1、1转炉炼钢中干法除尘技术研究摘要：阐述干法除尘技术在转炉炼钢厂的应用，对干法除尘系统使用过程中出现的问题进行总结分析，为该项工艺技术的进一步的研究与改进积累经验及提供依据。 关键词：干法除尘 蒸发冷却器 电除尘器 爆炸极限 引言 与传统湿法除尘 OG 法相比，干法除尘具有能耗低、排放低、运行成本低、占地少、粉尘回收处理简单、现场管理条件优越等优势，近年来随着钢铁企业的节能环保压力逐渐加大以及该项工艺技术不断完善和趋于成熟，愈来愈多的转炉炼钢开始采用干法除尘。 一、转炉干法除尘工艺介绍 约 1600的转炉烟气在 ID 风机的牵引作用下，经过烟气冷却系统(活动烟罩、汽化冷却烟道)，使温度降至 80
2、01000后进入蒸发冷却器。蒸发冷却器内配备 10 只双介质雾化冷却喷嘴，对烟气进行降温、调质、粗除尘，烟气温度降低到 250270，同时约 40%烟气中的粉尘在蒸发冷却器雾化水的作用下被捕获，形成的粗颗粒粉尘通过链式输送机输入粗灰储灰仓；经冷却、粗除尘和调质后的烟气通过除尘管道进入圆筒形静电除尘器，烟气经静电除尘器除尘后含尘量降至 10mg/m3 以下。1.蒸发冷却器 2转炉冶炼过程中，含有大量的高温烟气经冷却后才能满足干法除尘系统的运行条件。蒸发冷却器入口的烟气温度为 8001000，出口温度约为 270才能达到静电除尘器的条件。为此，采用了 10 只双流喷嘴调节最佳水量降温。双流喷嘴的水
3、量根据进入蒸发冷却器的转炉烟气进、出口温度及流量随时调整。通入的蒸汽将水雾化成微小的水滴，水滴受烟气加热被蒸发汽化，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功能外，还可依靠气流的减速以及进口处水滴对烟尘的润湿将粗颗粒的烟尘分离出去，达到除尘的目的。粉尘聚积在蒸发冷却器底部由链式输送机输出。 2.静电除尘器 静电除尘器有一个圆筒形的钢板外壳，壳体外表面带有隔热装置，设计有 4 个独立的电场，平行布置。与除尘器的外壳相连接的阳极板之间形成通道，需净化的烟气流经这些通道，在集尘电极板框架间装有与高压供电系统连接的电极（阴极） ，由绝缘支架支撑。工作电压 67kV，峰值电
4、压 111kV， 由此产生的电晕，将导致形成带负电荷的气体离子，在放电电极和集尘电极之间的电场作用下，细小的粉尘颗粒由于受到气体离子的作用带上负电，在电场作用下在集尘阳极板上堆集。积聚在集尘电极上的细颗粒粉尘通过振打脱尘系统，掉落在静电除尘器底部，由扇形刮灰装置收集到电除尘器底部的链式输灰机中。 3.轴流风机 在干法除尘系统内，烟气依靠轴流风机提供驱动力，是整个干法除3尘系统的动力源。该种风机具备效率高、气流为线型的优点。与电除尘器配合，引导并驱动转炉烟气呈柱塞形流动。 4.切换站 主要由两个严密密封的具有调节性能的钟型阀组成，负责在放散烟囱和煤气柜之间进行快速切换，以达到回收尽可能多的转炉煤
5、气的目的；另外，为避免开关转换不会导致烟气压力的突然变化，在转炉烟气捕集段产生干扰性的烟气喘振现象，阀门关闭时必须在转换的终点位置完全密封，为此干法系统的钟型阀配有液压装置，与调节控制装置协同保证在排放烟囱和煤气柜之间阀门快速切换，阀门切换时间控制在 3 秒时间范围内。 5.煤气冷却器 煤气冷却器在静电除尘器后主要起洗涤降温作用，把经过静电除尘器除尘的合格的回收烟气(150200)降温到低于 70后送入煤气柜，并进一步除尘以减少回收至煤气柜的煤气含尘量。煤气冷却器内上部装有两层喷水系统，合格烟气从煤气冷却器下部进入顶部排出，从而达到降温作用及进一步净化回收的煤气功能。 6.控制系统 干法除尘控
6、制系统主要包括以下控制系统：静电除尘器的控制、蒸发冷却器的温度控制、风机转速控制及切换站控制。 整个控制系统的关键是静电除尘器的控制，其性能特点是根据转炉冶炼周期不同工作状态，进行火花跟踪控制、间歇供电、反电晕检测、峰值跟踪控制并提供各种保护功能。按预先设置的参数控制电场电压和4电流，以发挥电除尘器除尘效率，确保安全生产； 蒸发冷却器水量控制是以控制出口烟气温度为核心，通过 PID 算法控制喷嘴蒸汽阀和水阀，来调节喷嘴的蒸汽及水用量，确保在保证进入蒸发冷却器的水完全蒸发的前提下，尽可能加大用水量，提高转炉烟气湿度，这样可以控制输灰系统不至积水并能沉积尽可能多的粉尘，减轻电除尘本体的除尘压力，而
7、且湿度适当的烟气在电除尘器中更加容易被电场吸附并去除。 风机转速控制：在不同的转炉冶期时期，烟气量各不相同。烟气流量根据转炉的状态，按照预先设定好的风机参数?通过改变风机的转速来实现。其中对烟气流量调节起主要作用的影响参数是吹氧量和烟气量，对于在炼钢过程中进行的加料作业，如球团料或造渣的石灰，DDS 系统中的烟气流量调节系统将根据预先设定的程序做出相应的反应。此外转炉的烟罩的位置和是否启用微差压控制也能影响风机的转速，但软件中该部分调节风机转速范围较窄。 二、干法除尘系统故障分析 1.混气提枪 通常干法除尘系统设有在线气体分析装置用于系统内气体成分的在线分析，控制转炉氧枪吹炼。以此避免系统中出
8、现 H2、CO 和 O2 在爆炸极限内混和。尤其要注意的是，H2、CO 组成的混和气体爆炸极限较单一的 H2 或 CO 更为宽广，其爆炸下限有明限降低。这样转炉吹炼的条件要综合考虑最差状态下 H2 与 CO 混合烟气的爆炸极限。 2.输灰机堵灰 5蒸发冷却器、电除尘器输灰链堵灰，尤其蒸发冷却器输灰机极易堵灰，主要是：由于蒸发冷却器温度控制不好，喷水量大，造成粗灰潮湿。蒸发冷却器入口处的双流喷嘴的工作状态将直接影响到水量的调节，在生产中经常出现喷嘴堵塞导致冷却水不能完全蒸发以及在控制蒸发冷却器出口烟气温度恒定的要求下只能加大用水量，使得蒸发冷却器的粗灰潮湿。蒸发冷却器双流喷嘴阻塞或磨损，不能很好
9、地将蒸发冷却器的用水雾化，一部分水滴落在蒸发冷器底部，这样导致输灰链箱体及下料管积灰潮湿而堵灰。 3.除尘器泄爆 转炉干法除尘在生产过程中可能产生燃爆，为避免严重的安全事故，必须防止在电除尘器内产生大的泄爆。 在转炉吹炼前如使用先加铁水后加废钢的加料工艺或吹炼过程中加入的石灰、球团等辅助材料潮湿，尤其是在南方潮湿多雨的地区，易导致以下反应： 铁水中的碳将与废钢中所含水反应产生大量可燃性气体 H2 和 CO，该部分气体进入电除尘器后与原先驻留的 O2 混和，极易产生大的泄爆。 4.高压绝缘套管破损 在运行过程中，电除尘器的绝缘件由于安装或自身质量问题会出现破损，另外在转炉长时间停炉不开启加热器的
10、情况下，不经预热将电除尘器立即投入运行也会导致高压绝缘套管破损、碎裂。 高压绝缘套管作为极线框架的支撑结构，破损将会导致阴极极线框架倾斜、变形，甚至与阳极极板相碰致使电除尘器的高压电场不能正常6工作，因此必须定期检查及发现损坏的需及时更换。 5.电场极线极板变形 在运行中发现极板易变形，主要是由于电场内部规模较大的泄爆产生的冲击力引起的极线框架和极板变形。除此之外，由于蒸发冷却器温度控制不稳定、以及由于电除尘器壳体漏风造成内部燃烧，引起电除尘内部结构件局部高温导致变形。 三、结束语 作为传统高能耗、重污染的钢铁行业，目前国内所有钢铁公司都面临着极大的环保与节能压力，干法除尘逐渐成为炼钢厂的节能环保的手段之一。兴澄公司特板炼钢厂在投产一年半的时间内，通过精心操作，不断摸索、总结，转炉炼钢已经实现蒸汽回收 90kg/t，煤气回收100Nm3/t，烟气排放10mg/m3，达到转炉“负能炼钢”的水平及环保要求，取得良好社会效益及经济效益。 参考文献： 1陈家详。 炼钢常用图表数据手册 ，1984 年 11 月. 2 胡耀元,周邦智,杨元法,李勇,朱凯汉。H2，CH4，CO 多元爆炸性混合气体的爆炸极限及其容器因素,中国科学 ，2002 年 2 月；3539.
