转炉炼钢除尘现状及常见问题分析

转炉炼钢除尘现状及常见问题分析
韩旭进刘璐
( 《长钢纵横》2008年第3期总第58期) 【关闭】【回页首】
我国炼钢转炉现有５００余座，２００６年，中国钢产量达到４１８７８．２万吨（不含台湾省），其中转炉钢占８５％以上。

所以，炼钢转炉除尘工艺、设备的先进与否，制约吨钢能耗的进一步降低，也决定烟尘的总排放量。

转炉除尘工艺直接决定着国家的节能减排政策能否很好的实施。

下面简单介绍我国转炉除尘的现状，国内常用工艺流程，重点是讨论几种除尘工艺的优缺点及改进建议。

一、炼钢转炉烟气特点
在转炉吹炼过程中，转炉中产生约１４５０℃的高温废气，主要成分是ＣＯ、Ｏ２、ＣＯ２、Ｎ２和ＳＯ２，ＣＯ含量可高达８０％以上。

含有大量的粉尘，含尘浓度可达１５０－２００ｇ／Ｎｍ３，吨钢可产生１０～３０ｋｇ粉尘。

所以转炉烟气具有高温、有毒、易燃易爆、含尘量高等特点。

同时转炉烟气又具有很高的利用价值，具有潜热、显热等大量能量，烟气中的粉尘也含有５０％以上的全铁，可以循环利用。

转炉炼钢是间歇式生产，所以转炉烟气的生产也是间断的，使得烟气处理控制系统变得更加复杂。

二、目前常见处理工艺
炼钢转炉烟气除尘分为湿法和干法两大类。

最具代表性的是ＯＧ湿法除尘工艺和Ｌ—Ｔ干法除尘工艺。

（一）ＯＧ湿法除尘工艺
最具代表性的是“双文程式”的工艺流程，简称ＯＧ法，目前世界上大部分转炉都采用这种方法。

该流程是：转炉烟气经
罩裙、Ⅰ至Ⅳ段汽化冷却烟道冷却之后，由１６００℃降至８００℃左右，然后进一文、二文进一步降温并除尘，再经诱引离心风机到三通切换阀，煤气合格的进入回收系统，达不到煤气回收要求的烟气进入放散塔点火排放。

ＯＧ系统根据文氏管的原理知道文氏管是靠喉口处高速气流使喷入的水二次雾化，以增大水滴的表面积，捕捉更多的粉尘，这种原理使文氏管阻损很大。

因而系统存在着阻力大、用水量大、净化效果不理想的问题，造成水、电浪费的现象比较严重。

并且系统经常采用的折板式水雾分离器、丝网脱水器等脱水设备效果不理想、易堵塞，造成风机故障率高；粉尘排放率超标。

“ＯＧ”流程的优点是安全可靠，系统比较简单，但存在诸多问题。

主要有：
１、一文、二文需要的除尘水量很大。

２、蒸汽和湿粉尘粘结到引风机叶片，造成转子不平衡，引起风机震动损坏，故障率高，影响系统正常稳定运行。

３、系统易结垢，导致除尘能力下降，集尘效果和净化效果变差，炉口烟尘外溢、放散塔冒黄烟。

４、系统阻力大，耗电高。

５、污泥处理工序复杂且容易造成二次污染。

６、受文氏管效率影响，烟尘排放浓度偏高（为１００ｍｇ／Ｎｍ３）。

（二）Ｌ—Ｔ干法除尘工艺
近年来发展起来的干法除尘工艺，是由西德鲁奇、蒂森公司联合推出的，简称ＬＴ法。

工艺流程是：烟气进入汽化冷却烟道间接冷却之后，再用蒸发冷却器直接进行冷却—向通过蒸发冷却器内的烟气喷入雾化水。

喷入的水量，要准确地随炼钢生产过程中产生热气流的热焓而定，将烟气冷却到１５０℃一２００℃后，经由煤气管道引入静电除尘器进行精除尘。

然后通过引风设备——轴流式鼓风机进入煤气切换站，合格的煤气经进一步冷却之后进入回收系统，不合格的煤气经放散塔点火放散。

Ｌ—Ｔ流程的优点是，不需废水处理设备和污泥脱水设备等，因此干法除尘具有水耗低、无污水处理系统、电耗低、风机运行稳定、粉尘排放浓度低（为１０ｍｇ／Ｎｍ３）等诸多优点。

存在一些问题主要是：
１、干法除尘造价高、自动控制连锁多，要求自动化程度高。

２、采用的机械设备多，结构复杂，故障率高，维修时间长。

３、由于蒸发冷却使煤气中含有较高的水分，易形成结露，影响极间距离和运行电压，还影响输灰系统设备运行寿命，为此对蒸发冷却塔水量、水压控制有严格要求。

４、蒸发冷却器壁上结垢问题还没有很好的解决。

５、泄爆频繁，影响电除尘器内部件的寿命和除尘效果。

６、除尘后煤气温度高，还必须采用专门的冷系统进行冷却后才能进煤气柜。

（三）近年出现的新工艺
１、塔文流程
塔文流程是德国Ｌｕｕｇｉ．Ｂｉｓｃｈｏｆｆ公司开发的技术。

工艺流程为：转炉烟气经活动烟罩收集后，进入汽化冷却系统冷却，然后进入除尘塔（含ＲＳＷ环缝清洗装置），也就是将洗涤塔与环缝文氏管组合在一起成为高效除尘塔，
再到脱水器脱水，然后通过诱因风机进入切换系统，或回收或放散。

该系统具有净化效率高，系统阻力小、风机能耗低、系统简单等特点。

但是也存在投资高、除尘水用水量偏大、塔文结构复杂、检修清理不便的问题。

２、高效喷雾洗涤塔加环缝文氏管的工艺流程（称为新ＯＧ系统）
国内自行研制的一种新工艺，已经用于近２０座１００吨以上转炉，将干法除尘的一些技术移植到湿法除尘系统，对湿法除尘的一些关键设备进行了突破性的改进，形成了新的湿法除尘工艺，工艺流程为烟气通过汽化冷却烟道冷却之后，温度由１４５０度左右，降至８００度左右，然后经过高温非金属膨胀节进入高效喷雾洗涤塔进行精除尘，再进入上行式环缝文氏管进行精除尘，然后进入漩流脱水器进行精脱水，然后通过管道进入风机加压，回收或者外排。

该流程具有以下特点：
工艺流程简化；
与传统的湿法工艺比较节省水量、降低阻力、降低电耗；
从根本上消除了除尘水排除时易裹带煤气的安全隐患；
降低了工人劳动强度；
降低了设备故障率，提高了风机运行寿命。

３、高效喷雾洗涤塔加新型ＲＤ文氏管的流程
用新型ＲＤ文氏管取代４．３所述流程中的上行式环缝文氏管，其他不变，在保证排放效果的前提下，可以使成本进一
步降低。

新型文氏管具有以下优点：
（１）取消了原Ｒ－Ｄ文氏管双侧水箱、喷孔、氮气捅针，使结构更加简单、制作成本更低。

（２）采用逆向雾化喷嘴，解决了原Ｒ－Ｄ文氏管喷孔堵塞、氮气捅针故障率高、维修量大，职工劳动强度高的问题。

（３）解决了原Ｒ－Ｄ文氏管双侧外喷，喷入的水成柱状，靠高速气流冲击二次雾化，导致阻力增大，并且水的雾化效果不好，净化效率较低的问题。

（４）解决了原Ｒ－Ｄ文氏管部分喷水孔堵了之后，造成喷水不均匀，一部分烟气不能与水接触，影响净化效果的问题。

（５）解决了原Ｒ－Ｄ文氏管双侧喷水一侧在收缩段，一侧在扩张段，收缩段一侧喷水净化效果好，扩张段一侧喷水的净化效果差的问题。

提高了净化效果排放浓度在５０－８０ｍｇ／ｍ３。

解决了风机易积灰，影响使用寿命的问题
（６）解决了原Ｒ－Ｄ文氏管阀板易结垢卡死的问题。

（７）解决了原Ｒ－Ｄ文氏管阀板控制系统失灵后风机喘震的问题及因为阀板控制失灵或误操作关闭二文喉口导致的风机入口管道抽瘪的问题。

４、因为新型Ｒ－Ｄ文氏管直接喷入雾化水，提高了除尘水的利用率，可以节省除尘用水２０％
新型Ｒ－Ｄ文氏管直接喷入雾化水，可以降低高速气流冲击水幕造成的阻力，降低阻力２０％
新型Ｒ－Ｄ文氏管不用在非吹炼期自动清扫喷孔，所以不用氮气做动力源，也简化了自动控制系统，使系统更简单。

新型文氏管应用于转炉除尘系统，提高烟气的净化效率，延长设备使用寿命，降低系统故障率，起到一定的节水节电作用，
还节省了氮气，降低了运行费用；并且制作费用低、节省了氮气管道的投资费用；故障率低，降低了工人的劳动强度。

在节能减排方面有着积极地作用。

综上所述，新的转炉湿法除尘工艺在很长的一段时间内具有推广应用的前景，尤其是现在各钢厂小型转炉纷纷扩容，除尘系统能力明显不足，一般均对系统进行彻底改造，投资大，工期长，并且污水处理也要做相应改造。

如果采用半干法除尘（新ＯＧ系统），阻力可降低３－５Ｋｐａ，可节水１／３，就可大大减少改造费用，也可降低改造工期，而不用增大风机，也不用增加除尘水供水及污水处理系统的能力。

这样可以大大减少改造成本，缩短改造时间。

现在国家在节能减排和环境保护方面的工作力度不断加大，我公司转炉除尘的达标排放是目前环保工作的重点，尤其是旧区的红烟治理更是工作的难点。

采用先进的“新ＯＧ”系统，不仅能够解决旧区转炉除尘效果不好的现状，而且由于其系统本身耗能少，运行成本低，维护简单，因此可以考虑在新建的转炉除尘系统上加以应用。