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湿式电除尘器在转炉湿法除尘系统改造中的应用

所属分类:新闻资讯 点击次数:5518 发布日期:2020-03-05

一、引言

钢铁企业自本世纪初期十年的发展后,已形成了年产约10亿吨钢的庞大规模,根据初步的统计,全国重点大中型钢铁企业的转炉765座(2014年统计),而其中约2/3数量的转炉一次除尘采用的是湿法(OG法)进行除尘,其中绝大部分不能达到新的排放要求,面临改造。

干法(LT系统)净化回收系统属于新一代的除尘技术,因其节水、节电、省地、回收煤气量大、除尘效率高等优点被钢铁企业所接受;自08年至今,钢厂新建项目基本上采用的都是干法除尘工艺;尽管湿法除尘系统改干法,具有较大的技术优势,但实施过程中已建厂房存在厂房内部改造空间受限、厂房外占地不足的问题,使得湿法系统改干法存在困难。为解决上述难题,基于转炉一次烟气净化用的湿式电除尘器孕育而生。转炉一次烟气用湿式电除尘器能集成到现有的湿法除尘系统中,能更大限度的利用现有的系统,优化系统配置,提高除尘效率,实现转炉烟气的超洁净排放。

二、转炉一次烟气用湿式电除尘器的工艺配置

常见的转炉OG系统湿法除尘,多采用粗除尘(溢流文氏管、洗涤塔)、精除尘(可调喉口文氏管、RSW环缝)及脱水器串联的方式运行。转炉吹炼过程中产生的高温含尘烟气,经汽化冷却烟道初步冷却,进人湿法除尘系统进行降温除尘,降温后的饱和烟气进入煤气风机,经三通阀,满足煤气回收条件的被回收利用,不满足回收条件的被放散排人大气中,其具体流程图,见图1

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三、转炉湿法除尘系统的除尘机理及能耗分析

如上文所讲,转炉湿法除尘老OG系统主要采用双文氏管除尘,即溢流文氏管和调径文氏管。喉口直径一定的溢流文氏管主要起降温和粗除尘作用。经汽化冷却烟道,烟气冷却至800-1000,通过溢流文氏管时能迅速冷却到70-80℃,并使烟尘凝聚,通过扩张段和脱水器将烟气中粗粒烟尘除去,除尘效率为90%-95%。当喉口速度为40-60m/s,出口烟气速度为15-20m/s时,一文阻力损失在3-5kPa。调径文氏管在喉口部位装有调节机构,主要用于精除尘。吹炼过程中烟气量变化很大,为了保持喉口烟气速度不变以稳定除尘效率,要能随烟气量变化相应增大或缩小喉口断面面积,保持喉口处烟气速度一定;还可以通过调节风机的抽气量控制炉口微压差,确保回收煤气质量。调径文氏管收缩段的进口烟气速度为1520/s;二文阻损一般为1012kPa。双文除尘结构,因技术上的限制,存在阻力大,排放浓度高的问题。相对而言,高效洗涤塔与环缝文氏管搭配的塔文结构,系统阻力低;环缝文氏管调节范围大,布水均匀,净化效果好,可将排放浓度降到50mg/m3;然而当需要进一步提高塔文结构的除尘效率时,无论是双文结构还是塔文结构,实现起来都非常困难。根据已有的转炉粉尘粒径的分析,约30%的粉尘粒径都在5um以下,如果利用单级文氏管去除这些粉尘,需要极高的能耗。图2给出了5um以下的粉尘粒径除尘效率与文氏管压力损失的关系,可以看出,当除尘效率大于99%时,单级环缝文氏管对应的阻力接近15kPa,耗能相当大。

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四、转炉一次烟气湿法除尘系统改造中的湿式电除尘器方案

近年来,钢铁工业节能减排指标大幅改善,但由于总体规模大,导致能耗总量高、污染物排放总量大,特别是一些钢铁产能主要聚集区,污染排放已经超出了环境承载能力。可以预见的是,在这些地区,需要推进先进清洁生产技术改造,进一步提升节能减排水平。

如前文所述,利用文氏管精除尘实现烟气的超洁净排放,能耗高,如果想进一步提高除尘效率,单级文氏管的压损需要增加到20kPa甚至更高,能耗过大。因此在炉一次烟气湿法除尘系统改造中,可以采用在原有湿法系统上串联一级湿式电除尘器,利用静电吸附的原理实现对小粒径粉尘的去除,其工艺流程图见图3

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与常规高压静电除尘器一样,转炉一次烟气改造用的湿式电除尘器耗能少,除尘效率高,适用于去除0.01~50um的粉尘;由于采用了冲洗清灰,可避免出现干法静电除尘清灰中的二次扬尘现象,极大的提高了除尘效率及除尘的稳定性。将湿式电除尘器嵌入到已有的湿法系统中,在不改变原有系统的基础上,可以实现转炉一次烟气的超洁净排放(10mg/m3),而设备本身占地少,投资费用低,设备组合灵活便利,是转炉湿法除尘系统改造的选择方向之一。在运行费用上,根据配置的不同,费用在0.5~1/吨钢。

5、结语

随着对钢铁企业排放要求进一步提高,湿式电除尘器在烟气化中的作用将愈加明显,除了可以将湿式电除尘器嵌入现有的湿法除尘系统中外,转炉一次烟气改造还可以采用新OG+湿电和LT系统+湿电的模式,从而实现转炉一次烟气的超洁净排放。

 


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