(完整版)首钢2号高炉出铁场烟气治理技术

首钢2号高炉出铁场烟气治理技术

首钢2号高炉出铁场烟气治理技术

(无锡市东方工业环保有限公司郭徽吴立进2003年2月)

1 引言

高炉出铁场烟尘的传统捕集模式为侧吸罩或侧吸罩加屋顶罩。侧吸罩的弊端是吸口易堵塞，管道内粉尘沉降严重；屋顶罩则因厂房内横向风的干扰较大，故所需风量很大，相应运行电耗率很高。虽然外环境得以解决，但厂房内环境并不理想。

鉴于上述情况，针对首钢2#高炉除尘改造的要求，东方环境工程设计研究所突破传统模式，研究了由上侧吸罩+上部接收罩+沟盖罩的组合捕集装置。该装置的特点有：

(1)将高动压强制捕集的侧吸式改为低动压有诱导功能的上侧吸罩；

(2)增设可移动的上部接收罩；

(3)针对出铁口的烟尘喷射问题，采用撇渣器捕集罩，通过沟盖接收上侧吸罩和上部接收罩未能捕集到的烟尘。

同时结合“低阻、中温、大流量”系统工艺、抗结露脉冲除尘器以及变频调速等先进技术，最终使首钢2#高炉除尘达到了“国内领先”的改造目标。

2 原工艺概述

北京首钢股份有限公司第二炼铁厂(以下简称首钢炼铁厂)2#高炉(容积为1726m3)原有除尘设施陈旧、除尘效果差(岗位粉尘浓度>500rng／m3，罩棚顶冒黄烟)，不能达到现行国家环保标准的要求。鉴于首钢位于首都北京，地理位置特殊，2008年将举办奥运会，对环保提出了更高的要求。为此，首钢决定于2002年3月在2#高炉停产大修期间，对原有出铁场等除尘系统进行改造，明确要求治理效果要达到国内领先水平。经向社会公开招标，最终由东方环境工程设计研究所(东方工业环保有限公司)中标，总承包该项工程。该工程在2002年7月23日与2#高炉大修同时竣工，并投入运行。该工程各项指标全面超出了设计要求。其中岗位粉尘浓度仅为2mg／m3，排放浓度均低于30mg／Nm3，彻底改变了2#高炉周围的环境，闯出了一条适合我国国情的大型高炉出铁场烟气治理的新路子。

3 系统工艺——低阻、中温、大流量

2#高炉出铁场的圆形出铁场有2个出铁口，交替出铁及放渣，无时间重叠。该系统是针对生产过程中，高炉出铁口、撇渣器、铁沟、渣沟、摆动溜槽及炉顶上料系统卸料部分产生的烟气进行有效捕集、净化，然后达标排放。

3.1 工艺原理

除尘系统按出铁口出铁所形成的尘源系列，分为大、小系统。大系统又可分为1#和2#捕集系统。按出铁口轮流作业的制度，通过2组倒产切换阀使1#或2#捕集系统所捕集的烟气，分别依次进入抗结露低压脉冲除尘器组成大系统，其烟气被净化后排人大气。调速装置同时按其作业制度进行调速节能运行。当出铁时将风量调至最高，不出铁时则调至最低。开、堵铁口时的大量外逸烟气则由其移动顶吸罩完成捕集任务。二路顶吸捕集与炉顶卸灰外捕集的烟尘一起并入另1台小除尘器，组成小系统。大系统配备有2台AL-R254DW(IDF)离心式引风机，2台风机一用一备，采用高压变频器调速，变频器可在2台风机之间切换使用；小系统配备1台Y4-73N018D离心式引风机。2套系统均采用DFMC型抗结露低阻脉冲袋式除尘器，使用合理的清灰程序，小室单元离线等措施，使之工作阻力为低平阻力曲线状态。脉冲喷吹气源经除水除油处理后，再经自动温控加热气包进行温度调节，从而将结露的可能性降

首钢2号高炉出铁场烟气治理技术

低。

3.2 风量分配

大、小2套除尘系统共包括出铁场及炉

顶上料的l9个吸尘点。大系统分布于出铁场

的l4个吸尘点交替使用为7个点，风量为55

万m3／h；小系统分布于出铁口顶吸(南、北

2点)、炉顶上料3点，为连续工作，风量为

20万m3／h；各点风量分配如表l。

表1 除尘系统各点风量分配情况

尘源工作

点同时工

作点

总风量104m3/h

大系统小系统

出铁口侧吸 4 2 2×10

出铁口顶吸 2 2 2×7 撇渣器顶吸 2 1 6

铁水沟盖顶吸 4 2 2×1.5

渣水沟盖顶吸 2 1 1

摆动溜槽顶吸 2 1 18

炉顶上料系统 3 3 7 漏风 5.5 1 计算总风量53.5 19 设计总风量55 20

3.3 除尘系统主要设备及技术参数

除尘系统主要设备及技术参数见表2。

除尘系统除尘器技术参数见表3。

表2 除尘系统主要设备及技术参数

项目大系统风机小系统风机

AL-R254DW(IDF) Y4-73NO.18D

台数 2 1

风量/m3.h-1500 000-596 000 180 000-210 000 风压/Pa 4 200-4 500 3900-4200

计算温度/℃40-60 70

风机转速/r.min-1730 960

配用电机/台2(YKK6302-8) 1(Y4003-6)

电机功率/kW 1 000 315

电压/V 6 000 6 000

防护等级IP44 IP44

表3 除尘系统除尘器技术参数

项目大系统除尘器小系统除尘器

台数/台 1 1

处理风量/m3.h-1550 000 200 000

过滤面积/m27 995 3 425

烟气温度/℃＜120 ＜120

过滤速度/m.min-1 1.15 0.97

4 烟气捕集技术及特点

对于出铁场各尘源烟气的捕集技术，摒弃了传统捕集装置消极地对烟气围堵的“强制捕集”方式，改变为尽量依靠烟气热动力作用，对烟气进行诱导捕集。

4.1 出铁口烟气捕集

出铁口烟气捕集采用上侧吸+顶吸相结合的方式。捕集罩由位于铁口上方的一个顶吸罩和铁口两侧的2个上侧吸罩组合而成。上侧吸罩位于出铁口两侧且高于出铁口，罩口顶部紧贴风口平台下延，上侧吸罩下部设置了一个沉降室，大颗粒先行沉降再进入管网，可有效控制管道积灰。顶吸罩位于铁口上方环形天车梁以下、以内，为了便于更换，风口顶吸罩可以左右开动。为了防止顶吸罩过热变形及罩口挂渣，其裙部采用水冷却。顶吸罩采用大容积，大的速度场覆盖面，使其不易受横向风干扰。当开堵铁口时大部分烟气进入上侧吸罩，其余烟气依靠自身热升进入顶吸罩。正常出铁时，上侧吸罩可基本将烟气捕集干净。不出铁时上侧吸罩停止抽风，仅靠顶吸罩捕集高炉溢出的零散烟气。上侧吸罩风量每边l0万m3／h，顶吸罩风量每个出铁场7万m3／11。

上侧吸罩与常规出铁口侧吸罩有以下不同：(1)吸口靠上；(2)吸口流速较低；(3)设置沉降室解决常见的堵塞问题。此外，顶吸罩可横向移动，唯有在出铁口及风口检修起吊时移开，平时均处在正常工位，不影响炉前工操作，不影响开堵铁口作业。