转炉炼钢除尘现状及常见问题及处理

浅谈转炉炼钢除尘现状及常见问题及处理

一、前言

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。

二、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。

三、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。

四、转炉负能炼钢

转炉工序能耗为转炉工序所消耗的能源介质的总量与转炉回收能源折算成标煤之差，其表达式为：转炉工序能耗 =( 转炉工序总能耗一回收的工序总能量) ÷钢产量 (t) ，达负值即为负能炼钢。目前转炉工序能耗的先进数据为35．4kg撵／ t 橱，转炉煤气可利用的物理热和化学热为 36．09kg煤／t 钢。二者相减为一 0．69kga／t 饷，即实现负能炼钢。

实现转炉负能炼钢的技术途径：由负能炼钢的定义可见：减少工序总能耗，增加回收能量是转炉实现负能炼钢的基本途径。合理利用水消耗。合理利用水是转炉节能的重要手段之一。就转炉的 OG除尘水而言，由于其硬度及 pH值都比较高，新水经过使用后，回水往往在处理上要使用大量的药剂，

所以可以考虑用除尘上用过的回水代替新水来进行渣处理，减少了渣处理中新水耗量。除尘水系统补充了相应的新水，水质量明显改善，少了药剂量，缓解了转炉 OG文氏管结垢。

五、提高转炉煤气的回收水平的措施

(1) 优化转炉操作，稳定煤气回收。改进供氧制度和造渣制度，使吹炼过程中转炉渣返干期明显下降减少炉口积渣和大喷溅现象的发生，提高煤气的回收量和煤气的品质。

(2) 充分且合理地利用煤气。减少外用混合煤气，实现转炉煤气自产自用。将原用混合煤气的工序全部改用自产煤气，多余煤气并网利用，降低了外用焦炉和高炉煤气的用量，提高了煤气回收量，降低了工序能耗。实施蓄热式烘烤，提高钢包烘烤效果，节约自用煤气，增加煤气并网量。蓄热式烘烤是采用高温空气燃烧技术，燃料在高温低氧气氛中燃烧，火焰体积成倍增大，炉气充满钢包，包内温度均匀同时平均温度的提高使炉气辐射能力显著增强，热换效率提高，钢包受热均匀，升温速度加快，从而缩短了加热时间，节约了煤气消耗。优化煤气回收工艺参数，提高一次除尘效果，延长煤气回收时间。修改和完善了煤气回收程序，设定了开始和结束回收时一氧化碳的体积分数，确定了最佳回收时间，同时控制转炉升降罩时机，采用全密闭裙罩回收，并调整系统各点的压力分配。

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