转炉烟气净化系统的综和治理待续

转炉烟气净化系统的综合治理

一、工艺流程及设备简况 (2)

二、存在的主要问题 (4)

三、原因分析及改进措施 (4)

1、主要原因分析 (4)

2、主要改进措施 (11)

四、系统的综合治理 (12)

五、改造治理效果 (13)

六、后期跟踪和继续研究的问题 (13)

一、工艺流程及设备简况

鞍钢一炼钢厂转炉烟气净化系统（一次除尘系统）为双文湿法烟气净化系统。冶炼过程中产生的高温烟气经固定烟罩、汽化冷却烟道降温后，进入一级文氏管（以下简称“一文”）进行降温和粗除尘，经一级90°弯头脱水器脱水后，进入二级文氏管（以下简称“二文”）进行精除尘，之后烟气依次进入二级90°弯头脱水器和折流板脱水器脱水后，进行煤气回收或点火放散。一文和二文所排污水经由高架污水流槽流向污环水处理系统，污水经过污环水处理后重新给一文、二文供水，由此形成一个循环水流程。其工艺流程如图1。

图1 转炉烟气净化系统工艺流程

一文的主要作用是降温和粗除尘，可使温度为800－1000℃的烟气到达文氏

管喉口处时很快冷却到70－80℃，除尘效率为95％左右；二文的R-D阀是精除尘设备，除尘精度达到％，因此二文除尘效率可达%。

文氏管降温除尘原理：烟气流经文氏管的收缩段时，因截面积逐渐收缩而被加速，高速紊流的烟气在喉口冲击由喷嘴喷入的雾状水幕，使之雾化成更细小的水滴，细小的水滴吸收烟气的热量而蒸发成水雾并使烟气降温，水雾经过喉口后变成大颗粒的含尘液滴，由于污水的密度比烟气大的多，又经过扩张段降低了烟

气速度，再经过文氏管后面脱水器利用重力、惯性力和离心力的沉降作用，使含尘水滴与烟气分离，从而达到净化烟气的目的。

一文的收缩段外侧安装有一个溢流水箱（溢流盆），水箱内的水始终保持满溢状态，溢出的水沿着收缩段内壁流下形成一层水膜，对一文收缩段起降温保护作用，溢流盆的作用如下：

（1）溢流水在文氏管收缩段内壁形成一层水膜，从而防止烟尘在管壁上的干湿交界处结垢造成堵塞；

（2）溢流盆为开口式，一旦发生爆炸可以泄压；

（3）调节汽化冷却烟道因热胀冷缩而引起的设备位移变形；

文氏管除尘器的除尘过程可分为雾化、凝聚和脱水三个环节。前两个环节在文氏管内进行，后一个环节在脱水器内完成。

收缩段：含尘气体由烟道进入收缩管后流速逐渐增大，在喉口流速达到最大值。

喉口：在喉口处气体和水分充分接触，并达到饱和，尘粒被水湿润，发生激烈的凝聚。

扩张段：在扩散管内，气流速度减小，压力回升，以尘粒为凝聚核的凝聚作用形成，凝聚成粒径较大的含尘水滴，更易于被捕集。

二文为可调喉口矩形断面文氏管。可调喉口文氏管结构：二文喉口采用带R-D型调节阀的喉口，壳体中间有一个椭圆形的焊接结构的翻板，翻板转动轴贯穿翻板中心轴承座内，一端与驱动阀体的执行机构相连，另一端与开度计相连；翻板可在与水平夹角30°—90°之间转动以调节喉口开度。其结构如图2所示。

图2 二文矩形可调喉口R-D阀

主要除尘设备：

（1）一级溢流文氏管

①溢流盆、收缩段、扩张段

②喉口：φ900mm、L＝1050mm，配有120度螺旋喷嘴3个

（2）二级R-D阀矩形可调喉口文氏管

①矩形R-D阀喉口：截面920×1300mm、L＝1200mm，两个长边管壁每

边配有21个喷水孔，带有氮气通针

②收缩段、扩张段

（3）90°弯头脱水器（两个）

（4）折流板脱水器（一个）

二、存在的主要问题

一炼钢厂三座转炉投产十多年来，为适应生产和环保需要，已对系统各部进行了多次改造，从07年来，系统中问题日益突出，已经影响到兄弟厂矿的环境，引起了公司领导的重视，其问题主要表现在：

（1）炉口烟气外溢严重，污染大气环境，严重影响操作环境及外部环境，使职工工作环境恶化，影响职工人员的身心健康和设备工作环境；

（2）烟气含尘量大，风机叶轮积灰严重，致使风机叶轮寿命低（叶轮寿命只有7天左右），备件费用高；更换叶轮频繁，造成非计划停机（更换叶轮）时间长，影响生产；

（3）煤气回收量低、质量差；

（4）二次烟箱寿命短，系统经常有阻塞现象，烟气带水现象严重，管道结垢严重，设备维护、检修费用及能源消耗高。

三、原因分析及改进措施

1、主要原因分析

经过长时间地对整个系统地观察和分析，对其主要参数数据进行统计（如表1），从统计结果与设计值相比，我厂除尘系统各参数经几年的运行，已经发生了很大的变化，一些值严重偏离了设计值，有些偏离的原因现在的点检人员及管理人员已说不清楚。同时由于管道结垢严重，一些计量仪表显示结果也有很大偏差。如5号炉烟气流量偏大，远大于设计值。经过多次研讨会，分析其主要原因如下：（1）转炉烟气净化系统除尘效率低，主要体现在一文除尘效率低，致使二文

通过现代计算机技术和仪表工程，我们可以很直观的将一文、二文的除尘效率量化。在一次除尘系统中反映一文、二文除尘效率的主要参数是一文压差和二文压差【即烟尘在一文、二文喉口经过湿法除尘后所引起的喉口出口和入口压力降（差）】。压力降小，说明除尘效果不好，除尘效率低；而压力降也不能一味的增大，压力降太大，将降低风机的吸力，反而会适的起反；因此，压力降必须在设计许可的范围内最大，才可以即保证了风机的能力，又增大了除尘效率。如表1中所示，一文压差小，相比原始设计值降低了将近一半，而二文压差均达到了最大值（仪表最大量程）。通过表1得知原始设计要求一文压差应在2500—3000，目前看三个炉子远远没有达到设计值，同行业中一级文氏管的压差均在2000—3000Pa，因此分析我厂的一级文氏管没有发挥粗除尘的主要作用，是我厂除尘效果不好的主要原因。从文氏管的外形尺寸及喷嘴的喷水量上看，与原设计没有太大的区别；从喷嘴上看，从2003年开始由于污环水质不好，原设计的碗形喷嘴经常出现堵塞现象，后改为了螺旋喷嘴，喷射角度为120°，其位置没有做任何改变，是一文除尘效率降低的主要原因。用做图法分析，原喷嘴与后改喷嘴在一级文氏管内喷射角度及效果图（图3所示）。