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1、宝钢转炉烟气二次除尘技术研发与进步来源：环境工程 更新时间：7-28 15:51 作者: 王永忠，徐德良，王彦宁 摘要：随着现代炼钢技术的提高和转炉兑铁速度的加快，特别是在加入含有碳氢化合物杂质的低质废钢时，将产生大量的阵发性烟气并在炉口上方燃烧、引起烟气温度的急剧上升和体积膨胀，导致传统的转炉集尘罩二次烟气捕集能力下降，从而使环境状况不断恶劣。一种由宝钢集团 BSEE 研发的转炉烟气二次除尘综合处理技术能够消除这些问题。美键词：转炉烟气, 二坎除尘 , 厂房气楼除尘转炉炼钢过程主要包括：装料(兑铁和加废钢) 、吹炼、出钢等三个阶段，转炉在每个阶段均有大量烟气产生。转炉烟气一次除尘：由于转炉在
2、吹炼期产生的高温含尘气体中含有大量的一氧化碳有害气体，早期，人们仅对转炉在吹炼期产生的高温含尘气体进行处理，即采用燃烧方法将转炉煤气先燃烧后除尘的治理方法。随着人们节能环保意识的提高，普遍改用了未燃烧方法将转炉煤气先除尘后回收的治理方法。转炉烟气二次除尘：由于一次除尘装置不能处理转炉在其他阶段产生的烟气污染，由此诞生了转炉烟气二次除尘装置，采用转炉密闭形式的集尘罩捕集转炉生产过程中所有阶段的烟气，包括转炉吹炼时从一次除尘烟罩罩口逸出的部分烟气等。厂房气楼除尘(又称三次除尘 )：当转炉兑铁速度加快，特别是在加入含有碳氢化合物杂质的低质廉价废钢时，将产生大量的阵发性烟气并在炉口上方燃烧、引起烟气温
3、度的急剧上升和体积的膨胀，导致传统的转炉集尘罩二次烟气捕集能力下降，从而使环境状况不断恶化；另外，当转炉兑铁结束时，铁水包内剩余的铁水将进行新一轮的氧化反应，从而又一次产生较大量的烟气并通过厂房通风气楼排人大气，而转炉二次除尘却无法捕集到这部分烟气。采用 BSEE 专利的厂房气楼除尘(三次除尘)装置并优化二次除尘设计，能够消除上述环境污染问题，并在宝钢股份的多个转炉分厂得到成功应用。最近，在宝钢股份建设工程设计统一技术规定环保篇(试行版 )中提出：转炉厂房应设置二次除尘和气楼除尘系统。1 质废钢对转炉二次除尘的影响2 转炉烟气二次除尘综合处理技术2.1 转炉烟尘特点和二次除尘基本要求2.2 烟
4、能力和效果2.3 发厂房气楼(三次) 除尘辅助二次除尘3 环保与节能分析4 结语宝钢独创“三次除尘”技术2009 年 07 月 08 日 11:49 来源： 推荐朋友打印本稿联通引入 iphone 中石化半年净利同比飙升超 3 倍 净利润 331.9 亿元 铁路装车量连续 7 月增长 表明工业生产稳步回升 楼市股市为何总有惊人之语？学者是否在误导民众 专家称 IP 地址已快用光 网络拥堵两年后恐成常态 国内成品油价上调几成定局 涨幅引起业界的争议 中石化 :如果月底不上调成品油价 炼油必将会亏损 农夫山泉陷信任危机曾弥散在宝钢股份炼钢厂二炼钢转炉区域上空的浓烟，半年前已消失得无影无踪。这缘于去
5、年底，工程技术公司研发团队研发的一项独有技术厂房气楼（三次）除尘装置的成功投运。不久前，该成果在上海市第 22 届发明选拔赛上获得了金奖。两年前，居住在宝钢股份本部厂区周边的居民向有关部门反映，二炼钢转炉生产过程中产生的烟气影响了他们的生活质量。对此，集团公司领导极为重视，要求必须在短时间内尽全力消除转炉生产冒烟现象。工程技术公司中标这一项目后，立即组成了由教授级高工王永忠领衔的研发团队，开展现场考察、方案论证、技术创新等前期工作。最终，独创了“三次除尘”技术。该技术在二次除尘的基础上，针对转炉炼钢兑铁发生的烟气特性，合理计算除尘排烟量，并运用流体力学原理对炉前装置进行优化设计，能从根本上解决
6、传统转炉生产冒烟现象。目前，该改造项目已通过了国家环保总局等相关部门的环境监测和竣工验收。除成功解决转炉区域生产冒烟现象，“三次除尘”专利技术还具有多项功效：环境保护方面，每平方米不到 20 毫克的粉尘排放浓度，远远低于国家相关指标；兑铁产生的外溢烟气被有效捕捉收集后，明显改善了生产现场的空气质量。节能与经济成效方面，该装置不仅具有智能用电功能，能减少多道耗电环节，还加快了兑铁及炼钢节奏，提高了生产效率。值得一提的是，“三次除尘” 装置设备的国产化率达到了 100。据了解，这项专利技术已在不锈钢事业部、中厚板分公司等成功应用。目前，国内多家钢企也表达了采用这项新技术的意愿。（责任编辑：syst
7、em）转炉烟气半干法除尘工艺2009/7/28/13:30 来源：冶金动力2007 (3) 作者：刘晨、裴丽苗、宋会江 摘要：介绍了一项中国发明专利-转炉烟气半干法除尘工艺,它特别适合现有湿法除尘系统的改造,能同时实现环保排放与节能、减少污水污泥处理量、延长风机维修周期,转炉改造时间短,改造时可以大幅减少投资和停炉时间. 我国目前有 550 多座转炉，其中有 10 多座转炉采用干法除尘，其余均采用湿法。无论湿法、干法均不同程度存在高排放、高耗能、高耗水、维修量大等多方面的问题。为此上海外高桥喷雾系统公司申请了一项更适合于目前国情的转炉烟气半干法除尘工艺，于 2006 年 9 月获得了中国发明专
8、利授权。转炉烟气半干法除尘与干法除尘、湿法除尘的部分性能指标对比如下：除尘方法 半干法 干法 湿法粉尘浓度，mgNm3 小于 10 10100 100风机电耗 小于 50 小于 50 100循环水量 小于 50 小于 50 100维修量 小于 50 小于 50 100 目前该工艺的半干式蒸发冷却塔技术已经用于我国 10 多座转炉的改造或新建项目中，其显著的环保、节能、节水、减少维修量、增产降成本、大幅减少建设投资、占地面积和缩短改造时间的积极效果已经被越来越多的用户所证实和认同。1、半干式高效喷雾冷却除尘塔转炉烟气经汽化冷却烟道冷却后的温度通常在 8001000，干法采用蒸发冷却塔、湿法采用一
9、文进行冷却。本工艺采用单个、或多个空心的半干式高效喷雾冷却除尘塔进行冷却，也就是采用干法的蒸发冷却技术；不同的是除尘仍采用喷雾除尘，所产生的污水仍利用水冲的方式处理。实际应用结果表明，用半干式高效喷雾冷却除尘塔替代传统的一文最显著的效果是系统阻力降低了 90，从 35 千帕降低到约 300 帕，这一效果可以从以下几个方面进行发挥利用：环保：仅将一文改造为塔时，可以将省下的压差加到二文，从而使排放烟气粉尘浓度降低到 100 或 50 毫克标立米以下（取决于风机能力），也就是重新分配系统阻力；提高设备能力：可以以非常低的投入解决转炉扩容、扩装和提高供氧强度引起的风机能力不足、烟囱和炉口冒烟问题，提
10、高系统的处理能力；节能：如果粉尘浓度已经达标，则可以降低风机转速，仅将一文改造为塔就可以节电约 12kWht 钢；节水：循环水量最少降低 50，甚至采用干收灰后不再有循环水，解决了水处理能力不足、水质差、水处理运行费用高等问题。2、湿式电除尘转炉烟气的精除尘目前干法采用干式静电除尘器，存在的主要问题：一是粉尘含量不能稳定控制在设计的 10 毫克标立米以下；二是阳极板阴极线使用时间长容易腐蚀、变形、结垢，维修量特别大；三是电除尘器必须采用可靠的防爆炸措湿法主要存在问题：一是排放浓度高，回收的煤气需要在使用前再采用湿式电除尘器进行精除尘后才能保证正常使用；二是所需要压差特别大，系统耗能高；三是循环
11、水量特别大。本工艺采用湿式电除尘器（卧式、或立式）进行精除尘，主要优点：出口温度低，回收的煤气无需再像干法那样进行冷却就可以直接进煤气柜；净化效果最好，可以确保粉尘浓度低于 10 毫克标立米或更低；吨钢节能 50（4kWht 钢），与干法相同；比两文湿法减少 5090循环水，基本上没有循环水，仅用少量循环水进行设备清洗；用水冲洗电极还可以消除干法的二次扬尘和电极板阴极线积灰等难题。3、炉口喷雾 转炉炉口和活动烟罩之间的微差压最佳值为10 帕，也就是希望系统既不要往外冒烟，同时又要尽量减少系统吸入的空气量提高煤气热值。目前干法采用一次风机交流变频调速、湿法则采用调节二文喉口压差的方式进行炉口微差
12、压控制。有相当部分转炉实际微差压没有自动控制或控制得不好，造成大量烟气外溢，或吸入的空气量多，导致煤气 CO 含量降低、系统处理的烟气量剧增。同时还相当普遍存在炉口粘渣、烟罩漏水、维修量大等问题。本工艺采用炉口喷雾系统对微差压进行补充控制，主要作用：当炉口压力偏高时，可起到除尘和降温的作用；当炉口压力偏低时可起到软密封作用，减少吸入的空气引起一氧化碳燃烧、粉尘颗粒细化和降温的作用；同时可以冷却烟罩、炉口设备，减少粘渣和漏水；该系统还可以扩大应用于兑铁水、加废钢和出钢时的二次除尘，从而可以替代或降低二次除尘系统的处理量。由于采用雾化好的喷嘴，不会有机械水引起爆炸的潜在危险。4、风机交流变频调速采
13、用湿式电除尘后，由于没有湿法的二文调压功能；同时也因为转炉冶炼周期内烟气流量变化幅度大，因此为了保证炉口微差压和节能，风机必须采用交流变频调速；也可以采用其它调压方式维持炉口微差压。5、水冲灰与污水处理由喷雾冷却除尘和湿式电除尘除下来的粉尘，部分或全部用原有系统连续或间歇喷水冲洗的方式，冲洗并输送到污水沉淀池，进行污泥分离和污水处理，处理后的水循环使用，并定期补充少量工业水。6、喷枪雾化气体本工艺蒸发冷却所用的同一气体雾化喷嘴所需的雾化介质可以用过热蒸汽或饱和蒸汽，也可以用氮气。两者之间设有自动切换机构，系统可以依据钢厂生产条件优先采用蒸汽，或氮气雾化。国内生产实际表明，在蒸汽富余放散的情况下
14、应该优先选用蒸汽雾化；而如果蒸汽已经被充分利用没有富余，则用氮气雾化更经济，其运行费用仅为用蒸汽雾化的 30以下。7、半干法减少循环水量的机理众所周知，直接喷水进行烟气冷却有两种不同的冷却机理：一是所谓的饱和冷却，也就是通过水升温来吸收烟气的热量实现烟气的冷却，理论上每千克水的吸热量仅 50 千卡。二是蒸发冷却，也就是利用水蒸发的潜热吸收烟气的热量实现烟气的冷却，理论上每千克水的蒸发潜热量为 500 多千卡，恰好是饱和冷却的 10 倍，因而冷却同样的烟气所需的水流量就是饱和冷却的 110。与干法一样，半干法也是应用蒸发冷却机理，因此不仅循环水流量可以大幅减少，并且对水温没有要求，甚至可以直接用
15、循环热水。8、半干法节能和提高系统能力的机理半干法除尘工艺的系统总阻力与干法相同，仅有 68 千帕；相比较的是湿法的系统总阻力在 2228 千帕。对其节能和提高系统处理能力的机理分析如下：NQH102（1）式中：N一次风机功率；Q工况风量；H风机全压；风机综合效率。假定工况风量和风机综合效率不变，可以推导出公式（2），该式表明系统总阻力减少的比例等于风机所需的功率减少的百分比。NN1HH1（2）式中：N改造前、后风机所需功率的差值70；N1改造前风机所需功率；H改造前、后风机所需阻力的差值1518 千帕；H1改造前系统总阻力。同样，假定风机功率、综合效率不变，可以推导出公式（3），该式表明风机
16、能处理的风量变化与系统阻力的变化成反比，因而采用半干法可以显著提高系统的处理能力。一般地如果仅改造一文，其它设备不改，则可以相应提高风机处理风量 1520；如果采用湿式电除尘器，可以考虑利用原来的风机；最好是更换全压约在 8 千帕的新风机更经济。QQ1H1H（3） 结论已经获得中国发明专利权的转炉烟气半干法除尘工艺适合于新建转炉项目，特别适合于现有转炉湿法除尘系统的改造。其最主要的特点是：1改造时间短：实际改造所需的停炉时间已经达到了最短 5 天；2大部分现用的工艺技术、设备可以直接利用，比引进技术、设备可以大幅减少投资；3可以解决引进工艺技术、设备存在的部分问题，比如饱和喷淋冷却塔技术循环水流量过大。可以预期，该工艺技术的进一步推广
