LT法除尘在宣钢炼钢厂150吨转炉系统的应用
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作者: 赵一莎 张利
摘 要： 随着时代的发展和冶金工业的可持续发展，宣钢炼钢厂在新投产的150吨转炉一次除尘系统中选用干法除尘技术。立足实际，详细介绍该除尘系统的工艺流程与各子系统间功能。
关键词： LT法除尘；静电除尘；粉尘
中图分类号：TF341.1 文献标识码：A 文章编号：1671－7597（2012）0220150－01
所谓OG法系统，主要由烟气冷却、净化、煤气回收和污水处理等功能组成。宣钢炼钢厂110吨转炉采用了OG法除尘，此项技术是在原有除尘设备基础上改造成功，其最大缺点是能耗高、耗水量大、污水处理复杂、运行成本高。处理后的煤气含尘量较高，如果要回收利用煤气，需在后部设置湿法电除尘器进行精除尘，才能将其含尘浓度降至10mg/Nm3以下，方可满足环保等技术指标要求。
宣钢公司遵循“科学发展、追求卓越”的宏伟愿景，立足企业可持续发展目标，在综合资源、技术、环境等因素下，炼钢厂新投产的150吨转炉系统采用了干法除尘技术。干法（LT法）除尘系统，主要由蒸发冷却器、静电除尘器和煤气冷却器组成。LT法最大优点为：能耗低、耗水量小，环保效果明显。尤其体现在除尘净化效率高，通过电除尘器可直接将粉尘浓度降到10mg/Nm3以下。由于系统全部采用干法处理，避免了二次污染和污水处理。但是该方法一次投资大、结构复杂、耗材多，并且设备机构比较复杂、技术难度大，其核心是温度的控制。
1 干法除尘工艺
1.1 工艺概述。在转炉炼钢过程中，首先在ID风机的抽引作用下将所产生的约1550℃的转炉烟气通过活动烟罩予以捕集，经汽化冷却烟道，在回收热能的同时对烟气实施初次降温，干法净化回收系统采用蒸发冷却方式对烟气进行二次降温，并捕集粗颗粒灰尘，烟气被冷却后进入静电除尘器再度实施精除尘。在吹炼过程中，由于转炉烟气中CO浓度是不断变化的，在吹炼前期和后期产生的低CO含量的烟气净化后通过放散杯阀，进入放散烟囱点火放散。在吹炼中期产生的高CO含量的烟气净化后通过回收杯阀，进入煤气冷却器进一步将温度降至60℃以下，然后进入煤气柜存储。氧含量>2%的煤气通过火炬装置放散。非吹炼期的废气则经过电除尘器净化后，通过放散杯阀进入放散烟囱后直接放散。
1.2 功能描述。整个干法除尘系统按功能可分为三个子系统：
1）烟气冷却系统：主要由汽化冷却烟道，蒸发冷却器组成。2）烟气净化系统：主要由电除尘器，风机，放散烟囱、输灰系统组成。3）煤气回收系统：主要由切换站，眼镜阀，煤气冷却器组成。
1.2.1 烟气冷却系统。1）汽化冷却烟道：转炉吹炼时，炉汽温度达到1400℃～1600℃，炉气出炉口后进入汽化冷却烟道，汽化冷却烟道在回收热能的同时将温度降为800℃～1000℃。2）蒸发冷却器。转炉冶炼时，含有大量CO的高温烟气冷却后才能满足干法除尘系统的运行条件。蒸发冷却器入口烟气温度为800℃～1000℃，通过喷淋系统将雾化的冷却水喷入蒸发冷却器中直接冷却烟气，并且依靠气流的减速以及进口处水滴对烟尘的润湿将粗颗粒的粉尘分离出去，达到初步除尘的目的。蒸发冷却器还有对烟气调质的功能，由于蒸发后的冷却器是强电负性气体，可有效提高烟气的电离效果。粉尘中水分的增加可降低粉尘比电阻，两者的共同作用可提高电除尘器的吸尘效率。冷却水的雾化通过双流喷嘴实现，水滴经过汽化达到降低烟气温度的目的。
1.2.2 烟气净化系统。1）静电除尘器。静电除尘器设计为圆筒形静电除尘器，它是转炉煤气干法除尘系统中的关键除尘设备，主要功能是收集转炉烟气中的灰尘，由于转炉冶炼是间歇操作，废气和煤气交替进入净化系统。为防止爆炸性气体的生成，整个系统设计成最佳流体动力学结构，并在入口和出口处装有压力释放阀。阀门的开关位置由三个限位开关检测。静电除尘器的高压硅整流装置由控制柜和高压整流变压器组成，通过该装置给放电极施加负的高压产生负高压电场，含尘烟气进入除尘器后被电场电离，在电场力作用下向极性相反方向作用，带电粉尘被收尘极捕获，积累到一定厚度通过振打清灰装置将其震落，经过刮灰装置后由输灰系统链式输送机输送到储灰仓。2）ID风机。轴流风机为干法净化回收系统提供动力，将转炉生产过程中产生的烟气和灰尘吸收到除尘器内，通过除尘器对烟气净化，净化后的转炉烟气分别进入煤气柜或回收到大气中。整个ID风机运行通过中压变频器进行调速。3）放散烟囱。放散烟囱是由筒体、放散点火装置和氮气引射装置完成。转炉吹氧阶段如果轴流风机出现问题则由氮气引射装置将系统中烟气抽出。4）输灰系统。输灰系统是由链式输送机和斗提式输送机等机械设备组成，它将蒸发冷却器和静电除尘器捕集到的灰尘通过链式输送机输送到灰仓中实现粉尘收集。
1.2.3 煤气回收系统。1）切换站。切换站主要包括回收杯阀、放散杯阀、眼镜阀和液压系统。回收杯阀和放散杯阀的动作由液压系统驱动，当气体分析仪对出口烟气CO、O2含量进行检验合格后，控制系统根据回收条件发布命令实现煤气系统的自动回收和放散。液压系统带有氮气储能器，当出现失电状况时可迅速切换到放散位置。2）煤气冷却器。经过静电除尘器后，煤气冷却器的主要作用为洗涤降温。
2 电气自动化系统
2.1 自动控制功能。转炉煤气干法除尘系统自动化控制范围，由汽化冷却烟道开始到煤气冷却器结束。干法除尘控制系统主要由EC、EP、GC三部分构成，每部分设有一套主PLC，除尘系统的PLC和转炉系统的PLC通过光纤环网连接进而实现通讯功能。在转炉控制室与除尘电气室，各设两台操作站以便实现监控操作。整个控制系统共有三个控制回路，即蒸发冷却器的温度控制、风机流量控制、切换站气体成分控制。静电除尘器的控制是整个控制系统的关键，其性能特点是根据吹炼、停吹、振打等三种工作状态，进行火花跟踪控制、间歇供电、反电晕检测、峰值跟踪控制并提供各种保护功能。
2.2 转炉自动化系统连锁报警。为了确保转炉炼钢过程中的安全生产，除尘系统设有多级联锁条件实现报警功能。主要包括除尘系统急停报警，来自蒸发冷却器的不允许信号；来自静电除尘器的不允许信号；来自ID风机的不允许信号；来自煤气回收系统的不允许信号，来自输灰系统的不允许信号。
3 结束语
干法除尘技术在宣钢炼钢厂150吨转炉一次除尘系统投用后，产生了很大的经济效益和社会效益。具体表现在：煤气粉尘浓度降到了10mg/Nm3以下，达到了环保要求；系统阻力明显减少，节约了电能；耗水量明显降低，节约了水能。随着国家节能减排政策的大力实施，国内众多钢铁企业都需要通过采用新技术和新工艺来实现节能减排的目标。对于转炉炼钢而言，炼钢过程中产生的煤气采用干法净化与回收技术，就成为实现负能炼钢的一个有效途径。因此，无论是新上转炉，还是已有转炉煤气净化与回收系统的改造，采用转炉煤气干法净化与回收技术将会成为钢铁企业的一种必然选择。
参考文献：
[1]王石峦，海峡科技，学会杂志社，2009.12.
[2]王海涛，中国环保产业，中国环保产业杂志编辑部，2011.8.
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