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【科塵】濕式電除塵器在轉爐濕法除塵系統改造中的應用

人氣:469 發表時間:2019-08-12 【


2019-08-1215:38:40

  針對目前國內大多數轉爐仍采用濕法除塵系統法回收轉爐煤氣的現狀,分析了其除塵機理,提出了在現有的濕法除塵系統中嵌入濕式電除塵器的改造方案,解決了原有濕法除塵系統進一步提高除塵效率與能耗之間的矛盾,實現轉爐一次煙氣的超潔凈排放。


  一、引言


  鋼鐵企業自本世紀初期十年的發展后,已形成了年產約10億噸鋼的龐大規模,根據初步的統計,全國重點大中型鋼鐵企業的轉爐765座(14年統計),而其中約2/3數量的轉爐一次除塵采用的是濕法(OG法)進行除塵,其中絕大部分不能達到新的排放要求,面臨改造。


  干法(LT系統)凈化回收系統屬于新一代的除塵技術,因其節水、節電、省地、回收煤氣量大、除塵效率高等優點被鋼鐵企業所接受;自08年至今,鋼廠新建項目基本上采用的都是干法除塵工藝;盡管濕法除塵系統改干法,具有較大的技術優勢,但實施過程中已建廠房存在廠房內部改造空間受限、廠房外占地不足的問題,使得濕法系統改干法存在困難。為解決上述難題,基于轉爐一次煙氣凈化用的濕式電除塵器孕育而生。轉爐一次煙氣用濕式電除塵器能集成到現有的濕法除塵系統中,能最大限度的利用現有的系統,優化系統配置,提高除塵效率,實現轉爐煙氣的超潔凈排放。


  二、轉爐一次煙氣用濕式電除塵器的工藝配置


  常見的轉爐OG系統濕法除塵,多采用粗除塵(溢流文氏管、洗滌塔)、精除塵(可調喉口文氏管、RSW環縫)及脫水器串聯的方式運行。轉爐吹煉過程中產生的高溫含塵煙氣,經汽化冷卻煙道初步冷卻,進人濕法除塵系統進行降溫除塵,降溫后的飽和煙氣進入煤氣風機,經三通閥,滿足煤氣回收條件的被回收利用,不滿足回收條件的被放散排人大氣中,其具體流程圖,見圖1。


  三、轉爐濕法除塵系統的除塵機理及能耗分析


  如上文所講,轉爐濕法除塵老OG系統主要采用雙文氏管除塵,即溢流文氏管和調徑文氏管。喉口直徑一定的溢流文氏管主要起降溫和粗除塵作用。經汽化冷卻煙道,煙氣冷卻至800-1000℃,通過溢流文氏管時能迅速冷卻到70-80℃,并使煙塵凝聚,通過擴張段和脫水器將煙氣中粗粒煙塵除去,除塵效率為90%-95%。當喉口速度為40-60m/s,出口煙氣速度為15-20m/s時,一文阻力損失在3-5kPa。調徑文氏管在喉口部位裝有調節機構,主要用于精除塵。吹煉過程中煙氣量變化很大,為了保持喉口煙氣速度不變以穩定除塵效率,要能隨煙氣量變化相應增大或縮小喉口斷面面積,保持喉口處煙氣速度一定;還可以通過調節風機的抽氣量控制爐口微壓差,確?;厥彰簹赓|量。調徑文氏管收縮段的進口煙氣速度為15~20/s;二文阻損一般為10~12kPa。雙文除塵結構,因技術上的限制,存在阻力大,排放濃度高的問題。相對而言,高效洗滌塔與環縫文氏管搭配的塔文結構,系統阻力低;環縫文氏管調節范圍大,布水均勻,凈化效果好,可將排放濃度降到50mg/m3;然而當需要進一步提高塔文結構的除塵效率時,無論是雙文結構還是塔文結構,實現起來都非常困難。根據已有的轉爐粉塵粒徑的分析,約30%的粉塵粒徑都在5um以下,如果利用單級文氏管去除這些粉塵,需要極高的能耗。圖2給出了5um以下的粉塵粒徑除塵效率與文氏管壓力損失的關系,可以看出,當除塵效率大于99%時,單級環縫文氏管對應的阻力接近15kPa,耗能相當大。


  四、轉爐一次煙氣濕法除塵系統改造中的濕式電除塵器方案


  近年來,鋼鐵工業節能減排指標大幅改善,但由于總體規模大,導致能耗總量高、污染物排放總量大,特別是一些鋼鐵產能主要聚集區,污染排放已經超出了環境承載能力??梢灶A見的是,在這些地區,需要推進先進清潔生產技術改造,進一步提升節能減排水平。


  如前文所述,利用文氏管精除塵實現煙氣的超潔凈排放,能耗高,如果想進一步提高除塵效率,單級文氏管的壓損需要增加到20kPa甚至更高,能耗過大。因此在爐一次煙氣濕法除塵系統改造中,可以采用在原有濕法系統上串聯一級濕式電除塵器,利用靜電吸附的原理實現對小粒徑粉塵的去除,其工藝流程圖見圖3。


  與常規高壓靜電除塵器一樣,轉爐一次煙氣改造用的濕式電除塵器耗能少,除塵效率高,適用于去除0.01~50um的粉塵;由于采用了沖洗清灰,可避免出現干法靜電除塵清灰中的二次揚塵現象,極大的提高了除塵效率及除塵的穩定性。將濕式電除塵器嵌入到已有的濕法系統中,在不改變原有系統的基礎上,可以實現轉爐一次煙氣的超潔凈排放(10mg/m3),而設備本身占地少,投資費用低,設備組合靈活便利,是轉爐濕法除塵系統改造的選擇方向之一。在運行費用上,根據配置的不同,費用在0.5~1元/噸鋼。


  5、結語


  隨著國家對鋼鐵企業排放要求進一步提高,濕式電除塵器在煙氣化中的作用將愈加明顯,除了可以將濕式電除塵器嵌入現有的濕法除塵系統中外,轉爐一次煙氣改造還可以采用新OG+濕電和LT系統+濕電的模式,從而實現轉爐一次煙氣的超潔凈排放。


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