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，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

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

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

尘源工作同时工总风量104m3/h 点作点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-1 500 000-596 000 180 000-210 000 风压/Pa 4 200-4 500 3900-4200 计算温度/℃ 40-60 70 风机转速/r.min-1 730 960 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

首钢2号高炉出铁场烟气治理技术

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-1 550 000 200 000 过滤面积/m2 7 995 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。

首钢2号高炉出铁场烟气治理技术

4.2 摆动流槽的烟气捕集

摆动流槽采用移动密封罩捕集烟气，将原有2个下部侧吸及1个上部侧吸集中合并为1个顶吸。捕集罩分左右移动罩，有开合2种状态。在检修流槽或除流槽残铁时可打开捕集罩，平时合上捕集罩，吸口放在顶部，加上导流板使其气流组织更趋合理。利用烟气的热抬升实现诱导捕集，且把捕集罩做高，算，风机低速工作时间约占整个工作时间的3o％，可大幅度节约电能，按每天24h，每年340个工作日计算，单变频调速这一项每年就可节约电约244．8万l ，每kWh电费按O．4元计算，每年可节约人民币近100万元。

6 1 700m3高炉出铁场除尘系统改造前后的技术指标对比

增大其贮烟容积，分配大的风量(18万m3／h)。这样还有效地解决了从铁水罐口冒出的烟气由于横向风干扰而四处漂散的问题。 4.3 撇渣器烟气捕集罩及铁沟、渣沟捕集罩的

特点

撇渣器俗称“小庙”。在原有基础上作适当改造，增大罩形，风量配置6万m3

，根据此处烟气的特点，改原有侧吸为顶吸。

出铁沟、下渣沟利用原沟道通风排烟，渣铁沟扩大后，相应的作扩容改造。 5 运行控制及节能

(1)针对大型高炉普遍是2个以上的出铁场的特点及2#高炉间歇式出铁的工作制度(高炉每次出铁约70min，每次出铁间隔时间约30min)，采用倒产阀切换的控制方式。南出铁场出铁时南场倒产阀打开并关闭北场倒产阀，北出铁场出铁则反之。