转炉一次除尘系统(OG系统)

• 筒体速度一般采用4米/秒，最大不超过5 米/秒。 • 阻力公式：ΔP=ξ*V2*γ/（2g）
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重力脱水器示意图
挡板重力脱水器示意图
二级文氏管
• 二级文氏管为可调喉口文氏管，喉部气 流速度为80~120m/s，主要作用为除去细 尘和冷凝降温，起精除尘的作用。 • 二级文氏管捕获尘粒的机理与一级文氏 管相同。 • 二级文氏管设计是否合理直接关系到整 个OG系统除尘的效果。
一级文氏管
• 文氏管即为文丘里洗涤器，亦名快速收尘器， 于1946年开始在工业中应用。它是湿式除尘器 中除尘效果最好的一种。 • 气体经过喉部的速度一般是在50~120m/s的范 围，依靠这样高速把供给喉部喷射速度约 10m/s的液体分散成细小液滴。虽然细小的水 滴很快就加速到和气体差不多的速度，但因以 气流速度运动的尘料和刚产生的水滴之间相对 速度很高，所以在很短促的期间，尘料和水滴 已经能够发生有效的碰撞，而且在
OG系统
• 以串联的双级文氏管为主流程的煤气回收系统， 简称为OG（OXYGEN CONVERTER GAS RECOVERY）。这是一种湿法净化和回收煤 气的方法，目前世界上90%以上的转炉仍采用 以文氏管洗涤器为基础的OG法。 • “OG系统”主要由汽化烟道、一级文氏管、 重力脱水器、二级文氏管、90°弯头脱水器、 湿旋脱水器（复式挡板脱水器）、风机等设备 组成。
• 二级文氏管的阻力一般在 1000~1400mmH2O。
90°弯头脱水器
• 弯头脱水器主要是利用含污水滴的气流进入脱 水器后，因受惯性及离心力作用，水滴被甩至 脱水器的叶片及器壁上沿壁流下，通过排水槽 排走。弯头脱水器起粗脱水作用。 • 弯头脱水器进出口可采取方形或矩形截面。 • 脱水器内的叶片间距的确定直接关系到脱水器 的脱水效率及设备的正常运行，一般叶片间距 太大会降低脱水效率，太小会造成堵塞。一般 情况下间距采用160~200mm。
• 调节风量时，其风压变化不大，在小风量运 转时风机不喘震。 • 叶片、机壳应具有较高的耐磨和耐蚀性。 • 具有良好的密封性和防爆性。 • 具有较好的抗震性。 • 最好使用变频调速风机，有利于节约电能和 提高风机寿命。
水封逆止阀的作用
• 水封逆止阀安装在回收系统煤气柜之前， 是阻止煤气倒流的部件。
• 二文喉口喷水流量：~200t/h，供水压力： 0.4~0.6MPa • 弯头脱水器冲洗水流量：~25t/h • 湿旋脱水器冲洗水流量：~25t/h
抽风房安全操作规程
• 1、开新炉前或接班时，必须检查各系统各种 指示联系信号、安全阀、汽包压力表、水位计、 煤气自动分析仪和报警装置处于良好状态。不 得随意自行关闭、损坏、拆卸、调试等不利于 仪器正常运行的行为。 • 2、开新炉前要将烟道、汽包的积水排除，然 后关闭所有排污阀门，补新水到规定的高度 （汽包水位加到中限水位，严禁水位过低或过 高操作）。 • 3、在吹炼过程中要经常与炉前联系，发现问 题要及时协调处理。
喉管之后马上是扩散管，气流被减速， 尘粒和加速了的水滴之间有再次碰撞的 可能性。此外，气流在通过文丘里管喉 部压力减低区域时，已完全饱和甚至过 饱和，到扩散管内，因为速度渐小而压 力升高，水气将以粒子为核而凝结，这 有助于增大粒子的尺寸，同时表面润湿 了的粒子既有利于与液体粘附，也有利 于后面的收集。
转炉放散烟囱的作用及要求
• 工业烟囱是用来排放烟气的设备，烟气能以一 定速度排出，同时要考虑与周围建筑物，尤其 是民用建筑物的距离和标高。但是氧气转炉烟 气中含有可燃成分、有毒且易爆炸。所以应注 意以下原则： • 一座转炉设置一个专用放散烟囱。 • 采用钢质结构烟囱，抗震性能好，又便于施工。 • 放散烟囱标高均比厂房最高点高出3~6m。 • 随着环保要求的提高，烟囱出口处应设有点火 装置，以使煤气燃烧后放散。
• 在OG系统中，汽化烟道过后的文氏管称 作第一级文氏管，其喉部的气流速度一 般在60m/s左右，主要作用为蒸发降温和 除去较粗的尘粒，即起着粗除尘的作用。 其除尘效率可达95%左右。 • 阻力一般在400~600mmH2O。
重力脱水器
• 气流进入脱水器后，因速度降低，并改 变了流动方向，而气流中的水滴仍作直 线加速沉降，当一定直径的水滴沉降速 度大于器内上升气速时，就产生了水气 分离。重力脱水器对细水滴的脱除效率 不高，但其结构简单，不易堵塞，一般 用作第一级脱水设备，起粗脱水作用。
• 4、在锅炉（汽包）运行中要密切注意各水位 计、压力表等仪表状态，发现问题及时汇报处 理。如汽包运行中缺水时，不得立即补水，立 即通知炉前停炼并等锅炉温度下降后再补水。 • 5、每小时巡视、检查运行中的汽包安全阀启 始压力应在规定值范围内；各水封、各防爆板 必须处于正常状态。巡检时应避免停留在安全 门、防爆装置、法兰盘、水位计等有可能发生 爆炸或泄漏的位置。 • 6、每班冲洗水位计一次，以免造成假水位， 危及安全。
• 粒子为液滴时，落于壁上就形成一层水膜。如 膜过厚，在气流通过时，可能再度使水膜溅出。 增加挡板后，等于增加器壁面积，水膜因而减 薄，不致产生雾沫夹带。 • 在无挡板的旋风器中，气流在器内环流至少两 至三圈以上，压力损失大。在复挡中，气流经 过挡板仅为3/4圈，在器壁处最多为一圈。故在 同样进口气速下，其阻力较无挡板小。虽然增 加挡板将增加气流与壁面摩擦的阻力，但旋风 器阻力主要来自气流传动，与器壁摩擦所产生 的阻力仅占很小部分。
汽化烟道简介
• 汽化烟道主要由活动烟道、炉口段烟道、固定 Ⅰ段烟道、固定Ⅱ段烟道、末段烟道组成。 • 汽化冷却实际上是把烟道作为余热蒸汽锅炉， 它吸收烟气显热使其降温；同时锅炉产生蒸汽， 蒸汽进入蓄热器后分配给用户。 • 汽化冷却可分为全汽化和部分汽化两种。而汽 化本身从循环方式上又分为强制循环、自然循 环及强制循环加自然循环的复合循环三种类型。
OG系统特点
• 净化系统设备紧凑。系统设备实现了管道化， 系统阻损小，不存在死角，煤气不易滞留，生 产安全。 • 设备装备水平较高。通过炉口的微差压来控制 二级文氏管喉口的开度，以适应吹炼各期烟气 量的变化及回收、放散的切换，实现了自动控 制。 • 烟气净化效率高。 • 系统的安全装置完善。
流程简述
• 为防止煤气发生回火，煤气在烟道内流 动的最低速度应大于回火速度，在 12~18m/s为宜，以保安全。
80t转炉OG系统技术参数
• • • • • • • 原始最大炉气量：65000Nm3/h 最大烟气量：150000 m3/h 一文前烟气温度：~900℃ 一文后烟气温度：~70℃ 一文阻力：5000Pa 二文阻力：10000~14000Pa 风机流量：2500 m3/min
• 转炉冶炼过程中产生的烟气经炉口活动烟罩捕 集到汽化冷却烟道，由汽化冷却烟道出来的高 温烟气经溢流文氏管后，烟气饱和并降温，经 过重力脱水器，烟气得到初步净化，饱和后的 烟气经R-D可调喉口文氏管、90°弯头脱水器 及复式挡板脱水器，烟气进一步被净化，并符 合排放标准，净化后的烟气经室外管道流入煤 气风机，当烟气成分符合回收条件时回收入煤 气柜，否则放散。炉气中所含尘埃为烟尘。
对转炉除尘风机的要求
• 转炉烟气的净化回收系统中，风机是重 要的动力中枢，是将净化后的煤气放散 或回收利用。转炉除尘风机的工作特点 是煤气含尘量约为（标态100~120mg/m3， CO含量为60~80%，温度在36~65%，相 对湿度为100%，并含有一定水雾；同时 转炉又是周期性间断吹氧；基于以上情 况，对风机提出如下要求：
燃烧法、末燃法，湿式净化、 干式净化的概念
• 燃烧法：即炉气冲出炉口进入烟罩后，与足够 的空气混合，使烟气中可燃成分完全燃烧，形 成大量的高温废气，再经冷却、净化，通过风 机抽引排放于大气之中。 • 未燃法：是炉气冲出炉口进入烟罩，通过控制 使烟气中可燃成分尽量不燃烧，再经冷却、净 化后，由风机抽引送入回收系统贮存加以利用。
喉部的尺寸和除尘效率及阻力的关系最 大。喉部直径是按选取的气流速度决定 的。喉部气流速度愈高，除尘效果愈好， 阻力也愈大。一般认为，对亚微米粒度 的尘粒，需要80~120m/s的气流速度，也 有采取高达150m/s的；对于较粗的尘粒， 可取60~80m/s。
• 喉部长度：尘粒和水滴碰撞要依靠它们 之间的相对速度，在喉部的喷水点后， 水滴与气流的相对速度起初是从开始时 的最大值急剧降低，然后下降渐趋和缓， 当距喷水点一定距离时，水滴的大幅度 加速大体完毕，这时水滴与尘粒的相对 速度已经很小。如再加长喉部，则除尘 效率提高不多，而阻力却显著增加，故 不可过意加长喉部长度。
• 风机全压：27000Pa，其中机前压力： -20000Pa，机后压力：7000Pa • 一文收缩段喷水流量：200~250t/h，供水 压力：0.4~0.6MPa • 一文溢流水流量：~50t/h，供水压力： 0.4~0.6MPa • 一文隔热水套水流量：~80t/h，供水压力： 0.4~0.6MPa • 二文收缩段喷水流量：~50t/h，供水压力： 0.4~0.6MPa
氧气转炉烟气的综合利用
• 氧气转炉在吹炼过程中，产生大量烟尘， 倘若任其放散，就会严重地污染环境。 因此针对转炉烟气具有温度高、一氧化 碳和氧化铁含量高的特点，积极采取措 施加以综合利用，就可以“变害为利， 变废为宝”。
烟气、炉气和烟尘的概念
• 转炉在吹炼过程中产生含CO成分为主体、 少量的CO2和其他微量成分的气体，其中 还夹带着大量氧化铁、金属铁料和其他 细小颗粒固体尘埃，这股高温、含尘的 气流，冲出炉口进入烟罩和净化系统。 在炉内的原生气体称炉气；冲出炉口后 称烟气。转炉烟气具有高温、流量大、 含尘量多、有毒性和爆炸性等特点。
80t转炉OG除尘 系统简介
烟尘的净化方式也有两种，即湿式净化 与干式净化。湿式净化系统是通水冲洗 烟气中的尘埃，冲洗后的烟气得到净化， 烟尘形成了泥浆，除去水分加以利用。 干式净化系统可通过尘埃
• 的重力沉降、离心、过滤和静电等原理使气 与尘分离，净化后的尘埃是干粉颗粒，也可 回收利用。 • 目前绝大多数顶吹转炉的烟气是采用未 燃法、湿式净化回收系统，称OG系统；有 的也采用未燃、干式净化回收系统，又称 LT系统。
汽化冷却的原理
• 汽化冷却就是冷却水吸收的热量用于自身的蒸 发，通过水的汽化潜热带走受热部件的热量， 使部件得到冷却。倘若采用水冷却，1kg水每升 高1℃，所吸收的热量仅为4.2kJ；而100 ℃等量 的水变为100 ℃的蒸汽，汽化过程吸收的热量约 为2253kJ/kg，为前者的500多倍。所以汽化冷却 的冷却效率高；大大减少冷却水的消耗量，可 减少到冷却水用量的1/30~1/100；汽化冷却所产 生的蒸汽可供用户使用；汽化冷却系统利于实 现自动控制。
粒子运动轨迹示意图
复挡的阻力
• ΔP=C*Up2*ρa/(2g) • 式中： C-----阻力系数 Up -----出口速度 ρa-----进口状态下气体重度 g------重力加速度
复式挡板脱水器示意图
水封器的作用
• • • • • 防止煤气外逸和空气渗入系统； 阻止各污水管之间的串气； 阻止煤气逆向流动； 可以调节高温管道的位移； 可起到一定程度的泄爆作用和柔性连接 器的作用。因此它是严密可靠的安全设 备。
弯头脱水器的技术性能
• 弯头脱水器入口流速应不大于12m/s，出口 气流速度应低于入口，可取8m/s，脱水器 内的截面流速取5~10m/s。 • 阻力： 90°弯头脱水器阻力一般为20~30mmH2O。
复式挡板脱水器（湿旋脱水器）
• 湿旋脱水器起精脱水的作用，一般用在风机前 作精脱水设备。 • 在旋风器内，粒子以切线和径向两种运动造成 一条合成抛线。无挡板的合成抛线O-A使粒子 在器壁A处碰撞落下，如果增加了挡板，则抛 线O-A将被截断于B点，缩短成O-B线。使粒子 提前在B点撞落。同心挡板愈多，抛线也愈短， 则粒子碰撞落下的机会也更多。有助于提高其 粒子清除效率。