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转炉炼钢是我国钢铁企业的主要炼钢工艺,转炉在吹炼过程中产生以一氧化碳为主体、含少量二氧化碳和其他微量成分的气体,其中还夹带着大量氧化铁、金属铁粒和其他细小颗粒固体尘埃,对大气和车间环境污染严重。其污染物的特点为:烟气中含尘浓度高、粒度细,污染严重;烟气温度高,废气治理工艺中复杂性增加;废气治理中的热能、一氧化碳和烟尘中的含铁量都符合回收综合利用的条件。
自今年1月1日起,钢铁工业大气污染物新排放标准的缓冲期结束,所有钢铁企业都执行新建企业污染物排放限值,重点区域的钢铁企业执行更加严格的特别排放限值。因此,提高我国转炉除尘系统技术水平,有效控制和减少炼钢大气污染物排放量是当前亟待解决的问题。
湿法除尘不断改良发展
现阶段的转炉除尘工艺主要由汽化冷却系统、一次烟气除尘系统和转炉煤气回收系统三部分组成,通常分为湿法除尘、干法除尘两大类。其中,湿法除尘工艺以OG法为代表,干法除尘工艺以LT法为代表。我国现有的转炉烟气除尘工艺多采用湿法除尘。
传统OG工艺。其工艺流程为:转炉烟气经活动烟罩收集,气化冷却道冷却,然后进入一级溢流式固定喉口文氏管粗除尘、脱水器脱水,再经二级可调翻板文氏管精除尘、脱水器脱水,最后通过风机进入三通阀,回收或放散。该工艺的优点是工艺简单,系统阻力小;缺点是排放浓度偏高,运行费用和能耗高等。
塔文工艺。其工艺流程为:转炉烟气经活动烟罩收集,汽化冷却烟道冷却,然后进入高效除尘塔除尘(由环缝文氏管和洗涤塔组合),再经脱水器脱水,最后通过风机进入三通阀,回收或放散。该工艺的优点是系统阻力小,净化效率高,系统简单,风机能耗低;缺点是高效除尘塔结构复杂,除尘水用水量偏大,检修清理不便等。
洗涤塔加文氏管工艺。工艺流程为:转炉烟气经活动烟罩收集,汽化冷却烟道冷却(烟气温度由1400℃左右降到800℃左右),然后通过高温非金属膨胀节,再经高效喷雾洗涤塔粗除尘、90°弯头脱水器脱水,上行式环缝文氏管精除尘、漩流脱水器脱水,最后通过风机进入三通阀,回收或放散。与传统的湿法工艺相比,该工艺的优点是节省水量,降低电耗和阻力,从源头上解决了除尘水排出易夹带煤气的问题,工人劳动强度降低,设备故障率降低,风机运行寿命延长。
经过改良后的湿法除尘系统,可以满足当前的排放标准,但在能耗方面还存在一定弊端。
干法除尘是未来发展方向
随着对钢铁行业节能减排要求的不断提高,干法除尘技术受到越来越多钢铁企业的重视,被公认为是今后转炉除尘技术的发展方向。
LT工艺。20世纪60年代末德国的鲁奇 (Lurgi)与蒂森(Thyssen)联合开发了最初的转炉煤气干法除尘工艺,并于1983年将该工艺实施在Bruckhausen钢厂的2座400吨转炉上,因此称其为LT法。1998年4月份,宝钢首次引进了LT工艺,应用于其三期二炼钢中。
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