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转炉煤气的除尘技术解析

标准集团2018-06-03 15:47:16

转炉煤气干法除尘工艺具有除尘效率高、节水效果好、能源消耗和运行费用低、使用寿命长、维护维修少等优点,特别是在降低新水消耗、能源消耗方面具有显著优势,并可大幅度降低粉尘排放,将转炉煤气含尘量降到15mg/m3以下;同时还可实现污水零排放。含铁粉尘经压块处理后可直接供转炉使用,实现废弃物的资源化回收利用,同时高效回收蒸汽和煤气,减少环境污染。转炉煤气干法除尘工艺已经成为当代转炉冶炼实现高效能源转换的关键技术。


与传统的转炉煤气湿法除尘工艺相比,转炉煤气干法除尘技术节水、节电、环境清洁等优势明显。转炉煤气(1400~1600℃)由烟罩收集后导入汽化冷却烟道,并在进入蒸发冷却器前通过热交换将高温煤气热量回收,使转炉煤气温度降低到1000℃以下,进入蒸发冷却器进行转炉煤气的二次降温和粗除尘;经过蒸发冷却器冷却后的煤气温度降低到210~230℃,再进入到干式静电除尘器中进行精除尘;经过静电除尘器净化的转炉煤气由风机加压后,合格煤气经煤气冷却器再次降温后进入转炉煤气柜中,作为二次能源利用。


目前转炉煤气除尘主要分为干法除尘、半干法除尘和湿法除尘。转炉煤气产生后首先进入汽化冷却烟道,煤气温度由1500℃降至900℃,然后再进入煤气除尘系统。


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常规除尘方式汇总


湿法塔文除尘:

转炉煤气进入喷淋洗涤塔,喷淋洗涤塔通过喷入大量冷却水将煤气温度降至饱和温度(约70℃)并捕集煤气中粗颗粒的粉尘,达到粗除尘的目的。然后转炉煤气送往环缝可调喉口文氏管作进一步的精除尘。在文氏管喉口处喷入的循环水雾化后和煤气中粉尘充分接触,粉尘被润湿,含尘水滴进入弯头脱水器和旋流脱水塔,含尘水滴和煤气分离,实现进一步除尘。环缝可调喉口文氏管除了起到除尘作用,还兼作调节转炉炉口微差压的作用。


湿法二文除尘:

转炉煤气进入溢流文氏管(一文),在溢流文氏管喷入大量冷却水使煤气温度降至饱和温度,同时除去煤气中的粗颗粒的粉尘,再进入重力挡板脱水器脱水。脱水后进入RD矩形文氏管(二文)进行精除尘,含尘水滴在弯头脱水器、旋流脱水器中和煤气进行分离,转炉煤气实现进一步除尘。


干法除尘:

转炉煤气进入蒸发冷却器,经雾化喷嘴喷出水雾将煤气直接冷却到200℃,喷水量根据煤气放热量精确控制,所喷出的水雾完全蒸发;喷水降温的同时对煤气进行了调质处理,使粉尘的比电阻有利于电除尘器的捕集。蒸发冷却器可以捕集煤气中30%左右的粉尘(主要为大颗粒粉尘)。冷却调质后的烟气进入静电除尘器,荷电粉尘在电场力的作用下向集尘极运动并在其上沉积,煤气含尘量进一步降低。净化后的煤气再送往煤气冷却器降温到70℃左右。最后根据煤气中一氧化碳和氧气含量决定对其回收或者放散。


半干法除尘:

转炉煤气进入蒸发冷却器,蒸发冷却器雾化喷嘴喷入的水雾完全蒸发,吸收煤气热量,煤气冷却降温至200℃,然后送往环缝可调喉口文氏管进行精除尘。在文氏管喉口处喷入的循环水雾化后和煤气中粉尘充分接触,粉尘被润湿,含尘水滴进入脱水器和煤气分离,煤气得到进一步除尘。



各种除尘方式的特点分析


干法静电除:

转炉煤气干法静电除尘有以下缺点:爆炸问题和二次扬尘问题。转炉煤气在静电除尘器中满足爆炸的条件:一氧化碳浓度在爆炸范围内;煤气温度为200℃左右,低于一氧化碳在空气中燃点温度;静电除尘器放电过程产生火花。转炉煤气在静电除尘器中存在爆炸危险,因此在静电除尘器两端装有三级卸爆阀,以保证静电除尘器内压力的释放。干法静电除尘系统对工人的运行操作提出了较高的要求。转炉干法静电除尘器通过机械振打清除积尘板上灰尘。由于有振打,会引起二次扬尘,静电除尘器出口粉尘浓度只能达到20~30mg/m3。


半干法除:

转炉煤气半干法除尘是在转炉煤气干法和湿法环缝除尘的基础上产生的,它结合了这两种除尘方式的特点。转炉煤气半干法除尘系统只有一个环缝可调喉口文氏管除尘器,系统阻力和湿法塔文除尘系统相当,高于干法静电除尘系统,但由于半干法除尘系统采用蒸发冷却方式对转炉煤气降温,系统耗水量较湿法塔文除尘系统要低。半干法除尘系统和湿法除尘系统一样,也存在风机叶轮粘灰的问题,因此需要定期清洗叶轮和叶壳灰尘。


湿法除尘:

转炉煤气湿法除尘主要有以下缺点:耗水耗电量较高,风机故障率较高。不论是湿法塔文除尘系统还是湿法二文除尘系统,转炉煤气降温均采用喷淋洗涤降温方式。相对于蒸发冷却降温方式,喷淋洗涤降温方式消耗大量的浊环水,并且需要建立单独的水处理系统,以对浊环水进行处理回收。湿法塔文除尘系统采用环缝可调喉口文氏管除尘器,用水量较湿法二文除尘系统有所减少。

文氏管除尘器属于一种高能耗的湿式除尘器。相比静电除尘器的几百帕阻力,文氏管除尘器阻力为2~5kPa,接近静电除尘器阻力的10倍。湿法二文除尘系统中有两个文氏管除尘器,湿法塔文除尘系统中只有一个环缝可调喉口文氏管除尘器,系统阻力较湿法二文除尘系统要低。但湿法除尘系统和干法静电除尘相比,阻力要高很多,系统引风机耗电量也较干法高。

潮湿的粉尘易粘附于风机叶轮,风机叶轮动静平衡遭到破坏。为避免风机叶轮粘灰,需要定期拆开风机壳体用高压水冲洗风机叶轮及风机内壳。



对比分析

干法和半干法除尘采用蒸发冷却方式,湿法除尘采用喷淋冷却方式,因此湿法除尘系统除尘降温耗水量较干法和半干法系统高,另外,湿法除尘系统除了除尘降温耗水之外,还需要对脱水弯头、旋风脱水器以及风机叶片等处进行喷水清洗,因此湿法除尘系统总耗水量较干法除尘系统高很多。


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