濕式電除塵器在轉爐濕法除塵系統(tǒng)改造中的應用

一、引言

鋼鐵企業(yè)自本世紀初期十年的發(fā)展后，已形成了年產約10億噸鋼的龐大規(guī)模，根據初步的統(tǒng)計，全國重點大中型鋼鐵企業(yè)的轉爐765座（2014年統(tǒng)計），而其中約2/3數(shù)量的轉爐一次除塵采用的是濕法（OG法）進行除塵，其中絕大部分不能達到新的排放要求，面臨改造。

干法（LT系統(tǒng)）凈化回收系統(tǒng)屬于新一代的除塵技術，因其節(jié)水、節(jié)電、省地、回收煤氣量大、除塵效率高等優(yōu)點被鋼鐵企業(yè)所接受；自08年至今，鋼廠新建項目基本上采用的都是干法除塵工藝；盡管濕法除塵系統(tǒng)改干法，具有較大的技術優(yōu)勢，但實施過程中已建廠房存在廠房內部改造空間受限、廠房外占地不足的問題，使得濕法系統(tǒng)改干法存在困難。為解決上述難題，基于轉爐一次煙氣凈化用的濕式電除塵器孕育而生。轉爐一次煙氣用濕式電除塵器能集成到現(xiàn)有的濕法除塵系統(tǒng)中，能大限度的利用現(xiàn)有的系統(tǒng)，優(yōu)化系統(tǒng)配置，提高除塵效率，實現(xiàn)轉爐煙氣的超潔凈排放。

二、轉爐一次煙氣用濕式電除塵器的工藝配置

常見的轉爐OG系統(tǒng)濕法除塵，多采用粗除塵（溢流文氏管、洗滌塔）、精除塵（可調喉口文氏管、RSW環(huán)縫）及脫水器串聯(lián)的方式運行。轉爐吹煉過程中產生的高溫含塵煙氣，經汽化冷卻煙道初步冷卻，進人濕法除塵系統(tǒng)進行降溫除塵，降溫后的飽和煙氣進入煤氣風機，經三通閥，滿足煤氣回收條件的被回收利用，不滿足回收條件的被放散排人大氣中，其具體流程圖，見圖1。

三、轉爐濕法除塵系統(tǒng)的除塵機理及能耗分析

如上文所講，轉爐濕法除塵老OG系統(tǒng)主要采用雙文氏管除塵，即溢流文氏管和調徑文氏管。喉口直徑一定的溢流文氏管主要起降溫和粗除塵作用。經汽化冷卻煙道，煙氣冷卻至800-1000℃,通過溢流文氏管時能迅速冷卻到70-80℃，并使煙塵凝聚，通過擴張段和脫水器將煙氣中粗粒煙塵除去，除塵效率為90%-95%。當喉口速度為40-60m/s，出口煙氣速度為15-20m/s時，一文阻力損失在3-5kPa。調徑文氏管在喉口部位裝有調節(jié)機構，主要用于精除塵。吹煉過程中煙氣量變化很大，為了保持喉口煙氣速度不變以穩(wěn)定除塵效率，要能隨煙氣量變化相應增大或縮小喉口斷面面積，保持喉口處煙氣速度一定；還可以通過調節(jié)風機的抽氣量控制爐口微壓差，確?；厥彰簹赓|量。調徑文氏管收縮段的進口煙氣速度為15～20/s；二文阻損一般為10～12kPa。雙文除塵結構，因技術上的限制，存在阻力大，排放濃度高的問題。相對而言，高效洗滌塔與環(huán)縫文氏管搭配的塔文結構，系統(tǒng)阻力低；環(huán)縫文氏管調節(jié)范圍大，布水均勻，凈化效果好，可將排放濃度降到50mg/m3；然而當需要進一步提高塔文結構的除塵效率時，無論是雙文結構還是塔文結構，實現(xiàn)起來都非常困難。根據已有的轉爐粉塵粒徑的分析，約30%的粉塵粒徑都在5um以下，如果利用單級文氏管去除這些粉塵，需要極高的能耗。圖2給出了5um以下的粉塵粒徑除塵效率與文氏管壓力損失的關系，可以看出，當除塵效率大于99%時，單級環(huán)縫文氏管對應的阻力接近15kPa，耗能相當大。

四、轉爐一次煙氣濕法除塵系統(tǒng)改造中的濕式電除塵器方案

近年來，鋼鐵工業(yè)節(jié)能減排指標大幅改善，但由于總體規(guī)模大，導致能耗總量高、污染物排放總量大，特別是一些鋼鐵產能主要聚集區(qū)，污染排放已經超出了環(huán)境承載能力?？梢灶A見的是，在這些地區(qū)，需要推進先進清潔生產技術改造，進一步提升節(jié)能減排水平。

如前文所述，利用文氏管精除塵實現(xiàn)煙氣的超潔凈排放，能耗高，如果想進一步提高除塵效率，單級文氏管的壓損需要增加到20kPa甚至更高，能耗過大。因此在爐一次煙氣濕法除塵系統(tǒng)改造中，可以采用在原有濕法系統(tǒng)上串聯(lián)一級濕式電除塵器，利用靜電吸附的原理實現(xiàn)對小粒徑粉塵的去除，其工藝流程圖見圖3。

與常規(guī)高壓靜電除塵器一樣，轉爐一次煙氣改造用的濕式電除塵器耗能少，除塵效率高，適用于去除0.01~50um的粉塵；由于采用了沖洗清灰，可避免出現(xiàn)干法靜電除塵清灰中的二次揚塵現(xiàn)象，極大的提高了除塵效率及除塵的穩(wěn)定性。將濕式電除塵器嵌入到已有的濕法系統(tǒng)中，在不改變原有系統(tǒng)的基礎上，可以實現(xiàn)轉爐一次煙氣的超潔凈排放（10mg/m3），而設備本身占地少，投資費用低，設備組合靈活便利，是轉爐濕法除塵系統(tǒng)改造的選擇方向之一。在運行費用上，根據配置的不同，費用在0.5~1元/噸鋼。

5、結語

隨著對鋼鐵企業(yè)排放要求進一步提高，濕式電除塵器在煙氣化中的作用將愈加明顯，除了可以將濕式電除塵器嵌入現(xiàn)有的濕法除塵系統(tǒng)中外，轉爐一次煙氣改造還可以采用新OG+濕電和LT系統(tǒng)+濕電的模式，從而實現(xiàn)轉爐一次煙氣的超潔凈排放。