粉尘、除尘器特性及炼钢厂粉尘处理

4.直接拦截： 有些细微尘粒的惯性很小，基本上可以跟随流线而运 动。在流体绕流过捕集体是，若颗粒半径大于或等于该流 线与捕集体表面之间的距离，则颗粒便可被直接拦截。它 是对惯性碰撞的一种补充。
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5.静电力： 利用电场和带电粒子间相互作用，所以要求粉尘粒子 荷电，荷电方法：把含尘气流注入同种电荷，电场则带与 之对应的异种电荷。电除尘器除尘效率高，能处理0.05μm 以上的尘粒缺点是占地面积巨大。 6.扩散（布朗运动）： 对于0.2μm以下的粉尘，扩散是一个很重要的机理。 当微细尘粒受气流夹带向水滴（液膜）趋近时，它们会因 作布朗运动而沉积在水滴上，尘粒越小布朗运动越激烈。
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除尘器特性
粉尘从气体中分离的条件： 1.有分离界面可以让颗粒附着在上面，如液膜、液滴、器壁 、某固体表面、粉尘大颗粒表面、织物和纤维表面等 2.有使粉尘颗粒运动轨迹和气流线不同的作用力，有重力、 离心力、惯性力、扩散、静电力、直接拦截、热聚力等 3.有足够的时间使颗粒移动到分离界面上，这就要求分离界 面有一定的空间，并要控制气体流速 4.使已附着在界面上的颗粒不断被除去，不会再混入气体， 这就需要清灰和排灰
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炼钢厂除尘
各工序 SO2 排放量对比
SO2 排放情况
焦化 5.26
烧结 58.13
炼铁 炼钢 轧钢 2.22 1.24 5.90
自备电厂 27.26
浓度百分数%
各工序烟尘排放量对比
烟尘排放情况 焦化 烧结 炼铁 炼钢 轧钢 自备电厂
浓度百分数%
10.11 14.01 10.97 5.53
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粉尘：因机械过程而悬浮在空气中的固体微粒，直径从 0.1μm到几百μm 烟尘： 燃料燃烧产生的一种固体颗粒气溶胶，特点是粒度大 都比较细，在1μm以下。 烟气：二氧化硫、一氧化碳等气体： 室内粉尘排放标准:2mg/m³ 室外粉尘排放标准:150mg/m³ 感性认识： 150目的筛网的孔径是104μm 肉眼可见最小微粒是50μm。
（2）炼焦 原理： 炼焦煤在隔绝空气条件下加热到1000℃左右（高温干 馏），通过热分解和结焦产生焦炭、焦炉煤气和炼焦化学 产品的工艺过程。 目的： 冶金焦炭含碳量高,气孔率高,强度大（高温强度）， 是高炉炼铁的重要燃料和还原剂，也是整个高炉料柱的支 撑剂和疏松剂
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（3）高炉炼铁 原理： 1.焦炭、烧结矿、块矿连同少量的石灰石、一起送入 高炉中，在高温下焦炭中的碳与鼓入空气中的氧燃烧生成 一氧化碳和氢气 2.一氧化碳和氢气在上升过程中除去铁矿石中的氧
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3.惯性力： 是最基本的除尘机理。当气流绕过某种形式的障碍物 时，会改变流动方向，绕过物体流动，其中细小的尘粒随 气流一起绕流，粒径较大的尘粒因具有较大的惯性，脱离 气流保持直线运动，从而被捕集。障碍物尺寸愈大，粉尘 粒子开始偏离直线方向运动就越早，被捕集概率就越小； 如果障碍物尺寸小，则粒子运动方向在靠近障碍物处开始 偏离，被捕集的概率相应变大
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总结： 体积大、结构复杂的除尘器只能用于集中处理达标排 放的场合，很大一部分能量浪费在含尘气体输送等环节； 而含尘气体就地处理循环使用，除尘器的压损几乎就是整 个除尘系统 的压损，只有结构简单、体积小的除尘器可以 满足就地处理循环使用的需求。同时湿式除尘器也可用于 气态污染物的吸收，这点是非常重要的。
粉尘、除尘器特性及炼钢厂除 尘
众 凯 公 司
2010年1月13日
摘要
1.粉尘特性
2.除尘机理及除尘器特性 3.炼钢原理 4.炼钢厂除尘
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粉尘特性
专业术语 悬浮固体（SS）：粒径大于0.45μm的固体颗粒 溶解性固体（DS）：粒径小于0.45μm的固体颗粒 总悬浮微粒（TSP)：大气中粒径小于100μm的所有固体微粒 一般用以表示大气中悬浮颗粒污染物的总数量 其中： 粒径小于10μm的颗粒叫做飘尘（呼吸尘），能较长期的在大 气中漂浮 粒径大于10μm的颗粒叫做飘尘，在重力作用下较短时间沉降
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3.电除尘（已分析） 4.传统湿式除尘 类型：喷淋式、冲激式、水膜、文式管 除尘机理：惯性碰撞、直接拦截、布朗运动 缺点：要解决污泥和污水问题、设备需要选择耐腐蚀材质、 动力消耗较大、北方或者寒冷地区需要考虑设备 防冻。 优点：制造成本低等 5.自激式水幕除尘 除尘机理：惯性碰撞（主要）、直接拦截、布朗运动 与传统湿式除尘器相比的主要优点是：压损小、结构简单
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常见除尘器分析： 1.机械除尘器（重力、旋风，已分析） 2.过滤除尘器 类型：袋式、过滤层式，其中过滤层式包括颗粒层、塑烧板 等 除尘机理：筛分、惯性力、扩散力、直接拦截 通常的织物滤布，由于纤维间的孔隙远大于粉尘粒径， 所以刚开始过滤时，筛分作用较小，主要是靠惯性碰撞、 拦截、扩散等作用，当滤布上形成粉尘层后，主要靠粉尘 层的筛分作用 优点：在滤板或滤袋正常工作时除尘效率高，能处理0.1μm 以上的尘粒 缺点：压损大，耗能高，体积大，一旦滤板或滤袋破损则除 尘效率明显下降。
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各种力的除尘机理： 1.重力： 粉尘在重力作用下自然沉降，主要适用于直径大于 100-500μm的粉尘粒子。 2.离心力： 由于气体快速旋转，气体中悬浮粒子在离心力的作用 下达到器壁，在外涡旋的推动和重力作用下，沿内壁落到 灰斗中。要求粒子在除尘器内逗留时间短，否则很多粒子 在逗留时间内不能达到器壁，在直径1-2m的旋风除尘器内 ，可以有效的捕集10μm以上的粒子，但气体流量加大， 只能成功的捕集70-80μm以上的粒子，旋风 除尘器的突出 优点是：可以处理高温气体，和不便于湿水（如奶粉、面 粉等）的尘粒。
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粒径为1μm，密度为2650kg/m³ 的固体颗粒在25℃的 空气和水中的沉降速度分别为： 在水中：u=1.6μm/s 在空气中：u=78.4μm/s 沉降1m需：173h 沉降1m需：3.6h
影响微粒自由沉降速度的因素： 1.微粒粒径越大，沉降速度越快 2.微粒真密度越大，沉降速度越快 3.流体运动粘度越大，沉降速度越慢
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炼钢原理
钢铁生产工艺主要包括：烧结、炼焦、高炉炼铁、转炉 （电炉）炼钢、轧钢等流程。 （1）烧结 原理： 粉末或压坯在低于主要成分熔点的温度下加热，使颗 粒产生连接，以提高制品的性能。 应用领域：陶瓷、粉末冶金、耐火材料、超高温材料 炼钢中烧结目的：保证高炉炼铁时料柱的透气性、便于造渣
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6.82
52.56
各工序工业粉尘排放量对比
粉尘排放情况 焦化 浓度百分数% 0.67 烧结 炼铁 炼钢 轧钢 25.06 自备电厂 无
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13.93 28.99 31.35
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（4）转炉炼钢 原理： 在高温下，通过铁水自身的温度，氧化剂把铁水中所 含过多的碳和其它有害物质（硫、磷）除去，使他们达到 钢含量的规定范围
钢和铁的区别： 铁和钢的区别在于它们含碳量的不同，分别为2%4.3%和0.03%-2%。
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（5）连铸 原理： 将钢水经中间罐连续注入用水冷却的结晶器里，凝成 坯壳后，从结晶器以稳定的速度拉出，再经喷水冷却，待 全部凝固后，切成指定长度的连铸坯。 （6）轧钢： 连铸出来的钢锭和连铸坯以热轧方式在不同的轧钢机 轧制成各类钢材，形成产品。
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粉尘的自由沉降： 粉尘的沉降分为加速和匀速两个阶段。 粉尘颗粒的自由沉降速度（ （10－4< Ret <1） 滞流区： （1<Ret<103） 过渡区： ）
（103< Ret <2x105）湍流区：
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粒径为100μm，密度为2650kg/m³ 的固体颗粒在25℃ 的空气和水中的沉降速度分别为： 在水中：u=0.016m/s 在空气中：u=0.784m/s 沉降1m需：62.5s 沉降1m需：1.3s 粒径为10μm，密度为2650kg/m³ 的固体颗粒在25℃的 空气和水中的沉降速度分别为： 在水中：u=0.16mm/s 在空气中：u=7.84mm/s 沉降1m需：1.74h 沉降1m需：128s