轉爐煉鋼除塵濕法改干法技術在濰坊特鋼的應用

吳佳 王鵬軍 何西榮 武常芳

摘??要：隨著鋼鐵行業環保要求的日趨嚴格，轉爐煉鋼濕法除塵技術已達不到相應的大氣污染物排放標準，近年來濕法改干法技術開始在各鋼廠成功運用。本文基于濰坊特鋼的除塵濕法改干法項目，介紹了轉爐煤氣干法凈化及回收系統的特點及創新優勢，探究轉爐一次煙氣實現超凈排放的技術路線。

關鍵詞：轉爐除塵;濕法改干法;超凈排放

濰坊特鋼集團某煉鋼廠目前擁有2座120?t轉爐，均配套采用OG濕法除塵系統工藝。由于國家不斷收緊大氣污染物排放要求，現階段轉爐煉鋼采用的濕法除塵工藝因顆粒物排放濃度高、能耗高等缺點，已無法應對當前環保形勢。而近年來由國外引進的轉爐煉鋼干法除塵工藝，因其高效能除塵、低排放指標、低能耗等特點，正在逐步取代OG濕法除塵系統。隨著干法除塵技術路線的不斷成熟和節能減排等優勢，新建項目大多優選干法除塵，國內也有大量的OG濕法除塵改造干法除塵的成功改造案例[1]。

1?濕法除塵和干法除塵的工藝特點

濕法除塵工藝操作控制的是系統“壓力”，以調節二文的流通面積為主，控制一文、二文的噴水量為輔，主要靠犧牲系統阻力來換取除塵效率。若想獲得較高的除塵效率，二文的阻損就會很大（一般在15～16?kPa），煙氣流通面積較小，系統的阻損會更大，此時風機轉速需要進一步調高。因此濕法除塵系統的整體阻損大（22?kPa左右）、風機能耗高、水耗量大、運行成本高，且粉塵排放濃度通常在80～100?mg/Nm?。

干法除塵工藝操作控制的是系統“溫度”，控制難點是噴霧降溫，主要控制參數包括蒸發冷卻器出口溫度、電除塵器進口溫度和煤氣冷卻器出口溫度[2]。煙氣經過電除塵器后可將粉塵濃度控制在15?mg/Nm?以內，可將進入煤氣柜的粉塵濃度降低在10?mg/Nm?以下。

相比濕法除塵工藝，干法除塵凈化工藝具有占地面積小、粉塵回收利用率高、風機壽命長、能耗低、回收煤氣量高、自動化控制程度高、運行和維護人員少等優勢特點。且煙氣排放含塵量達到10?mg/Nm3以下，遠低于國家排放要求。

2?干法除塵凈化及回收工藝簡介

干法除塵凈化及回收系統是以冷卻轉爐煙氣并凈化冶煉中產生的所有含塵氣體、回收利用CO氣體為主要目的的工藝過程，工藝流程如圖1所示。轉爐高溫煙氣（1400～1600℃）經汽化冷卻煙道冷卻，煙溫降至800～1000℃。之后流經蒸發冷卻器，通過布置在煙道末端的雙介質霧化噴槍將煙氣直接冷卻到250℃左右[3]。蒸發冷卻器內約有30～40%的粗粉塵會沉降到底部，經輸灰系統運至灰倉，定期進行清運。

經冷卻和調質后的煙氣進入到有四個電場的圓形電除塵器（ESP），所收集粉塵通過扇形刮板機刮到下部灰槽，用鏈式輸送機將灰輸送至機頭后再用機械輸灰系統送至細灰倉，定期由汽車運出。凈化后的煙氣經過軸流風機，進入煤氣切換站。當煙氣符合回收條件時，煙氣通過液壓杯閥切換至煤氣冷卻器，經過直接噴淋冷卻，溫度由150℃左右降至65℃以下最終送至煤氣柜;當煙氣不符合回收條件時，煙氣由液動杯閥切換至放散煙囪，通過排放煙囪點火放散。

3?項目技術改進創新點

由西礦環保科技有限公司承擔總包的濰坊特鋼2×120?t轉爐濕法除塵改造工程已經陸續投產使用。兩條濕法除塵系統分兩期進行改造，改造方案即拆除廠房內的所有轉爐濕法除塵設備，每臺爐子內外線配套重建一條獨立的干法除塵系統。在一期改造同時，二期濕法除塵系統正常生產;待一期穩定運行后進行二期的改造，實現了不停產不停車，保證了后續產品的需要。相較于之前的工藝布置，項目進行一系列的技術改進和優化，具體工藝流程如圖2所示。

相關技術改進和項目創新點如下：

3.1?粗灰回爐技術

從蒸發冷卻器內沉降的粗灰，利用斗提機將其提升到高層平臺，再設置中間灰倉把粗灰運轉至轉爐加料口，同時與轉爐加料程序設置聯鎖控制。這樣不僅有效降低了相關粗灰輸送系統的投入和故障率，還通過粗灰回爐提高了物料的利用率，降低了每爐鋼所需的鐵水量。

3.2?煤氣冷卻器前置

傳統的煤氣干法除塵工藝中，煤氣冷卻器一般設置在切換站之后。在濰坊特鋼干法改造中，西礦環保首次采用了將煤氣冷卻器前置的工藝路線，即將煤氣冷卻器移至切換站前方，此時無論煙氣是否符合煤氣回收質量要求，煙氣都需要經過煤氣冷卻器進行洗塵和降溫處理。相較于傳統工藝，這種方法可使煤氣在排放時的濃度降至10?mg/Nm?甚至更低。圖3所示為項目改造完成后第三方檢測公司出具的測試結果。

3.3?優化細灰輸送系統

由于場地限制和原設備布置問題，為了躲避三根濕法煤氣管道，經實地勘測后，決定將除塵器整體抬高12米左右。隨之帶來的細灰輸送系統工藝變化為：將細灰從腹部拉鏈機運輸至機頭后，隨即可進入細灰倉中，通過卸灰設備從而運出場外。相比較于常規的細灰輸灰工藝，其優化掉了斗提機、刮板機、插板閥以及旁路等輸灰系統，同時減少了程序聯鎖控制，減少了系統設備故障點，大大降低了系統運行維護成本。

4?項目改造難點及相應措施

4.1?拆除廠房內濕法設備及平臺改造

改造項目必須先拆除所有的濕法凈化設備，包括一二級文氏管、噴淋塔、脫水器、排污水封、荒煤氣管道及其相關的平臺和介質管道等，同時各高層框架平臺需要進行改造、校核、加固。廠房內各種專業設備管道布置錯綜復雜，拆除改造空間位置狹小有限，上下交叉作業、高空作業居多，拆除難度大，施工組織、安全管理難度大，同時還要兼顧1#轉爐在線生產。由于各種不利條件的限制，這就需要前期做好充分的施工組織以及最佳的施工方案，才能保工保期完成。

4.2?荒煤氣管道

荒煤氣管道的布置位于48m標高處的廠房墻皮外，屬高難度高空作業。由于管道位置遠、吊裝高度高、地面及空間位置有限，大型吊車根本無法參與吊裝。施工方案采取在廠房鋼柱架上設置固定吊掛點，利用手動葫蘆人工分段進行倒運、安裝、焊接，相應的吊裝難度和強度提高，危險系數較大。管道支撐均布置在廠房鋼支架上，需校核廠房鋼支架強度，必要時對廠房柱子進行加固。因現場除塵器入口段荒煤氣管道直管段不符合設計要求，通過專業分析軟件進行模擬分析后，在除塵器進氣口設置導流板，保證煙氣氣流的均勻性。

4.3?回收與放散煤氣管道的對接

原濕法凈煤氣回收管道為三根直徑1820mm管道并排布置，與放散煙囪緊相鄰。改造后的回收和放散管道均需要從三根環抱式煙囪區域里通過。該區域內濕法放散管道接口相互交錯，標高各不相同，回收管道又恰在對側。所以施工時要統籌兼顧，防止管道穿過時相互干涉碰撞，要求彎頭數量及角度設計安裝合理，管道支撐位置及高度設計合理。對接回收與放散管道時特別要注意切斷原濕法回收管道與原放散管道，同時分別進行盲板隔斷，防止改造過程中煤氣通過原濕法管道倒流造成安全隱患。

5?結語

隨著轉爐干法除塵技術的日益成熟，以及節能減排、資源回收綜合利用等技術優勢，轉爐干法除塵系統已成為目前各大鋼廠新建、改造項目的首選工藝。濰坊特鋼兩條濕法改干法項目現均已改造完成并投入生產，運行效果良好，系統水電耗費均大幅降低，粉塵排放濃度遠低于國家排放要求，具有顯著的經濟效益和社會效益。

參考文獻：

[1]沈建濤，鄭鵬輝，羅金彥，等.HLG轉爐煤氣干法系統創新技術在柳鋼項目上的應用介紹[J].冶金信息導刊，2017，54（2）：44-46.

[2]祁君田.現代煙氣除塵技術[M].背景：化學工業出版社，2008.

[3]高燕軍，王艷婷，鞏丹衛.轉爐煤氣干法除塵系統低排放技術探討[J].科技與創新，2018，?（17）：82-83.

作者簡介：吳佳（1985—??），男，漢族，陜西西安人，本科，工程師，主要從事環保除塵器設計。