在介紹國(guó)內(nèi)鋼鐵企業(yè)傳統(tǒng)轉(zhuǎn)爐除塵技術(shù)的基礎(chǔ)上，綜述了轉(zhuǎn)爐LT法 +BF超低排放技術(shù)、轉(zhuǎn)爐OG 系統(tǒng)濕法除塵超低排放技術(shù)和聲波團(tuán)聚超低排放技術(shù)。轉(zhuǎn)爐 LT 法 + BF 超低排放技術(shù)能解決全工況下煙塵排放問題，且投資費(fèi)用低; 轉(zhuǎn)爐 OG 系統(tǒng)濕法除塵超低排放技術(shù)占地面積小，便于施工且均為成熟技術(shù); 聲波團(tuán)聚超低排放技術(shù)除塵效率高，設(shè)備運(yùn)行穩(wěn)定，流程簡(jiǎn)單。文中列舉的成功案例為鋼鐵行業(yè)除塵提供了寶貴經(jīng)驗(yàn)。

鋼鐵行業(yè)是我國(guó)大氣污染的重要來源，現(xiàn)有轉(zhuǎn)爐除塵技術(shù)最低的顆粒物排放量也只是在15mg/m3左右。為了深化工業(yè)污染治理、堅(jiān)決打贏藍(lán)天保衛(wèi)戰(zhàn)，2019 年 4 月底，生態(tài)環(huán)境部會(huì)同五部委聯(lián)合印發(fā)了 《關(guān)于推進(jìn)實(shí)施鋼鐵行業(yè)超低排放的意見》，明確推進(jìn)鋼鐵行業(yè)超低排放工作勢(shì)在必行，要求鋼鐵企業(yè)轉(zhuǎn)爐一次煙氣顆粒物排放限值≤10 mg /m3。文章首先簡(jiǎn)要介紹目前國(guó)內(nèi)鋼鐵企業(yè)傳統(tǒng)轉(zhuǎn)爐除塵技術(shù)，在此基礎(chǔ)上，詳細(xì)介紹轉(zhuǎn)爐 LT 法 + BF 超低排放技術(shù)、轉(zhuǎn)爐 OG 系統(tǒng)濕法除塵超低排放技術(shù)和聲波團(tuán)聚超低排放技術(shù)。

1 轉(zhuǎn)爐干法一次除塵超低排放技術(shù)

1. 1 傳統(tǒng)轉(zhuǎn)爐干法一次除塵技術(shù)

在傳統(tǒng)轉(zhuǎn)爐干法一次除塵 ( 簡(jiǎn)稱 LT 法) 系統(tǒng)中，轉(zhuǎn)爐產(chǎn)生的 1400 ～ 1600℃ 高溫?zé)煔饨?jīng)由活動(dòng)煙罩捕集，通過汽化冷卻煙道對(duì)煙氣進(jìn)行首次冷卻降溫至 800 ～ 1000℃，同時(shí)還可以進(jìn)行熱能回收。煙氣到達(dá)蒸發(fā)冷卻器后，通過蒸發(fā)冷卻的方式對(duì)煙氣進(jìn)行二次降溫。為了滿足電除塵器工作的溫度要求，將冷卻器出口煙氣溫度控制在170 ～ 250℃ 。同時(shí)冷卻器對(duì)粗顆粒粉塵進(jìn)行捕集，調(diào)質(zhì)處理后使得粉塵的比電阻更利于后續(xù)電除塵器對(duì)粉塵的捕集。靜電除塵器進(jìn)行精除塵，也是滿足超低排放要求的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。煙氣通過ID 風(fēng)機(jī)變頻調(diào)節(jié)后，進(jìn)入三通切換閥，不符合回收條件的煙氣經(jīng)由放散杯閥、放散煙囪點(diǎn)火放散; 當(dāng)煙氣符合回收條件，關(guān)閉放散杯閥，打開回收杯閥，煙氣通過煤氣冷卻器降溫除塵再進(jìn)入煤氣柜。轉(zhuǎn)爐干法一次除塵系統(tǒng)的工藝流程如圖1 所示。

1. 2 轉(zhuǎn)爐 LT 法 + 布袋式除塵器超低排放技術(shù)

轉(zhuǎn)爐 LT 法 + BF ( 布袋除塵器) 工藝技術(shù)是在傳統(tǒng) LT 法的基礎(chǔ)上，在煙囪前加設(shè)布袋除塵器，其最大的技術(shù)障礙就是除塵器的安全。布袋的最高承載溫度約 250℃。轉(zhuǎn)爐煙氣主要成分是O2和 CO，有燃爆的可能性，燃爆會(huì)燒毀除塵器。通過對(duì)整個(gè)冶煉過程 7 個(gè)階段中的煙氣成分進(jìn)行跟蹤檢測(cè)，分析確定每個(gè)階段產(chǎn)生 O2和 CO的混合交界的情況，最終確定了轉(zhuǎn)爐 LT 法 + BF系統(tǒng)工藝流程如圖 2 所示。

福建三鋼集團(tuán)的三明本部煉鋼廠利用大修機(jī)會(huì)，在原 LT 法基礎(chǔ)上，在放散側(cè)增加袋式除塵器 ( BF)，改造前后的排放檢測(cè)數(shù)據(jù)見表 1。

取樣結(jié)果表明，加了布袋后會(huì)顯著降低排放指標(biāo)。根據(jù)袋式除塵器的特性，合理設(shè)計(jì)，制造安裝調(diào)試，排放的顆粒物濃度能穩(wěn)定達(dá)到設(shè)計(jì)要求。由于轉(zhuǎn)爐煤氣周期性波動(dòng)，以及干法除塵煙氣處理前段需要噴水降溫，所以要控制好煙氣溫度不低于露點(diǎn)溫度，避免在布袋上形成結(jié)露影響除塵效果。

1. 3 “煤冷前移” 的超低排放技術(shù)

將三通切換閥和回收杯閥后的煤氣冷卻器前移到三通切換閥之前，無(wú)論符不符合回收條件的煙氣都要經(jīng)過煤氣冷卻器的水浴除塵，再經(jīng)過三通切換閥分別放散和回收。“煤冷前移”系統(tǒng)如圖 3 所示。

山東萊鋼轉(zhuǎn)爐煉鋼廠實(shí)際應(yīng)用了該工藝，現(xiàn)場(chǎng)反映效果良好，能達(dá)到超低排放標(biāo)準(zhǔn)。

1. 4 增加濕式電除塵器

在干法除塵系統(tǒng)基礎(chǔ)上增加濕式電除塵器，即在放散杯閥和放散煙囪之間增加圓筒型濕式電除塵器。目前國(guó)內(nèi)暫無(wú)成功案例。

2 轉(zhuǎn)爐 OG 系統(tǒng)濕法除塵超低排放技術(shù)

2. 1 傳統(tǒng)轉(zhuǎn)爐濕法一次除塵系統(tǒng)

在傳統(tǒng)轉(zhuǎn)爐濕法一次除塵 ( 簡(jiǎn)稱 OG 法) 系統(tǒng)中，轉(zhuǎn)爐煉鋼產(chǎn)生的 1400 ～ 1600℃ 高溫?zé)煔?，通過汽化冷卻煙道降溫至 900℃ 左右; 煙道出口的含塵煙氣再依次進(jìn)入溢流文氏管、重力脫水器、ＲD 可調(diào)喉口文氏管、90°彎頭脫水器和濕旋脫水器，除去煙氣中的大部分粉塵; 最后經(jīng)由風(fēng)機(jī)抽出，不具備回收條件的煙氣由放散煙囪點(diǎn)火放散排放，具備回收條件的煤氣經(jīng)旋轉(zhuǎn)水封逆止閥后送入煤氣柜。轉(zhuǎn)爐 OG 法一次除塵系統(tǒng)如圖4 所示。

2. 2 轉(zhuǎn)爐 OG 法 + 濕式徑流式電除塵器技術(shù)

“OG 法 + 濕式徑流式電除塵”技術(shù)方案是在現(xiàn)有轉(zhuǎn)爐濕法一次除塵系統(tǒng)的設(shè)施基礎(chǔ)上增加濕式徑流式電除塵器及其配套系統(tǒng)。其工藝流程為: 轉(zhuǎn)爐高溫含塵煙氣經(jīng) OG 系統(tǒng)降溫除塵后，進(jìn)入濕式徑流式電除塵器; 濕式徑流式電除塵器凈化后的煙氣，通過管道輸送至 90° 彎頭脫水器，脫水器內(nèi)設(shè)置旋流片，煙氣在離心力的作用下進(jìn)行脫水; 經(jīng)過兩道 90°彎頭脫水器進(jìn)一步脫水后，對(duì)煙氣進(jìn)行回收或放散。即 OG 系統(tǒng) +濕式徑流式電除塵器 + 90°彎頭脫水器 + 90°彎頭脫水器的工藝流程，如圖 5 所示。

其中濕式徑流式電除塵器工作原理是將收塵陽(yáng)極板垂直于氣流方向布置，使得電場(chǎng)力和引風(fēng)力的方向在同一水平線，粉塵受到的電場(chǎng)力與引風(fēng)力方向相同，提高了除塵效率。

首鋼遷安煉鋼廠有 3 座 210t 轉(zhuǎn)爐，最開始采用的是 OG 法除塵技術(shù)，排放濃度一直在 80 ～100mg / m3。隨著環(huán)保要求的提高，原排放指標(biāo)已遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能達(dá)到要求。經(jīng)過改造，在保留已有濕式除塵工藝流程的基礎(chǔ)上嵌入濕式徑流式電除塵器系統(tǒng)，經(jīng)第三方檢測(cè)，升級(jí)改造后粉塵排放小于 10mg /m3，環(huán)保指標(biāo)大幅提高。

3 轉(zhuǎn)爐聲波團(tuán)聚除塵超低排放技術(shù)

工作原理: 在煙氣進(jìn)入除塵器之前，采用高強(qiáng)聲場(chǎng)進(jìn)行輻射處理，調(diào)節(jié)聲波到最佳頻率以達(dá)到最佳的團(tuán)聚效果，在短短數(shù)秒內(nèi)，使得煙氣中的粉塵顆粒發(fā)生團(tuán)聚，煙氣中的粉塵顆粒粒徑增大、數(shù)量減少，在后續(xù)的除塵過程中獲得較高的除塵效率，從而達(dá)到超低排放的標(biāo)準(zhǔn)。優(yōu)點(diǎn): 除塵效率高，設(shè)備運(yùn)行穩(wěn)點(diǎn)，安全性好; 施工方便、流程簡(jiǎn)單、布置緊湊; 投資和運(yùn)行維護(hù)費(fèi)用低; 高效節(jié)能。

將聲波團(tuán)聚除塵技術(shù)應(yīng)用于奧森公司 3 臺(tái)120t 轉(zhuǎn)爐一次濕法除塵改造。原系統(tǒng)為濕法 OG系統(tǒng)，將旋流脫水器改造為帶聲波團(tuán)聚的高效除塵器。表 2 是奧森公司 3 號(hào)轉(zhuǎn)爐超低排放改造前后煙道內(nèi)排放顆粒物的采樣結(jié)果。改造后，顆粒物排放濃度非常低，可見該技術(shù)對(duì)超凈排放非常有利。

4 結(jié)論

表 3 給出了文中列舉的各種超低排放技術(shù)的優(yōu)缺點(diǎn)。

目前，國(guó)內(nèi)大多數(shù)鋼廠的傳統(tǒng)干法一次除塵和濕法一次除塵都很難符合現(xiàn)行超低排放標(biāo)準(zhǔn)。在不影響現(xiàn)有運(yùn)行系統(tǒng)的情況下，需要對(duì)已有的工藝設(shè)備進(jìn)行改進(jìn)和完善，達(dá)到小于 10mg /m3的超低排放。在傳統(tǒng)轉(zhuǎn)爐 LT 法基礎(chǔ)上增加布袋除塵系統(tǒng)，能實(shí)現(xiàn)全工況下的超低排放; LT 法+ “煤冷前移”，與增加布袋除塵器相比一次投資和運(yùn)行費(fèi)用較低，與干法系統(tǒng)增加濕式電除塵器相比性價(jià)比較高; 采用傳統(tǒng) OG 法 + 濕式徑流式電除塵器的超低排放技術(shù)，占地面積較小，便于施工; 采用聲波團(tuán)聚技術(shù)，使得細(xì)顆粒之間發(fā)生團(tuán)聚，顯著提高除塵效率，實(shí)現(xiàn)超低排放，改造范圍小，難度低。

來源：北極星環(huán)保網(wǎng)

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