轉(zhuǎn)爐第二代半干法除塵技術(shù)

作者： 2016年09月08日 來源： 瀏覽量：
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半干法概念 　　轉(zhuǎn)爐一次除塵法主要有源于日本的濕法和源自歐洲的干法。近年，中國開始采用并得到快速推廣的半干法是中國的發(fā)明專利、上海市高新技術(shù)。簡單地說，半干法是將干式蒸發(fā)冷卻器與濕式除塵器（環(huán)縫文氏管
　　半干法概念
　　轉(zhuǎn)爐一次除塵法主要有源于日本的濕法和源自歐洲的干法。近年，中國開始采用并得到快速推廣的半干法是中國的發(fā)明專利、上海市高新技術(shù)。簡單地說，半干法是將干式蒸發(fā)冷卻器與濕式除塵器（環(huán)縫文氏管或濕式靜電除塵器）相結(jié)合的一種新除塵工藝技術(shù)，其與干法、新OG濕法的工藝區(qū)別。
　　采用半干法除塵的技術(shù)特點和優(yōu)勢
　　1、選用半干法理由
　　綜合有關(guān)環(huán)保設(shè)計手冊、教科書介紹和國外工業(yè)煙氣除塵經(jīng)驗，從氣體中選擇分離回收顆粒尺寸在10-100μm干粉塵的重力除塵和旋風(fēng)除塵最經(jīng)濟，1-10μm粉塵宜采用濕法除塵，只有對于1μm以下的煙塵才適合考慮選擇電除塵、文丘里除塵或布袋類的過濾除塵。轉(zhuǎn)爐煤氣不燃燒時90%的粉塵顆粒大于10μm，各種濕法除塵的先天缺陷是將粉塵全部洗滌到排水中，導(dǎo)致產(chǎn)生了龐雜的污水處理難題；而干法選擇干式電除塵凈化含塵、含濕量高、具有粘性的轉(zhuǎn)爐一次粉塵是不正確的，這是其積灰、排放不穩(wěn)定的根源。半干法利用與干法類似的蒸發(fā)冷卻器回收40%以上的干灰，保留了濕法洗滌除塵的優(yōu)點，同時克服了干、濕法各自的缺陷，顯示出優(yōu)于濕法和干法的競爭優(yōu)勢。
　　2、第二代半干法除塵技術(shù)
　　半干法技術(shù)從2004年首次應(yīng)用到如今經(jīng)歷了兩代技術(shù)創(chuàng)新與改進：第一代半干法沿用濕法的全部水沖灰；而第二代半干法突出特點在于回收40%以上的干粉塵，其工藝流程和主要設(shè)備。
　　第一代半干法在中國已經(jīng)有100多座轉(zhuǎn)爐采用，第二代半干法有5座轉(zhuǎn)爐采用，粉塵濃度已經(jīng)長期、穩(wěn)定降到≤5mg/Nm3。經(jīng)半干法與干法處理后煤氣粉塵濃度的實際測定結(jié)果。從圖中可以看出，半干法處理后的煤氣粉塵濃度比干法還低。
　　3、新建轉(zhuǎn)爐采用半干法的主要優(yōu)點
　　1）節(jié)省投資：半干法與干法、新OG法相比，減少投資50%以上，如120t轉(zhuǎn)爐可節(jié)省投資1000多萬元。半干法相對于干法，節(jié)省了干式電除塵器、煤氣冷卻器和自動控制設(shè)備的投資；相對于濕法，節(jié)省了水處理方面的投資。
　　2）減少占地面積：采用半干法，設(shè)備可以布置在車間內(nèi)，占地面積少。與干法相比，減少靜電除塵器、煤氣冷卻器及循環(huán)水等設(shè)備占地；與濕法相比，減少水處理設(shè)備的占地，如以120t轉(zhuǎn)爐為例，采用干法和濕法（包括水處理部分），設(shè)備占地面積均超過7000m2，而采用半干法，占地面積只需不到3000m2。在廠區(qū)面積緊張的情況下，減少設(shè)備占地（本身就是節(jié)省投資）比節(jié)省投資更重要。
　　4、采用半干法改造現(xiàn)有濕法的主要好處
　　對現(xiàn)有OG或新OG濕法采用半干法進行改造，不僅能徹底解決煙囪排放、爐口冒煙等環(huán)保問題，而且還能獲得更大的經(jīng)濟、節(jié)能效益。大量生產(chǎn)統(tǒng)計結(jié)果表明：
　　1）提高煤氣回收量10-20Nm3/t、煤氣CO含量提高10%，降低轉(zhuǎn)爐能耗超過2kgce/t、降低成本超過2元/t；
　　2）循環(huán)水量減少50%以上使噸鋼節(jié)電超過2kWh/t，加上相應(yīng)減少水處理費用，噸鋼可降低成本超過2元/t；
　　3）在相同的控制排放濃度下，由于阻損減少，一次除塵風(fēng)機電耗可降低1-2kWh/t。
　　實際上采用半干法改造濕法，輔助采用噴霧除塵的最大潛在經(jīng)濟效益是可以不開二次除塵風(fēng)機或降低二次除塵風(fēng)機轉(zhuǎn)速。因為二次除塵風(fēng)機電耗高但使用效率極低，在有效控制一次爐口冒煙和采用噴霧控制加料等除塵后，具備不開二次除塵風(fēng)機或降低二次風(fēng)機轉(zhuǎn)速的條件。
　　5、采用半干法改造現(xiàn)有濕法的主要內(nèi)容和所需時間
　　采用半干法改造現(xiàn)有濕法首先需要拆除現(xiàn)有的溢流文氏管、二文、脫水器等設(shè)備，新設(shè)計制作蒸發(fā)冷卻器（包括干輸灰系統(tǒng)）、噴霧除塵器、環(huán)縫文氏管、脫水器等新設(shè)備，并對電氣控制、檢測儀表、供排水等進行相應(yīng)地更新或調(diào)整。新設(shè)備的設(shè)計制作周期為1-3個月，停爐施工安裝周期在7-15天。實際上，大部分用戶都是利用轉(zhuǎn)爐設(shè)備的年度檢修機會進行改造。
　　6、采用半干法改造現(xiàn)有干法
　　現(xiàn)有干法的煤氣冷卻器采用濕法飽和冷卻，仍然需要循環(huán)水系統(tǒng)，如120t轉(zhuǎn)爐需要循環(huán)水量約200t/h，一方面循環(huán)水系統(tǒng)增加設(shè)備投資、占地面積，更主要的是冷卻器出口溫度只能達到飽和溫度約70℃，有時還會出現(xiàn)因為煤氣溫度超過煤氣柜要求而被迫放散合格煤氣。半干法是采用極限蒸發(fā)冷卻技術(shù)，即不用循環(huán)水就可以達到要求的飽和溫度，而如果保留循環(huán)水，煤氣溫度則可以降低到50℃甚至更低。因水蒸汽量減少導(dǎo)致煤氣體積減少30%，有利于提高煤氣回收量和煤氣熱值。
　　7、半干法能降低煤氣溫度
　　與現(xiàn)有濕法完全采用飽和冷卻和干法部分采用飽和冷卻（煤氣冷卻器）不同，半干法采用極限蒸發(fā)冷卻工藝。向高溫?zé)煔庵苯訃娝鋮s有兩種不同工藝：一種就是傳統(tǒng)OG法和新OG法普遍采用的飽和冷卻，用噴水的升溫換出高溫?zé)煔獾臒崃?，按照進水溫度35℃、排水溫度65℃，水的換熱量只有30kcal/kg；另一種是現(xiàn)在干法所采用的蒸發(fā)冷卻，主要用水變蒸汽的相變潛熱換出高溫?zé)煔獾臒崃?，水的換熱量只有539kcal/kg，是飽和冷卻換熱量的18倍。但由于干法受干式靜電除塵器防積灰的限制，干法只能蒸發(fā)冷卻到約200℃，后部的煤氣冷卻仍然采用飽和冷卻。飽和冷卻的極限溫度取決于冷卻前的煙氣溫度，在入口煙氣溫度在850-1000℃的情況下，包括設(shè)備、管道散熱也只能達到約70℃。
　　半干法則是直接利用蒸發(fā)冷卻將煙氣冷卻到飽和溫度約70℃，飽和溫度下的洗滌和除塵噴水可以起到降溫作用，因此可以將煤氣溫度冷卻到50℃甚至40℃以下。
　　8、半干法降低風(fēng)機入口煙氣溫度對整個系統(tǒng)運行的好處
　　風(fēng)機入口煙氣溫度是一個非常重要的技術(shù)參數(shù)，對整個系統(tǒng)的運行性能有重要影響。半干法采用極限蒸發(fā)冷卻技術(shù)使風(fēng)機入口煙氣溫度降低到50℃甚至40℃以下對整個系統(tǒng)性能的好處包括：
　　1）減少風(fēng)機工況煙氣量：轉(zhuǎn)爐風(fēng)機入口的工況煙氣流量由煙氣濕度、溫度、壓力決定，而對于飽和煙氣而言，溫度同時決定了濕度。以30t轉(zhuǎn)爐D700風(fēng)機為例，在轉(zhuǎn)爐標況煙氣流量22000Nm3/h的情況下，風(fēng)機入口煙氣溫度在65℃時，工況風(fēng)量達到43472m3/h以上，已經(jīng)超過風(fēng)機額定風(fēng)量，會出現(xiàn)如爐口大量冒煙需要二次除塵處理的問題，不僅直接減少煤氣回收量，還增加二次除塵負荷；而如果風(fēng)機入口煙氣溫度降低到50℃時，工況風(fēng)量只有35574m3/h，就不會存在爐口大量冒煙現(xiàn)象；如果進一步降低到40℃時，工況風(fēng)量只有32692m3/h，一次風(fēng)機還可以允許適當(dāng)降速節(jié)能。所以，對于OG濕法采用半干法改造的同時降低阻損和工況風(fēng)量，可以用最少的改造費用徹底解決系統(tǒng)能力不足的難題。
　　2）解決煙囪排放：對于濕法離心風(fēng)機而言，在風(fēng)機功率或轉(zhuǎn)速一定的情況下，減少風(fēng)量、提高全壓、適當(dāng)增加環(huán)縫壓差，就可以滿足煙囪排放達標的要求。
　　3）節(jié)省風(fēng)機電耗：降低風(fēng)機入口煙氣溫度導(dǎo)致工況風(fēng)量減少，首先可以解決能力不足或排放高的問題，而對于能力充足、排放沒有問題的轉(zhuǎn)爐來說，還可以降低風(fēng)機轉(zhuǎn)速10%-20%，節(jié)電1-2kWh/t鋼。
　　4）節(jié)省新水消耗量：轉(zhuǎn)爐風(fēng)機入口煙氣溫度決定濕度，即直接決定新水消耗量，如濕法和干法處理后煙氣溫度達65-70℃時的濕度為0.265-0.359kg/Nm3，折合噸鋼新水消耗量在50-60kg/t，而煙氣溫度降低到50℃、40℃時的濕度只有0.112-0.0639kg/Nm3，噸鋼新水消耗量只有40-30kg/t，所以半干法的新水消耗量能達到更低水平。
　　9、采用第二代半干法可以不用運行傳統(tǒng)水處理系統(tǒng)
　　濕法的水處理系統(tǒng)是一大負擔(dān)：水處理量大、容易結(jié)垢、運行能耗和成本高，如某廠折合噸鋼水處理電耗達到3-5kWh/t鋼。采用第二代半干法改造后，具備了完全停止傳統(tǒng)水處理系統(tǒng)運行的條件，主要原因如下：
　　1）大部分粉塵不進入排水中，水中懸浮物濃度和堿性成分含量降低。
　　2）由于采用極限蒸發(fā)冷卻，排水基本不升溫，不需要上冷卻塔降溫。
　　3）半干法選用的噴嘴孔徑大、暢通，不容易堵塞，可以降低對供水水質(zhì)要求。
　　半干法的排水可以在現(xiàn)場進行簡單的粗過濾處理后循環(huán)使用，粗過濾富集濃縮產(chǎn)生的泥漿也不需要壓濾，可以在蒸發(fā)冷卻器卸干灰的同時，將泥漿均勻噴灑到干灰中，一方面處理利用過的污泥，另一方面可以解決干法卸、輸灰過程中產(chǎn)生的二次揚塵污染問題。
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