转炉一次除尘干法净化与回收系统

曹春++邵宁++雷国鹏

摘 要：随着我国对环境日趋重视，新的环保标准不断出台。超低排放的趋势促使着新技术、新工艺随之不断涌现。本文主要介绍了传统的转炉、特别是现有转炉一次干法除尘系统在这种排放标准不断提高的情况下，已经跟不上环保要求的速度。因此，对于现有的干法除尘系统通过改造的方式赶上排放标准的节奏就尤为重要和紧迫。

关键词：转炉；干法除尘系统；湿式电除尘器

中图分类号：TF713 文献标识码：A 文章编号：1671-2064（2017）03-0104-02

Abstract：Along with the increasing attention to the environment， the new environmental standards introduced gradually. Ultra-low emissions trend has prompted a new technology， new technology constantly emerging. This article mainly introduced the traditional converter， especially has built a dry process of converter dust removal system in the case of the emission standards continue to improve， already can't keep up with the speed of the requirements of environmental protection. Accordingly， to have built the dry dust removal system through reforming the way to catch up with the rhythm of the emission standards is particularly important and urgent.

Key words： Converter；Dry Dust Removal System；Wet ESP

1 前言

2015年3月，十二届全国人大三次会议《政府工作报告》明确要求“推动燃煤电厂超低排放改造”。2015年12月，国务院常务会议决定，在2020年之前对燃煤电厂全面实施超低排放（烟尘浓度5mg/Nm3）和节能改造。电力行业首当其冲，冶金行业同样也是迫在眉睫。

官方统计结果显示，我国现有600多座转炉，年产钢量超过6亿吨。大部分转炉煤气净化采用较为落后的湿法（OG法）除尘，完全不能满足国家的排放及节能减排的要求。从1994年宝钢第一次全套引进国外转炉煤气干法除尘系统开始，至今已有200多座转炉采用了干法技术，该技术基本上实现完全国产化。截止目前，所有现有的干法系統对于烟尘排放（干法系统中成为放散侧）的标准都达不到15mg/Nm3以下。反观目前燃煤电厂超低排放的标准，很快冶金行业也会面临超低排放的严峻考验。

2 现有转炉一次除尘干法净化与回收系统工艺

现有转炉一次除尘干法净化与回收系统工艺流程（图1所示）：氧气转炉炼钢工艺产生的高温烟气（1400～1600℃）经气化冷却烟道冷却后，温度降为800～1000℃，烟气再经过蒸发冷却器冷却，温度降至200～300℃，降温的同时对烟气进行了调质处理，另外烟气经过蒸发冷却器大约有30%～40%的粗粉尘被拦截[1]。

冷却和调质后的烟气进入电除尘器净化，烟气经电除尘器后烟尘量降至15mg/Nm3以下。

当净化后的烟气成份符合回收条件时，烟气由切换阀门切换至煤气冷却器，经煤气冷却器再次降温至70℃以下，烟尘量进一步降至10mg/Nm3以下，而后送至煤气柜。而当电除尘器净化后的烟气成份不符合回收条件时，则直接由切换站阀门切换至放散烟囱，外拍大气或点火放散。

3 现有干法系统面临的问题

现有干法系统中存在最主要的问题就是：当烟气成份不符合回收条件时，将烟尘浓度15mg/Nm3的烟气（煤气）不经处理，直接排放于大气。其次，大多数干法系统都是在原有湿法系统的场地上进行的改造升级，甚至对原有湿法系统的部分设备存在利旧的情况（比如原有的控制室、风机房、烟囱、水池等等。新建干法设备布置基本上都比较紧凑。这样在干法系统切换站之前进行改造就非常困难。所以，改造的方向就自认而然的落到了切换站与烟囱之间，在这里增设一台能够满足超低排放的湿式电除尘器[2]。

4 湿式电除尘器原理及技术特点

湿式电除尘器的工作原理和干式的类似，都是高压电晕放电使粉尘或水雾荷电，荷电的粒子在电场力的作用下到达集尘板，但在粉尘的清除方式上，干式电除尘器采用的是机械振打，而湿式电除尘器采用冲刷液冲洗电极，将收尘板上捕获的粉尘冲刷到灰斗中随之排出。结构特点[3]：

4.1 本体结构

湿式电除尘器主要由进出口烟道、除尘器壳体、导流板、整流格栅、阳极收尘板阴极线、绝缘箱、冲洗水系统、电源及控制系统组成。结构类型上一般分为板式和圆筒式两类，板式的集尘极为平板状，水膜形成性好，极板间均布电晕线，主体类似于干式电除尘器，能处理水平或垂直流动的烟气；圆筒式的集尘极一般为多根并列的圆形或多边形金属管，中间分布电晕线，只能处理垂直流动的烟气。湿式电除尘器外部构件采用普通碳素钢，内表面加涂层以防腐蚀，安装时要注意控制内表面的破损，特别是焊接点、构件连接处等。外壳的外部不需要保温，因为烟气温度低于饱和温度，因而外壳处的烟气也几乎没有降温。总体来看，管式集尘极要比板式的效率高、便于布置且占用空间少。

4.2 清灰方式

干式电除尘器是通过振打的方式，将集尘极上的积灰振落到灰斗，而湿式电除尘器是将冲刷液喷淋至集尘板上形成连续的液膜，随着冲刷液的流动将粉尘冲刷到灰斗中随之排出。若集尘极上的粉尘不能及时冲刷下来，会产生运行电压下降、电晕封闭和局部腐蚀等问题。常见的清灰方式包括自冲刷、喷雾冲刷和液膜冲刷。不管哪类冲刷方式，冲刷液中含有的大量悬浮颗粒物以及酸性物质，直接排放会造成二次污染和水资源的浪费，因此需要解决灰水循环和水耗问题建议对冲洗水采用闭式循环。

湿式电除尘器的优缺点：对粉尘的适应能力强，能达到很高的除尘效率，烟尘排放浓度长期保持在2～5mg/Nm3的水平；没有二次扬尘；没有锤击设备等易损部件，可靠性高；能有效去除亚微米级颗粒、SO3气溶胶和石膏微液滴，对控制PM2.5、蓝烟和石膏雨效果良好；由于在电除尘器内电场气流速度较高，灰斗的倾斜角减小，设备的布置紧凑；降低烟气中总的携带水量，有效抑制烟囱“冒白烟”。

5 转炉一次除尘干法净化与回收系统工艺改造

从干法系统本身的特点进行分析，现有干法系统煤气回收对烟尘浓度的要求低于10mg/Nm3，是指在进入煤气柜时的烟气含尘浓度，工艺中设置的煤气冷却器不仅实现了烟气降温70℃的同时也起到了再次除尘的目的；而放散时烟尘浓度的设计要求仅低于15mg/Nm3，不经进一步处理就直接排放于大气。在现有技术的基础之上，保证不影响回收侧的烟气参数，仅在切换站与放散烟囱之间管道部分增设一台圆筒型湿式电除尘器，即可满足烟尘浓度低于5mg/Nm3的超低排放要求。系统工艺改造图2所示。

转炉煤气干法回收与净化系统工艺改造的关键就在于此，在煤气切换站与排放烟囱之间增设除尘效果佳（可实现超低放排）、除雾效果好的湿式电除尘器。由它来“把好最后一道排放关”，实际上，这也是最关键的“一道关”。

改造后的工艺与原有干法系统相比主要有以下幾个特点：

（1）放散阶段（烟囱排放）烟尘浓度长期保持在2～5mg/Nm3；（2）更加适合于国内外现有及新建干法除尘系统的改造升级。目前的干法除尘系统基本上内部布置都比较紧凑，无法增设其他设备（如在切换站与风机消音器之间增设湿式电除尘器，这种工艺路线也可以达到超低排放的要求，但比较适合于新建项目）。但普遍切换站与烟囱之间的场地相对都比较宽裕，这就为该改造工艺提供了便利条件。（3）新增湿式电除尘器所需水系统可与原干法系统煤气冷却器水系统共用，无需新建。节约改造成本，同时不增加耗水量。（4）与其他改造工艺相比，节电效果显著。（5）对于原系统工艺基本不存在影响，仅将原切换站控制与湿式电除尘器工作指令进行连锁，实现湿法电除尘器在放散阶段工作、回收阶段停机，满足节能降耗的要求。

6 结语

综上所述，对于传统干法系统为满足“超低排放”的号召，又困于场地受限、资金受限等因素，该改造工艺不失为一个立竿见影的解决办法。新建干法系统已经逐步向着超低排放的方向迈进，现有项目则要迎头赶上，为我国的环境保护做出更多的贡献。

参考文献

[1]刘鹤忠，陶秋根.湿式电除尘器在工程中的应用[J].电力勘测设计，2012（3）：43-47.

[2]张冬丽，毛艳丽，曲余玲.转炉煤气干法除尘技术应用现状[J].世界钢铁，2012（5）：57-60.

[3]孟泽，陈津，刘春虎.转炉一次干法除尘技术的应用与改进[J].山西冶金，2016（4）：68-69.