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电炉除尘器冶炼烟气的组成特点与捕集净化措施分析-新闻中心-泊头市 启源机械设备制造有限公司
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    电炉除尘器冶炼烟气的组成特点与捕集净化措施分析
    进入21世纪,科技进步和-生产力极大提高的同时,人口剧增、资源过度消耗、环境污染、生态破坏等全球性的重大问题日益突出。钢铁企业因其具有资源密集、能耗密集、生产规模大等特点,长期以来一直被公认为是 废气排放量大、污染严重的企业,特别是 以废钢为原料的电炉炼钢尤为突出。近年来,我国随着“短流程”炼钢工艺的发展,电炉炼钢的产量及产尘量正在迅速增加,电炉除尘设备炼钢的排尘量已由80年代的1t钢产生4kg粉尘增加到现在的1t钢产生12~18kg粉尘,同时烟气中还存在着二噁英等有毒有害污染物,是 一个不可忽视的污染源。所以,必须采取有效的捕集净化措施加以治理,使其达标排放,以减轻对环境的污染和危害。
    1、电炉冶炼烟气的组成与特点
    电炉冶炼一般分为熔化、氧 化和还原3个冶炼期。熔化期主要是 由于炉料(废钢)中的油脂类可燃物质的燃烧,以及金属在高温时的气化而产生黑褐色的烟气;氧 化期主要是 由于吹氧、加矶使炉内熔融态金属激烈氧 化脱碳,产生大量赤褐色烟气;还原期为除去钢液中的氧和硫,调整钢水的化学成分,而投入炭粉或硅铁等造渣材料,产生白色或黑色烟气。在3个冶炼期中,以氧 化期产生的烟气量最多、烟气温度最高、含尘浓度最大、粉尘粒度最细。
    2、烟气含尘量
    烟气中含尘量的大小与炉料的品种、清洁度及所含杂质有关,也与冶炼工艺和操作有关。一般中小型电炉每熔炼1t钢约产生8一12kg的粉尘,而大电炉每熔炼1t钢产生的粉尘量可高达20kg;在吹氧时,烟气含尘浓度(标态)可达20一30g/m³。
    3、烟气温度电炉烟气的温度很高,一般容量为30t左右的电炉,其炉口排烟温度为1200一1400℃,而超高功率电炉其烟气温度可高达1600℃。电炉粉尘的颗粒度根据电炉工艺操作条件变化而变化,颗粒度分布于0.1~100μm之间,且随着熔化期向氧 化期转移,其粉尘颗粒度逐渐变细。
    对于电炉烟气,目前采用的治理对策主要是 安装除尘系统。除尘系统包括两大部分:一是 烟气捕集系统;二是 烟气净化系统。
    电炉烟气治理的关键是 如何能够尽可能多地捕集到电炉所排放的烟气。如果烟气捕集率不高,即使再好的净化设备,也达不到治理效果。目前,对于电炉烟气的捕集,国内外采取的捕集形式主要有:“第四孔”、“屋顶罩”、“侧吸罩”、“第四孔+屋顶罩”、“全密闭罩”和“半密闭罩”等。通过对上述捕集形式在生产实践上应用的实际情况进行研究,本文对各种捕集形式的工艺流程及性能进行了对比。
    各种捕集形式各有利弊。从捕集效果来看,全密闭罩和半密闭罩效果最好;从投资额度来看,四孔排烟投资较少;从方便工人操作来看,屋顶罩和半密闭罩比较实用。综合考虑,半密闭罩的性价比较高。目前,国内已有越来越多的电炉炼钢企业采用半密闭罩这种捕集形式,如:杭州钢厂、广州钢厂、株洲钢厂、抚顺钢厂、大连钢厂等。这种半密闭罩的捕集形式具有以下几方面的优点:
    (1)若整个除尘系统设计合理,可获得较高的捕集效率,捕集率可大于90%;
    (2)电炉在熔化期、氧 化期及还原期均可排烟,不影响冶炼工艺;
    (3)对电炉产生的高分贝噪声起到一定的降噪作用;
    (4)可大大改善天车司机的工作条件,使其从高温辐射、噪音及烟尘的污染中解脱出来;
    (5)当冶炼发生沸腾意外爆炸事故时,密闭罩可起到相当于安全防护罩的作用。
    目前,随着我国钢铁行业的不断发展,电炉冶炼技术也在不断地更新,大容量、高功率甚至超高功率电炉越来越多,冶炼加碳氧、油氧喷桶,铁水热装等技术普遍应用,这使得电炉除尘设备冶炼烟气的强度也不断加大。为更好地捕集冶炼烟气,国内各设计院所都在努力探索和研制新的更为有效的捕集方式。
    近几年来,新的捕集形式不断出现,如“四孔+密闭罩”、“天车通过式集烟罩”等等。特别是 由无锡东方环境工程设计研究所研制的天车通过式集烟罩,以其结构简单、不影响冶炼工艺、投资少等特点受到了许多炼钢厂的好评。这种天车通过式集烟罩是 由半密闭罩和屋顶罩演化而来。它主要由顶吸罩、移动导流罩、固定导流罩等部分组成。电炉冶炼、加料、出钢时,产生的大量烟气依靠热抬升力上升,此时导流罩迫使电炉烟气在导流罩的范围内依据热辐射原理上升,同时减少空气混入和抑制车间内横向风的干扰。烟气上升至顶吸罩下沿时受引风机的负压作用,加上热烟气原有的运动惯性,进入顶吸罩,然后通过管道进入除尘器净化。天车通过式集烟罩形式。
    这种集烟罩集屋顶罩和半密闭罩的优点于一体,不仅可以将电炉冶炼全过程的烟气进行收集,而且还保持了半密闭罩的收尘效率,更重要的是 它完全不影响电炉正常冶炼的工况,尤为适用于冶炼强度高、烟气热抬升速度大的高功率、超高功率电炉。该集尘形式首先在首都钢厂和石家庄钢厂应用,取得了显著的效果。现在,抚顺钢厂、本溪钢厂和吉林铁合金钢厂等多家钢铁企业都采用了这种集尘形式。对于电炉冶炼烟气净化来说,目前不论国内还是 国际,绝大部分采用袋式除尘器,其技术已经成熟。袋式除尘器的优点:
    (1)对净化含微米或亚微米数量级的粉尘粒子的净化效率较高,一般可以达到99.00%,甚至可达99.99%;
    (2)可以捕集多种感性粉尘,特别是 高比电阻粉尘采用袋式除尘器净化要比电除尘器的净化效率高得多;
    (3)运行可靠,不会产生污泥处理和腐蚀等问题,操作、维护简单。
    目前,我国对电炉烟气的治理还基本停留在对粉尘的治理。然而,用作电炉原料的废钢,通常多带有有机化合物的涂层和油类。这些涂层中的涂料、增色剂、印色等在其生产过程中添加了多氯联苯;油类中高温用润滑油、切削油、空压机油等的主要成分含多氯联苯。这些废钢在预热、炉内预热和电炉内熔炼产生的烟气中就会含有一定量的二噁英。我国目前已经开始对电炉冶炼产生的二噁英污染治理问题进行研究,但并不广泛和深入。综合国外报道的一些治理对策,主要表现在以下几个方面。
    在电炉熔炼前对废钢进行拣选。尽量减少使用含有油漆、涂料、塑料和切削油等的废钢,以降低熔炼排放的二噁英和氯苯类等有毒物质的总量。
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