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九州環保淺談國內煉鋼一次除塵改造工程方向

文章作者:九州環保   發布時間:2020-05-30
近年來對于環保要求不斷提高,對于冶金行業大氣排放污染進一步加強,國務院批復實施《區域大氣污染防治“十二五”規劃》,在控制區的火電、鋼鐵、石化、水泥、有色以及化

1.概況

  近年來對于環保要求不斷提高,對于冶金行業大氣排放污染進一步加強,國務院批復實施《區域大氣污染防治“十二五”規劃》,在控制區的火電、鋼鐵、石化、水泥、有色以及化工等六大行業執行大氣污染物特別排放限值。規劃要求,自2015年1月l日起,現有企業執行轉爐(一次煙氣)污染顆粒物排放限值為SOIng//m3。目前,在國內很多鋼鐵企業煉鋼轉爐一次除塵系統采用的是濕法除塵系統(俗稱老0G法和新0G法)、干法除塵系統(俗稱LT法)。隨著2015年新排放標準實施,煉鋼轉爐一次除塵采用0G法已無法滿足要求,因此需對于一次除塵0G系統進行整改以滿足環保要求。
  2.0G濕法除塵系統
  OG法以日本的OG系統為代表,日本新日鐵公司和川崎公司在50年代末期開始研究OG除塵系統,直到1968年君津250t轉爐0G裝置投入運行,標志著0G系統走向成熟;19了6年3月次OG技術研討會正式召開。
轉爐在吹氧冶煉時產生含有大量CO和氧化鐵類的高溫煙氣,為了防止污染,保護環境,設置一套獨立的煙氣凈化系統,對煙氣進行凈化處理并放散(回收)煤氣。當轉爐工作狀態處于前、后燒期或不能實現煤氣回收時,經凈化處理后的煙氣通過煙囪在高空點火燃燒放散。
  2.1老OG法
  老OG系統采用未燃法雙級文氏管除塵,高溫煙氣經活動煙罩、固定煙罩和汽化冷卻煙道冷卻至900一1000℃左右,然后進入第文氏管(簡稱“一文”)進行粗除塵并進一步進行降溫,一文出口溫度約在65、70℃,然后通過管道連接進入級文氏管(簡稱“二文”)進行精除塵。二文喉口斷面積可通過液壓裝置進行調節,喉口過濾風速范圍在60、100耐S,喉口側面有噴槍噴水,霧化效果好,除塵。精除塵的煙氣通過90“彎頭脫水器、水霧分離器、脫水塔后,經風機通過放散塔燃燒后,達標放散。排放濃度可控制在IOOmg/m3;
  工藝流程如下:轉爐爐氣一活動煙罩一固定煙罩一汽化冷卻煙道一溢流定徑文氏管一重力脫水器一R一D可調喉口文氏管一90“彎頭脫水器一水霧分離器一煤氣流量計一風機前切斷閥一鼓風機一一水封逆止閥及V形水封一煤氣貯氣柜三通切換閥一一煤氣放散塔一點火裝置一燃燒放散。
  2.2新OG法
  新OG法系統采用的是雙塔工藝除塵,高溫煙氣經活動煙罩、固定煙罩和汽化冷卻煙道冷卻至900一1000℃左右,然后進入噴淋塔進行粗除塵并進一步進行降溫,出口溫度約在65、70℃,然后通過管道連接進入環縫進行精除塵。環縫流通斷面積可通過液壓裝置進行調節,過濾風速范圍在60、10Om廠S,喉口頂部設計有噴槍噴水,霧化效果好,除塵。精除塵的煙氣通過脫水塔后,經風機通過放散塔燃燒后,達標放散。排放濃度可控制在70mg/m3;轉爐煤氣凈化回收系統流程如下:轉爐爐氣一活動煙罩一固定煙罩一汽化冷卻煙道一文氏管一重力除塵器一環縫洗滌器一90”彎頭脫水器一旋風脫水塔一風機前切斷閥一煤氣鼓風機一一水封逆止閥及U形水封一煤氣儲氣柜一三通切換閥一煤氣放散塔一點火裝置一燃燒放散
  3.一次除塵改造方向及難點剖析
  目前,據不統計,國內40%鋼廠一次除塵系統采用老OG除塵方式,隨著這些年的使用,環保要求己經不能滿足要求,需對該系統進行整改。一次除塵系統與環境除塵系統不同,環境除塵的含塵煙氣主要是空氣,而一次除塵系統含塵煙氣主要是煤氣,主要成分是C0;環境除塵的除塵系統核心主要是布袋除塵器,環境除塵系統不達標,改造范圍主要是除塵器,而濕法除塵系統的除塵核心在塔樓內,因此受場地、現場條件等限制,改造起來非常復雜和麻煩。根據現有一次除塵發展方向,具體的改造主要有以下3種情況:
  1)濕法改干法系統;2)濕法改半干法系統;3)老OG改新0G系統;以上的3種整改方式各有利弊,具體可根據鋼鐵廠自身情況統籌考慮。
  3.1濕法改干法系統
  干法除塵系統流程圖:
  若是將現有濕法除塵系統更改為干法除塵系統,需改造的范圍主要是:塔樓內氣化冷卻煙道末端需改造、設備區域煤氣冷卻器供水系統改造;拆除現有塔樓內一次除塵設備、設備區域就有水處理設施拆除、設備區域風機電機以及配套濕法除塵系統拆除;塔樓內新建蒸發冷卻器、香蕉彎、設備區域新建靜電除塵器、軸流風機電機、消聲器、切換杯閥以及煤氣冷卻器。
  濕法改干法系統,系統的初期投資較另外2種改造方式大,改造以及新建設施較多,另外設備區域設備無法利舊,還需將現有設備拆除并改造。系統改造后,對于系統的濁環水循環水量有較大的降低,排放濃度可達10mg加3,滿足環保要求,節能減排。
  3.2濕法改半千法系統
  半干法的工藝流程為煙氣通過氣化冷卻器煙道冷卻之后,溫度由1450℃降低至900℃左右,然后經過水冷夾套進入噴霧塔進行精除塵,再進入環縫文氏管進行精除塵,進入旋流脫水器進行脫水,經風機通過放散塔燃燒后,達標放散。
  半千法流程:
  若是將現有濕法除塵系統更改為半千法除塵系統,需改造的范圍主要是:塔樓內氣化冷卻煙道末端需改造、塔樓內需拆除(或利舊)舊有設備、設備區域設備可利舊。濕法改半千法系統,系統的初期投資較另外2種改造方式中等,改造以及新建設施較多,另外設備區域設備可利舊。系統改造后,對于系統的濁環水循環水量有略微降低,排放濃度可達50mg/m3,滿足環保要求。
  3.3老OG改新OG系統
  目前有許多鋼廠,煉鋼一次除塵系統采用的是老OG系統,但是由于資金、場地等一系列原因限制,無法更換干法和半干法除塵系統,因此業主希望僅將核心設備件更換,即由老OG更換為新0G除塵系統。該模式有一個核心問題所在,就是原有系統所選風機為濕法風機,風機壓頭在2了00OPa左右。若風機不更換,環縫處阻損在18000Pa,排放濃度僅能滿足了omg/3-m3;若要滿足排放標準,環縫處阻損需設計在22000Pa左右,該風機壓頭需考慮在30000Pa。
  4.結束語
  在目前鋼鐵企業的發展形勢下,對于顆粒物污染的規定和能源回收己經是重中之重,建設清潔、和可持續發展的新型鋼鐵廠己提上日程。從以上的分析來看,從目前的發展趨勢來看,煉鋼轉爐一次除塵工藝采用LT法適應我們的發展大環境,也是今后的發展主流,它有可能部分或者補償轉爐煉鋼過程中的全部能耗,實現負能煉鋼。半干法以及新0G法的技術革新隨著的政策出臺也迫在眉睫,如何合理的布置塔樓內的設備,提效率,降低排放濃度,需要我們進一步努力。
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