浅谈钢铁行业除尘技术

环保·节能·新技术

国家重点实用技术推广会 技术文件
东 方 环 境 环保节能实例
废钢预热及烟气治理技术
项目名称 锡兴钢铁公司 30t 竖炉一次、二次除尘系统工程 概 况 伴随我国首座 30t 指状竖炉的废钢预热及烟气净化系统於 2000 年 8 月研制 成功，使得除尘设施由生产设备的辅助环保设施过渡到不但是生产主体设施而且 是降低生产成本的重要工艺环节。根据前阶段试运行情况分析，尽管在指状竖炉 预热废钢部分留有一些问题需要进一步完善外，除尘系统无论是工艺流程，工艺 参数的计算及设备设计等均达到了预期的效果，对今后在 30-50t 电炉的废钢预 热及除尘技术方面打下良好的基础。 节能指标 � 缩短冶炼时间 � 降低电耗 环保指标 � 配合二次除尘系统 � 排放浓度≤50g/Nm 需改进内容 � 机力冷却的换热效率有待提高 � 机力冷却的积灰清理问题需研究解决 � 可通过进一步对烟气的强化冷却，从而进一步降低系统处理风量，最终进 一步降低除尘系统功率消耗。 � 风机噪声控制不完善。 工艺方案：
注：《冶金高温烟气治理达标国家重点环境保护实用技术推广会》后，又在各类数 十座电炉、AOD 炉上推广应用。
● 该技术摒弃了传统捕集装置消极地对烟气围堵的强制“捕集”方式， 改变为依靠烟气自身热动力作用，对烟气进行积极“收捕”。它既克服了“四孔 +屋顶罩”存在的易受“横风干扰，处理风量大”、“四孔烟气需冷却处理、四 孔与屋顶管网不匹配”等弊端，又解决了半密闭罩不能捕集加料，出钢烟气的问 题。 ● 一次捕集电炉全过程烟气，捕集率＞95%，厂房顶不见黄烟，车间内空 气清新。 ●不影响冶炼操作及电炉检修。 ● 除尘运行电耗低。 ● 单独使用，适用于 15～50t 电炉。 ● 与内排烟相结合，适用于 50～150t 大中型电炉，取代传统的“三件 套”。 典型实例
工艺及设备参数 � � � � � � � � 处理风量 系统阻力 16×10 m /h 3800Pa
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进冷却器烟气温度≤450℃ 进除尘器烟气温度≤120℃ 冷却器换热面积 2×1500=3000m2 除尘器过滤面积 2544m2 风机型号 Y4-73№18D 电机 250KW 6000V
需改进内容 � � 附 � 将烟气上进上出冷却器改为上进下出 解决冷却器积灰的清除问题 图 系统工艺原理图
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70-80min/炉 150kwh/t 钢
捕集率≥90%
（二次系统正在实施）
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东 方 环 境 环保节能实例
� 将 30t 电炉改为带废钢预热装置的指状竖炉 � 预热废钢后的高温烟气，通过水冷密排管活动接口混入可变量冷空气使之 CO 燃烧并降温，再经沉降室除去大颗粒粉尘，再经水冷管道，机力冷却器使 烟气温度降至 120℃以下，再进入除尘器净化，最后通过风筒排放至大气。 工艺流程见下图
3×36
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铁合金电炉烟气治理技术
项目名称 广西八一铁合金总厂冶炼厂 2×12500KVA 锰硅电炉气治理工程 简 介 广西八一铁合金总厂(以下简称铁合金厂)地处广西来宾县凤凰镇，是全国十 九家重点铁合金生产厂家之一。现有铁合金冶炼电炉十九座，烟气未经净化直接 外排，对环境造成污染。为改变生产环境质量，实现 2010 年工业污染达标排放 战略目标，铁合金厂决定对 2×12500KVA 锰硅铁合金电炉烟气进行治理。 技术关键 � 烟气冷却采用高效低阻机力冷却器 � 烟气净化采用抗结露脉冲清灰除尘器. � 采用低阻、中温、大流量工艺技术 治理方案 � 利用并适当改造原半封闭罩 � 301#炉的烟气经原二个Φ1200 烟囟送入管道. � 302#炉的烟气经原一个Φ1600 烟囟送入管道 � 301#、302#炉的烟气分别进入一个 1500 m2 的高效低阻机力冷却器降温， 大颗粒粉尘在冷却器沉降段沉降。 � 经热交换温度降至 120℃以下的二座炉的烟气进入一台抗结露脉冲除尘 器，净化后的气流经风机排气筒最后排放。 � 出铁时开启辅管道阀门，出铁口烟气经由辅管道送入总管道。 � 原 301#、302#的二个Φ1200 和一个Φ1600 烟囟均设有放散阀。 � 冷却器和除尘器收集的粉尘可直接卸入运输车辆，无须二次提升。 环保指标 � 捕集率 ≥95%

一次系统
竖炉 排烟 混 风 水冷 密排 燃烧 沉降 温 控 混 风 混 风 DCM 除尘器 水冷 套管 机力 冷却
温控混风
脉冲 除尘 排 气 筒
电机
液力偶 合器
风 机
二次系统
天车通过 式集烟罩
液力偶合器 风机 液力偶合器
电机
排气 电机
技术关键 � 指状竖炉废钢预热装置 � 烟气冷却系统 � 工艺参数的设计计算 主要工艺及设备参数 � 冷却器进口烟气温度≤450℃ � 除尘器进口烟气温度≤120℃ 附 图 � 系统工艺原理图
≥95% ≤50 ≤10
厂房顶不见黄烟，厂房内空气清新
钢 莱 钢 新三洲
珠钢
西林
越南太 钢 15.5
功流比
14
25/11.8 2×
15.5
主风机电 机容量
kW
710
630
1000
2×560 1000+1 2×560 3×560 ×710
处理风 量
104m3 48 /h 45 65 80 140
2×36
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东 方 环 境 环保节能实例
大密闭罩+屋顶罩的“三套件”形式，捕集形式不合理，风量严重不足，环保不 能达标。改造采用“竖井内排烟+天车通过式集烟罩”捕集形式，系统风量增至 140×104m3/h，并委托东方环境工程设计研究所对其除尘设备进行专业化管理。 工艺原理 以上各实例主工艺流程基本相似，即电炉产生的烟气，在自身热动力的作用 下向上抬升，而抬升的过程中受到天车通过式集烟罩导流罩的诱导及制约，使之 减少了烟气的扩散及冷空气的混入，避免了横向气流的干扰，减少了抬升速度的 衰减，从而顺畅地进入了罩口速度较高的天车通过式集烟罩的顶吸罩。 天车通过式集烟罩捕集的烟气因已混入了相当冷空气，故温度状态既不太 高，又不太低，变化较小，故直接通过管道进入抗结露脉冲清灰布袋除尘器进行 净化。 由于进入除尘器的烟气温度解决了“低温”现象，加之除尘器为抗结露型， 其脉冲气源又经过严格的处理，而用于高寒地区的除尘器设计为埋入式，并且有 保温加温等一系列措施，为此“结露”问题得到了较好的解决。 由于采用了低阻、中温、大流量工艺技术，使系统在配置较小电机的情况下 获得较大的风量，这是确保捕集效果的又一重要条件，同时亦能降低了除尘系统 的运行电耗。 当电炉产生突发性高温烟气进入管道的烟气温度达到给定上限值时，则设置 在除尘器前的紧急野风阀迅速开启，混入冷空气，确保不烧滤袋。 除尘器收集的粉尘通过一级双向短螺旋输送器送入二级长螺旋输送器，然后 直接卸至除尘器下的运输车辆，免除了二次提升，减少了工艺环节，既节省了投 资，又大大减少了运行故障，而且可避免卸灰时的二次污染（下置加湿机）。 天车通过式集烟罩+低阻、中温、大流量工艺+抗结露脉冲除尘器的三要素组 合，是降低系统运行电耗（包括水）的根本途径，而风机调速则是辅助措施，是 否配置调速装置，配置何种调速装置，则需根据具体条件分析确定。 技术关键
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为活动式可吊开的。出铁口、出渣口利用炉体作为一侧，设计为固定式的半 密闭罩，下部敝开 2200mm 便于工人操作。 � 烟气净化 系统工艺 采用抗结露脉冲除尘器，采用氮气脉冲清灰。 ◇ ◇ 低阻、中温、大流量工艺 三座高炉共 9 个控制点，共用一套除尘系统，一座除尘 器一台风机
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高炉出铁场烟气治理技术
典型实例 � 首钢炼铁厂 2 高炉出铁场烟气治理（见 P
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）
� 石家庄钢铁公司炼铁厂 2×300m3、1×250m3 高炉烟尘治理工程（本文） � 南京钢铁公司 5#高炉出铁场烟气治理 � 杭钢 497m 高炉出铁场烟气治理 � 南昌钢铁公司高炉出铁场烟气治理 简 介 石钢 2×300m 及 1×250m 高炉出铁场烟气治理工程，是东方环境工程设计 研究所在高炉出铁场烟气治理工程方面的处女作，采用了自行研制的出铁场上部 接收式烟气捕集罩，获得了成功。随后，根据国内高炉的具体情况，又研究开发 了“上侧吸+上部接收罩”和“天车开入式集烟罩”烟气捕集技术。 工艺技术 � 烟气捕集 铁水罐采用了介于半密闭罩与低伞形罩相结合的形式，其拱顶
地处江苏省无锡市的新三洲钢铁公司，是以新的所有制形式出现在我国冶金 行业的新星。传统观念使人们普遍担心环保问题，然而该企业高瞻远瞩，对环保 高度重视，投入大量资金，采用先进技术治理电炉烟气，2002 年 8 月无锡市人 大及市政府领导莅临现场视察，给予了高度评价。 实例七：珠钢 150t 电炉 广州珠江钢铁有限责任公司，地处广州开发区，一期工程拥有 150t 电炉连 铸连轧短流程薄板生产线，其除尘系统由国外引进，烟气捕集采用竖井内排烟+
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东 方 环 境 环保节能实例
实例一：石家庄钢厂 30t 电炉 石钢 30t 电炉采用铁水热装工艺，用水冷氧枪强化冶炼，烟气发生量大。原 配有一套除尘设备，采用屋顶罩捕集烟气，内滤式大布袋除尘器，投运后因系统 设计风量偏小、实际风量又远低于设计风量，系统有“高阻症”，最终捕集效果 差而进行改造。 实例二：莱芜钢厂 50t 电炉 莱芜市钢铁股份有限公司特钢厂引进一座公称容量 50t 交流电弧炉，配 50t 精炼炉一座，其除尘系统主体为国外引进，随着生产发展及环保要求的提高，原 系统已完全不能适应目前要求，因而对原除尘系统进行改造。 实例三：浦东钢厂 2×30t 电炉+AOD 炉 宝钢浦东钢厂新建 2 座 30t 电炉同时配套除尘装置，浦钢位于黄浦江畔，而 新建 2 座 30t 电炉更是离新建鲁浦大桥引桥仅数十米远，环保要求非常严格，且 十分敏感。虽然浦钢在原来各类电炉上均采用过各类烟气捕集形式的除尘系统， 有丰富的实践经验，但浦钢对此仍予以高度重视，组织各有关人员赴全国各地考 察，多次进行论证，最终选用了天车通过式捕集罩电炉烟气治理技术。 实例四：北满特钢 30t 电炉（天车通过式集烟罩） 实例五：西林钢铁公司 2×20t 电炉（天车通过式集烟罩） 西钢与北钢均位于黑江省，北国高寒地区，前者在齐齐哈尔市富拉尔基区，后者 在小兴安岭伊春市西林区，如何解决除尘器的结露又是一个生要课题。 实例六：新三洲钢铁公司 50EBT+LF 炉 （天车通过式集烟罩）
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天车通过式集烟罩电炉烟气治理技术
简 介 天车通过式捕烟罩是电炉烟气捕集技术的重大突破。 ● 该技术由烟气捕集、烟气净化和系统工艺三个要素组成。 ● 该技术为“二○一○年国家重点环境保护实用技术”A 类 ● 该技术为国家专利，专利号：ZL 97 2 04058.7 ● 该技术被国家环境保护总局等五部委授予“国家重点新产品” ● 该技术研制成功以来迅速在全国推广，至今已在百座电炉、AOD 炉上应 用。
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东 方 环 境 环保节能实例
烟气捕集 烟气净化 系统工艺 环保指标 捕集率 排放浓度 岗位粉尘 直观 节能指标 项 目 单 位 无量 纲 13.8 14 15.4 石家庄 浦 % mg/Nm3 mg/m3
天车通过式 抗结露脉冲除尘器 低阻、中温、大流量工艺
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� �
排放浓度≤50mg/Nm
岗位粉尘浓度≤10mg/m3
节能指标 � � 功流比为 15.6 风机电机总容量仅为 320.4KW 其中主风机电机为 250KW 冷却器风机电机为 70.4KW 其它目标 � � 系统不用水冷却高温烟气 采用普通滤料、价格低