柳鋼轉爐干法除塵應用

王會超

(廣西柳州鋼鐵集團有限公司 廣西柳州 545002)

1 前言

在目前鋼鐵行業面臨的環保壓力越來越大，采取各種方式節能減排。柳鋼為實現清潔生產，建設環境友好、資源節約的綠色柳鋼而努力。目前在在節能減排方面正加快淘汰落后產能設備。根據國家新的標準現有鋼鐵企業的顆粒物排放標準為50mg/m3，柳鋼原有的6座轉爐設備配置的OG濕法除塵系統顆粒物排放濃度達不到國家排放標準[1]。因此，從2105年起柳鋼就實施柳鋼轉爐OG濕法除塵改LT干法除塵的技術改造項目。在保證原有生產節奏情況下，對柳鋼轉爐3座150 t 轉爐裝置、3座120 t 轉爐裝置進行濕法除塵改干法除塵。目前柳鋼轉爐干法除塵的技術改造項目運行良好，達到預期效果。

2 干法除塵

2.1 干法除塵優勢

轉爐OG濕法除塵雖然是系統簡單，安全可靠，但有缺點：系統阻力較大，能耗較大；增加污水處理設施且占地面積大，污泥處理工序復雜且容易造成二次污染；循環水量、耗水量較干法系統大[2]。轉爐LT干法除塵優點：煤氣含塵低；控制程度高，煤氣回收時切換速度快，提高煤氣回收量，噸鋼可回收煤氣較濕法系統多；凈化后煙氣含塵量低，風機使用壽命長，維護工作量小；系統阻力小，噸鋼耗電量少；沒有污水處理設施，減少占地面積，避免二次污染；節省運行費用，多回收煤氣及減少放散，環境效益、經濟效益顯著。

2.2 實施過程

轉爐干法除塵工藝流程如圖1所示，首先轉爐在吹煉過程中產生的高溫煙氣由活動煙罩捕集，再經過汽化冷卻煙道，汽化冷卻煙道作用是對煙氣進行初次降溫和余熱利用。汽化冷卻煙道將煙氣溫度降至800℃～1000℃。然后煙氣進入蒸發冷卻器，蒸發冷卻器能根據煙氣含熱量精確控制噴水量，噴出的水能完全霧化后對煙氣進行冷卻并蒸發，煙氣二次降溫后達到200℃～300℃，霧化的水不僅捕集粗顆粒粉塵，并對煙氣進行調質處理，滿足電除塵器的工作條件[3]。

圖1 轉爐干法除塵工藝流程圖

柳鋼共有三個轉爐煉鋼區域，年鋼產量在1000萬噸以上。須改造的為轉爐煉鋼一區、二區，項目實施主要內容有：(1)對轉爐原配套的OG濕法除塵系統水處理部分拆除，主要是粗顆粒機與斜板沉淀池等的拆除；(2)在原OG濕法除塵系統拆除設備的用地上新建轉爐一次煙氣除塵和凈化回收干法除塵系統設備的圓筒型靜電除塵器設備、軸流風機站、切換站以及連接管道系統；(3)拆除轉爐主廠房內原配套OG濕法除塵系統的一文喉口、重力脫水器、二文喉口、90彎頭、脫水器、溢流水封等設備本體及各設備間的聯絡管道、供水管道等，建立轉爐一次煙氣除塵和凈化回收干法除塵系統的汽化冷卻煙道和蒸發冷卻器以及粗灰輸灰設備；(4)廠區管網改造，OG濕法系統預感發系統的切換；(5)剩余濕法系統的完全拆除。該項目經過充分的考察、論證，技術成熟、先進、經濟，運行可靠、檢修方便。本項目的建設可實現柳鋼轉爐煙氣粉塵排放達到15mg/Nm3以下，有利于環境保護；回收煤氣含塵量小于10mg/Nm3，有效提高回收煤氣的品質；較濕式噸鋼可多回收煤氣12.427m3/t鋼，增加煤氣回收量，提高廢氣回收利用率。

3 粗灰回爐裝置

干法除塵粗灰原是通過刮板機刮至儲灰倉，然后定期卸灰進入汽運車，運輸至相關部門進行回收利用。這種刮灰、卸灰、回收利用的方式的弊端：(1)刮灰機故障率較高、導致維修成本高。(2)卸灰產生二次揚塵，在下道工序回收利用過程中還會產生較大的污染。(3)回收利用的加工和運輸成本較高。(4)回收利用率不高，導致粗灰堆積難消，放置時間長導致物料損失和環境污染[4]。

因此，設計一種清潔生產的干法除塵粗灰回收入轉爐的循環工藝，大大降低物料運輸和加工成本，如圖2所示[5]。粗顆粒粉塵沉降到蒸發冷卻器底部香蕉彎，經內置刮板機輸出，再經斗提機提升至高位料倉，稱重后進入原有下料系統后回爐,同時在刮板機機尾設置氣力輸送系統設備送至事故灰倉。

首先對干法除塵香蕉彎底部灰斗進行改裝，將原來半圓形的香蕉彎改成了椎體漏斗狀，增加一定的系統阻力，得到非常好的粗灰攔截效果，粗灰受到向心力、重力的作用，再加上撞擊在漏斗壁上的動能損失，粗灰顆粒攔截率達到100%。然后設計粗灰提升機裝置，提升機裝置將落入斜管提升機底部的粗灰提升至離地面24m高，容積2m3的儲灰倉內。最后設計儲灰倉稱量裝置，裝置可對粗灰進行稱量，達到合適的稱量后通過插板閥將粗灰放入轉爐下料溜管。每吹煉一爐鋼水可收集大約400kg的粗灰，在轉爐吹煉結束后，一次除塵風機300轉/分的轉速下，人工點擊儲灰倉插板閥，粗灰便溜入下料管進入轉爐爐腔內，完成一個循環，直至煉下一爐鋼產生新的粗灰。干法除塵裝置粗灰沒有落地，80%進入轉爐使用，另外20%的細粉被抽入一次除塵中，經過蒸發冷卻器的高溫燒結繼續形成粗灰，進入轉爐內形成循環。每煉一爐鋼，能回收利用噸鋼3kg左右的粗灰，鑒于成份對比，可折算為降低燒結礦消耗噸鋼2元。

圖2 粗灰回爐裝置1-末端氣化冷卻煙道；2-煤氣管道；3-蒸發冷卻器；4-稱重裝置；5-插板閥；6-提升裝置；7-香蕉彎；8-斜管

4 實施效果

轉爐干法除塵投產后產生良好的效果，特別是在能耗、降成本方面有較大的變化：

(1)電耗成本由一次除塵風機和除塵水處理電耗組成，由于干法比濕法除塵系統的壓差降低很多，干法一次除塵風機電耗降幅明顯，且干法工藝無除塵水，使得除塵水處理電耗完全節約下來。

(2)干法除塵產生的粗灰經過回爐循環利用改造，電除塵細灰將采取壓球自用改造，這些技改措施完全節省下燒結返礦的加工成本。

(3)由于取消除塵水處理，所以除塵水處理藥劑的費用就完全不需要。

(4)由于增加干法除塵蒸發冷卻器噴槍氮氣、電除塵器氮氣密封、粗灰下料管和斗提機氮氣密封、氣力輸送氮氣等消耗，導致氮氣成本上升。

從表1可知，雖然氮氣消耗量增加，但總的成本是降低的，在柳鋼轉爐一區實施干法除塵改造項目成功后年降成本約567萬元。

表1 轉爐干法除塵投產前后能耗對比

5 結論

柳鋼轉爐煉鋼廠實施干法除塵的技術改造項目，將原有的OG濕法除塵改LT干法除塵。在技改過程根據廠房實際情況，設計采用轉爐粗灰回爐的裝置，實現粗灰直接回爐利用，改善環境的同時進一步降低成本。在改造完成后實際運用表明干法除塵技術不僅滿足國家新的顆粒物排放標準，而且是一項大大降低能源消耗的技術。