轉(zhuǎn)爐煤氣LT干法除塵工藝研究

許文斐　徐丹　孫威　賴志強(qiáng)

【摘 要】轉(zhuǎn)爐煤氣LT干法除塵技術(shù)的合理應(yīng)用，能夠幫助企業(yè)最大限度地提升能源利用率，起到良好的節(jié)能減排作用。與濕法除塵技術(shù)相比較，轉(zhuǎn)爐煤氣LT干法除塵技術(shù)更加適合我國冶金工業(yè)建設(shè)的穩(wěn)定持續(xù)發(fā)展，其優(yōu)勢在于除塵工作效率高、運(yùn)行成本低及占地面積小，從而被廣泛應(yīng)用在冶金工業(yè)領(lǐng)域中，創(chuàng)造出眾多現(xiàn)實(shí)價(jià)值。文章進(jìn)一步對轉(zhuǎn)爐煤氣LT干法除塵工藝展開分析與探討，旨在為同行提供科學(xué)參考依據(jù)。

【關(guān)鍵詞】轉(zhuǎn)爐煤氣;LT干法除塵;實(shí)踐應(yīng)用

【中圖分類號(hào)】X757 【文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼】A 【文章編號(hào)】1674-0688（2019）11-0076-02

0 引言

當(dāng)前是經(jīng)濟(jì)全球化時(shí)代，我國冶金工業(yè)建設(shè)發(fā)展要與時(shí)俱進(jìn)，跟上時(shí)代前進(jìn)的腳步。各個(gè)鋼鐵企業(yè)要積極轉(zhuǎn)變自身的管理理念，充分認(rèn)識(shí)轉(zhuǎn)爐煤氣LT干法除塵工藝技術(shù)實(shí)踐應(yīng)用在生產(chǎn)中的重要性，其不僅能夠?qū)崿F(xiàn)減少煤氣的排放、降低水資源的利用，還能夠完成對釋放蒸汽的回收利用，達(dá)到節(jié)能減排的生態(tài)環(huán)保目的，推動(dòng)社會(huì)經(jīng)濟(jì)和諧穩(wěn)定地發(fā)展。因此，現(xiàn)代企業(yè)要結(jié)合自身發(fā)展情況和條件，合理引進(jìn)轉(zhuǎn)爐煤氣LT干法除塵工藝技術(shù)，搭建起完善的干法除塵系統(tǒng)，確保除塵系統(tǒng)能夠安全穩(wěn)定地運(yùn)行，有效發(fā)揮干法除塵技術(shù)，提高煤氣回收率和降低企業(yè)能源消耗的價(jià)值和作用。

1 轉(zhuǎn)爐煤氣除塵方式

轉(zhuǎn)爐煤氣除塵方式被劃分為兩種：一種是濕法除塵工藝，另一種是干法除塵工藝。前者發(fā)展至今已經(jīng)有50多年，從最早的IC法到如今的OG法，它的工作原理是通過促使煤氣中的塵粒與水進(jìn)行相互碰撞凝聚，從而實(shí)現(xiàn)塵粒與氣流的有效分離目標(biāo)，該種除塵方式操作簡單、系統(tǒng)安全可靠[1]，但是在實(shí)際工作中容易產(chǎn)生二次污染，并且會(huì)消耗大量的水資源，因此，不利于生態(tài)環(huán)境與社會(huì)經(jīng)濟(jì)的協(xié)調(diào)發(fā)展。后者最早由蒂森公司與西德魯奇公司共同研發(fā)推出，干法除塵技術(shù)簡稱為LT法，該項(xiàng)除塵方法的工作原理是通過合理利用電極放電促使煤氣中塵粒帶電，然后在電場作用下將塵粒吸附在集塵電極上。干法除塵工藝最大的優(yōu)勢在于除塵工作質(zhì)量好、效率高，能夠幫助企業(yè)節(jié)省更多能源，避免各項(xiàng)資源浪費(fèi)。經(jīng)測算，干法除塵系統(tǒng)循環(huán)水量是濕法除塵的28%，是濕式除塵系統(tǒng)的1/5左右。整個(gè)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了污水零排放，避免了二次污染，節(jié)水效果顯著。

2 轉(zhuǎn)爐煤氣LT干法除塵工藝

2.1 LT干法除塵技術(shù)及其特點(diǎn)

LT干法除塵工藝主要包括煙氣冷卻、凈化回收及粉塵輸送3個(gè)部分。企業(yè)轉(zhuǎn)爐煉鋼過程中排放的煙氣，經(jīng)過冷卻煙道從1 450 ℃降到800～1 000 ℃，降溫后的煙氣被排放到蒸發(fā)冷卻器中。在外混雙介質(zhì)噴槍急速降溫作用下，煙氣溫度下降到200～250 ℃，并經(jīng)過調(diào)質(zhì)處理有效降低煙塵電阻率，收集到總含塵量為30%～40%的粗粉塵。當(dāng)煙氣經(jīng)過前期處理會(huì)進(jìn)入圓筒形電除塵器展開深入凈化作業(yè)，在圓筒形電除塵器輔助應(yīng)用下促使煙氣含塵質(zhì)量濃度下降至10 mg/m3，達(dá)到良好的除塵工作效率。

隨著我國冶金工業(yè)不斷發(fā)展，生態(tài)環(huán)保理念不斷推廣，國家和社會(huì)越來越重視工業(yè)生產(chǎn)管理過程中的生態(tài)環(huán)保工作。運(yùn)用傳統(tǒng)濕法凈化回收系統(tǒng)會(huì)有產(chǎn)生二次污染和能源消耗量大的缺點(diǎn)，不利于實(shí)現(xiàn)我國工業(yè)與生態(tài)環(huán)境建設(shè)工作的可持續(xù)發(fā)展。而LT干法除塵工藝技術(shù)的應(yīng)用則能夠打破這個(gè)弊端，無需企業(yè)使用大量濁環(huán)水洗滌煤氣[2]。同時(shí)，因?yàn)槿∠她嫶蟮奈鬯幚碓O(shè)施，所以該工藝節(jié)約了電力能源消耗。干法除塵系統(tǒng)的總用電負(fù)荷是濕法除塵的50%，大大節(jié)約了運(yùn)行成本。煙氣通過合理采用蒸發(fā)冷卻器、靜電除塵器及煤氣冷卻器，高效完成對轉(zhuǎn)爐煤氣的除塵處理工作，能夠最大化提高企業(yè)的煙氣除塵工作質(zhì)量和效率，并且?guī)椭髽I(yè)節(jié)省更多資源，避免產(chǎn)生二次污染，從而得到廣泛應(yīng)用。

2.2 LT干法除塵技術(shù)工藝流程

LT干法除塵技術(shù)工藝的實(shí)踐應(yīng)用流程從轉(zhuǎn)爐爐口開始。首先，基于開啟主引風(fēng)機(jī)的抽引作用，轉(zhuǎn)爐煤氣會(huì)有效被煙罩收集，并將其傳遞到汽化冷卻煙道中。煤氣在汽化冷卻煙道中與循環(huán)水展開熱量交換，這樣一來煤煙氣的溫度就會(huì)得到有效下降，下降后的煙氣會(huì)進(jìn)入蒸發(fā)冷卻器中。其次，基于蒸發(fā)冷卻器的作用，高壓水和水蒸氣經(jīng)過噴嘴噴射入蒸發(fā)冷卻器內(nèi)與煙氣混合，該過程不僅能夠起到有效降溫?zé)煔獾淖饔?，還可以促使煙氣中大量粗粉塵顆粒與水蒸氣產(chǎn)生凝聚而沉降去除，形成的粗粉塵會(huì)經(jīng)過鏈?zhǔn)捷斔蜋C(jī)達(dá)到粗煙塵倉。煙氣經(jīng)過蒸發(fā)冷卻器處理后，其溫度會(huì)下降到200～250 ℃，然后該部分煙氣會(huì)排放至靜電除塵器。靜電除塵器內(nèi)部存在4個(gè)高壓電場，在高壓電場的力作用下會(huì)有效從煙氣中收集到細(xì)灰塵，從而降低煙氣中的含塵量，此時(shí)含塵量會(huì)降至10 mg/m3。最后，收塵極板上所收集到的細(xì)灰塵會(huì)由除塵器內(nèi)的振打輸灰裝置處理，促使細(xì)灰塵從極板和極線上被有效敲打下來，并進(jìn)入對應(yīng)的細(xì)灰倉[3]。當(dāng)煤氣經(jīng)過一系列凈化處理操作后，就能夠達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)回收條件，在煤氣冷卻器的冷卻作用下煤氣溫度會(huì)下降至70 ℃，這樣就能夠被企業(yè)收集到煤氣柜中作為二次能源使用，降低企業(yè)能源消耗。部分煙氣如果不滿足標(biāo)準(zhǔn)回收條件，企業(yè)需要將其放散到煙囪點(diǎn)進(jìn)行點(diǎn)火充分燃燒，最終排放到大氣中。轉(zhuǎn)爐煤氣LT干法除塵工藝技術(shù)應(yīng)用流程如圖1所示。該項(xiàng)工藝技術(shù)對轉(zhuǎn)爐系統(tǒng)的控制和操作管理要求較高，但是與濕法除塵相比占地面積減少，便于管理和維護(hù)，可以幫助企業(yè)高效解決煙氣處理問題。

3 轉(zhuǎn)爐煤氣LT干法除塵系統(tǒng)注意事項(xiàng)

現(xiàn)代工業(yè)企業(yè)在轉(zhuǎn)爐煤氣LT干法除塵系統(tǒng)運(yùn)行管理過程中，要高度重視系統(tǒng)安全故障的防范控制，安排專業(yè)人員加強(qiáng)對系統(tǒng)運(yùn)行的日常維護(hù)管理。轉(zhuǎn)爐煤氣LT干法除塵系統(tǒng)常見的安全故障主要包括以下內(nèi)容。

（1）系統(tǒng)泄爆故障。該故障是轉(zhuǎn)爐煤氣LT干法除塵系統(tǒng)運(yùn)行過程中較為常見的故障，其會(huì)影響到除塵器的安全正常使用，降低靜電除塵器實(shí)際除塵效率，造成企業(yè)一定的經(jīng)濟(jì)損失。導(dǎo)致系統(tǒng)泄爆故障產(chǎn)生的主要原因是煙氣中的一氧化碳和氧氣混合后濃度上升至爆炸極限，然后經(jīng)電場中高壓閃絡(luò)的電弧火花引發(fā)爆炸事故。針對該故障問題，相關(guān)工作人員可以采取優(yōu)化調(diào)整轉(zhuǎn)爐吹氧流量、專業(yè)規(guī)范冶煉操作及科學(xué)控制爐吹煉等方式，有效降低系統(tǒng)泄爆安全故障發(fā)生的概率。

（2）蒸發(fā)冷卻器積灰。在轉(zhuǎn)爐煤氣LT干法除塵系統(tǒng)中，蒸發(fā)冷卻器噴淋效果起到重要的除塵和凈化作用，如果經(jīng)過蒸發(fā)冷卻器的水流量過大，將會(huì)導(dǎo)致冷卻器中的煙氣出現(xiàn)過濕現(xiàn)象，這樣會(huì)造成蒸發(fā)冷卻器內(nèi)壁積灰嚴(yán)重、煙氣溫度過高及粉塵過濕等問題[4]，從而降低了整個(gè)系統(tǒng)的除塵效率。對此，設(shè)計(jì)人員必須通過科學(xué)設(shè)置噴槍裝置，確保能夠霧化介質(zhì)壓力，并且工作人員需定期檢查清理噴槍裝置，防止蒸發(fā)冷卻器出現(xiàn)大量積灰問題。

（3）輸灰系統(tǒng)故障。在轉(zhuǎn)爐煤氣LT干法除塵工藝系統(tǒng)中，輸灰系統(tǒng)組成部分主要包括輸灰機(jī)、刮灰機(jī)、斗提機(jī)及卸灰閥等。倘若除塵系統(tǒng)中的蒸發(fā)冷卻器噴淋效果偏差，將會(huì)產(chǎn)生大量濕灰粉塵，這樣會(huì)給輸灰系統(tǒng)帶來更多運(yùn)行壓力，致使輸灰裝置過載進(jìn)而發(fā)生斷鏈、輸灰通道堵塞及卸灰工作困難等問題，影響到除塵系統(tǒng)安全穩(wěn)定地持續(xù)運(yùn)行。對此，相關(guān)工作人員要先確?？茖W(xué)控制好蒸發(fā)冷卻器的良好噴淋冷卻效果，提高蒸發(fā)冷卻器的干粉塵處理效率。粉塵在輸灰機(jī)的溫度達(dá)300～400 ℃，工作人員在輸灰設(shè)備上需合理使用耐高溫材質(zhì)。除此之外，工作人員需定期檢查優(yōu)化調(diào)節(jié)刮板輸灰機(jī)上的鏈條松緊度。由于受到高溫粉塵的影響，刮板輸灰機(jī)鏈條會(huì)產(chǎn)生熱脹冷縮問題，所以工作人員要經(jīng)過多次調(diào)節(jié)直至鏈條不再出現(xiàn)伸長。

4 結(jié)語

綜上所述，與濕法除塵系統(tǒng)相比，轉(zhuǎn)爐煤氣LT干法除塵工藝系統(tǒng)在能源利用消耗、除塵效果上更具優(yōu)勢，但同時(shí)也對轉(zhuǎn)爐操作和系統(tǒng)控制提出更高的要求。現(xiàn)代工業(yè)企業(yè)要想充分發(fā)揮轉(zhuǎn)爐煤氣LT干法除塵工藝技術(shù)的價(jià)值作用，必須加強(qiáng)對該項(xiàng)技術(shù)的深入研究應(yīng)用，組建起高素質(zhì)的技術(shù)人才隊(duì)伍，提高對轉(zhuǎn)爐煤氣LT干法除塵系統(tǒng)的控制管理水平，避免系統(tǒng)在運(yùn)行過程中出現(xiàn)各種故障，影響到轉(zhuǎn)爐煤氣LT干法除塵工藝系統(tǒng)的工作質(zhì)量和效率，難以提高煤氣LT干法除塵工藝系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)性與安全可靠性，也無法保障我國生態(tài)經(jīng)濟(jì)建設(shè)健康穩(wěn)定地發(fā)展。

參 考 文 獻(xiàn)

[1]馬良.轉(zhuǎn)爐煤氣干法除塵回收系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)的優(yōu)化應(yīng)用[J].環(huán)境工程，2015（3）：51-54.

[2]李海英，張?zhí)?，滕軍華，等.轉(zhuǎn)爐LT干法除塵工藝應(yīng)用存在問題及解決方法[J].工藝研究，2017（3）：54-56.

[3]鞏婉峰.轉(zhuǎn)爐一次除塵新OG法與LT法選擇取向探析[J].鋼鐵技術(shù)，2016（3）：87-89.

[4]張福明，張德國，張凌義，等.大型轉(zhuǎn)爐煤氣干法除塵技術(shù)研究與應(yīng)用[J].鋼鐵，2016，48（2）：1-9，43.