浅谈国内炼钢一次除尘改造方向

浅谈国内炼钢一次除尘改造方向

【摘要】本文从国家新的环保要求入手，着重分析了目前国内炼钢一次除尘系统，做出了几种合理的改造方式以及其改造重点难点分析，给出了合理化建议。

【关键词】环保 一次除尘湿法LT法

1概况

近年来国家对于环保要求不断提高，对于冶金行业大气排放污染进一步加强，国务院批复实施《重点区域大气污染防治“十二五”规划》，在重点控制区的火电、钢铁、石化、水泥、有色以及化工等六大行业执行大气污染物特别排放限值。规划要求，自2015年1月1日起，现有企业执行转炉（一次烟气）污染颗粒物排放限值为50mg/m3。

目前，在国内很多钢铁企业炼钢转炉一次除尘系统采用的是湿法除尘系统（俗称老OG法和新OG法）、干法除尘系统（俗称LT法）。随着2015年新排放标准实施，炼钢转炉一次除尘采用OG法已无法满足要求，因此需对于一次除尘OG系统进行全面整改以满足环保要求。

2OG湿法除尘系统

OG法以日本的OG系统为代表，日本新日铁公司和川崎公司在50年代末期开始研究OG除尘系统，直到1968年君津250t转炉OG装置投入运行，标志着OG系统走向成熟；1976年3月第一次OG技术国际研讨会正式召开。

转炉在吹氧冶炼时产生含有大量CO和氧化铁类的高温烟气，为了防止污染，保护环境，设置一套独立的烟气净化系统，对烟气进行净化处理并放散（回收）煤气。当转炉工作状态处于前、后烧期或不能实现煤气回收时，经净化处理后的烟气通过烟囱在高空点火燃烧放散。

2.1老OG法

老OG系统采用未燃法双级文氏管除尘，高温烟气经活动烟罩、固定烟罩和汽化冷却烟道冷却至900～1000℃左右，然后进入第一级文氏管（简称“一文”）进行粗除尘并进一步进行降温，一文出口温度约在65~70℃，然后通过管道连接进入第二级文氏管（简称“二文”）进行精除尘。二文喉口断面积可通过液压装置进行调节，喉口过滤风速范围在60~100m/s，喉口侧面有喷枪喷水，雾化效果好，除尘效率高。精除尘的烟气通过90°弯头脱水器、水雾分离器、脱水塔后，经风机通过放散塔燃烧后，达标放散。排放浓度可控制在100mg/m3；

工艺流程如下：

转炉炉气 → 活动烟罩 → 固定烟罩 → 汽化冷却烟道 → 溢流定径文氏管 → 重力脱水器 → R-D可调喉口文氏管 → 90°弯头脱水器 →水雾分离器→煤气流量计→风机前切断阀 → 鼓风机→

→ 水封逆止阀及V形水封 → 煤气贮气柜

三通切换阀 →

→ 煤气放散塔 → 点火装置 → 燃烧放散

2.2新OG法

新OG法系统采用的是双塔工艺除尘，高温烟气经活动烟罩、固定烟罩和汽化冷却烟道冷却至900～1000℃左右，然后进入喷淋塔进行粗除尘并进一步进行降温，出口温度约在65~70℃，然后通过管道连接进入环缝进行精除尘。环缝流通断面积可通过液压装置进行调节，过滤风速范围在60~100m/s，喉口顶部设计有喷枪喷水，雾化效果好，除尘效率高。精除尘的烟气通过脱水塔后，经风机通过放散塔燃烧后，达标放散。排放浓度可控制在70mg/m3；

转炉煤气净化回收系统流程如下：

转炉炉气 → 活动烟罩 → 固定烟罩 → 汽化冷却烟道 → 文氏管→ 重力除尘器 → 环缝洗涤器→ 90°弯头脱水器 →旋风脱水塔→ 风机前切断阀 → 煤气鼓风机→

→ 水封逆止阀及U形水封 → 煤气储气柜

→ 三通切换阀

→ 煤气放散塔 → 点火装置 → 燃烧放散

3一次除尘改造方向及难点剖析

目前，据不完全统计，国内40%钢厂一次除尘系统采用老OG除尘方式，随着这些年的使用，环保要求已经不能满足要求，需对该系统进行整改。

一次除尘系统与环境除尘系统不同，环境除尘的含尘烟气主要是空气，而一次除尘系统含尘烟气主要是煤气，主要成分是CO；环境除尘的除尘系统核心主要是布袋除尘器，环境除尘系统不达标，改造范围主要是除尘器，而湿法除尘系统的除尘核心在塔楼内，因此受场地、现场条件等限制，改造起来非常复杂和麻烦。

根据现有一次除尘发展方向，具体的改造主要有以下3种情况：1）湿法改

干法系统；2）湿法改半干法系统；3）老OG改新OG系统；以上的3种整改方式各有利弊，具体可根据钢铁厂自身情况统筹考虑。

3.1湿法改干法系统

干法除尘系统流程图：

若是将现有湿法除尘系统更改为干法除尘系统，需改造的范围主要是：塔楼内气化冷却烟道末端需改造、设备区域煤气冷却器供水系统改造；拆除现有塔楼内一次除尘设备、设备区域就有水处理设施拆除、设备区域风机电机以及配套湿法除尘系统拆除；塔楼内新建蒸发冷却器、香蕉弯、设备区域新建静电除尘器、轴流风机电机、消声器、切换杯阀以及煤气冷却器。

湿法改干法系统，系统的初期投资较另外2种改造方式大，改造以及新建设施较多，另外设备区域设备无法利旧，还需将现有设备拆除并改造。

系统改造后，对于系统的浊环水循环水量有较大的降低，排放浓度可达10mg/m3，完全满足环保要求，节能减排。

3.2湿法改半干法系统

半干法的工艺流程为烟气通过气化冷却器烟道冷却之后，温度由1450℃降低至900℃左右，然后经过水冷夹套进入高效喷雾塔进行精除尘，再进入环缝文氏管进行精除尘，最后进入旋流脱水器进行脱水，经风机通过放散塔燃烧后，达标放散。

半干法流程：

若是将现有湿法除尘系统更改为半干法除尘系统，需改造的范围主要是：塔楼内气化冷却烟道末端需改造、塔楼内需拆除（或利旧）旧有设备、设备区域设备可利旧。

湿法改半干法系统，系统的初期投资较另外2种改造方式中等，改造以及新建设施较多，另外设备区域设备可利旧。

系统改造后，对于系统的浊环水循环水量有略微降低，排放浓度可达50mg/m3，满足环保要求。

3.3老OG改新OG系统

目前有许多钢厂，炼钢一次除尘系统采用的是老OG系统，但是由于资金、场地等一系列原因限制，无法更换干法和半干法除尘系统，因此业主希望仅将核心设备件更换，即由老OG更换为新OG除尘系统。

该模式有一个核心问题所在，就是原有系统所选风机为湿法风机，风机压头在27000Pa左右。若风机不更换，环缝处阻损在18000Pa，排放浓度仅能满足70mg/Nm3；若要满足排放标准，环缝处阻损需设计在22000Pa左右，该风机压头需考虑在30000Pa。

4结束语

在目前钢铁企业的发展形势下，国家对于颗粒物污染的规定和能源回收已经是重中之重，建设清洁、绿色环保和可持续发展的新型钢铁厂已提上日程。

从以上的分析来看，从目前的发展趋势来看，炼钢转炉一次除尘工艺采用LT法更能适应我们的发展大环境，也是今后的发展主流，它有可能部分或者完全补偿转炉炼钢过程中的全部能耗，实现负能炼钢。半干法以及新OG法的技术革新随着国家的政策出台也迫在眉睫，如何合理的布置塔楼内的设备，有效提高除尘效率，降低排放浓度，需要我们进一步努力。

参考文献

[1]《钢铁冶金－炼钢学》著译者：王新华.高等教育出版社.

[2]《氧气顶吹转炉炼钢工艺与设备》作者：王雅贞.冶金工业出版社.

[3]《自动控制原理》作者：胡寿松.科学出版社.