术在我国的应用硅谷， 2009(03)： 1161172 穆艳春转炉煤气湿法除尘系统优化措施山东冶金， 2008(s1)： 138， 1403 周茂林莱钢 120 吨转炉烟气干法除尘工艺技术山东冶金， 2005 ， (05) 4 向晓东现代除尘理论与技术北京：冶金工业出版社， 2002 68l
