轉爐第二代半干法除塵技術
作者： 2016年09月08日 來源： 瀏覽量：
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半干法概念 轉爐一次除塵法主要有源于日本的濕法和源自歐洲的干法。近年，中國開始采用并得到快速推廣的半干法是中國的發明專利、上海市高新技術。簡單地說，半干法是將干式蒸發冷卻器與濕式除塵器（環縫文氏管
半干法概念
轉爐一次除塵法主要有源于日本的濕法和源自歐洲的干法。近年，中國開始采用并得到快速推廣的半干法是中國的發明專利、上海市高新技術。簡單地說，半干法是將干式蒸發冷卻器與濕式除塵器（環縫文氏管或濕式靜電除塵器）相結合的一種新除塵工藝技術，其與干法、新OG濕法的工藝區別。
采用半干法除塵的技術特點和優勢
1、選用半干法理由
綜合有關環保設計手冊、教科書介紹和國外工業煙氣除塵經驗，從氣體中選擇分離回收顆粒尺寸在10-100μm干粉塵的重力除塵和旋風除塵最經濟，1-10μm粉塵宜采用濕法除塵，只有對于1μm以下的煙塵才適合考慮選擇電除塵、文丘里除塵或布袋類的過濾除塵。轉爐煤氣不燃燒時90%的粉塵顆粒大于10μm，各種濕法除塵的先天缺陷是將粉塵全部洗滌到排水中，導致產生了龐雜的污水處理難題；而干法選擇干式電除塵凈化含塵、含濕量高、具有粘性的轉爐一次粉塵是不正確的，這是其積灰、排放不穩定的根源。半干法利用與干法類似的蒸發冷卻器回收40%以上的干灰，保留了濕法洗滌除塵的優點，同時克服了干、濕法各自的缺陷，顯示出優于濕法和干法的競爭優勢。
2、第二代半干法除塵技術
半干法技術從2004年首次應用到如今經歷了兩代技術創新與改進：第一代半干法沿用濕法的全部水沖灰；而第二代半干法突出特點在于回收40%以上的干粉塵，其工藝流程和主要設備。
第一代半干法在中國已經有100多座轉爐采用，第二代半干法有5座轉爐采用，粉塵濃度已經長期、穩定降到≤5mg/Nm3。經半干法與干法處理后煤氣粉塵濃度的實際測定結果。從圖中可以看出，半干法處理后的煤氣粉塵濃度比干法還低。
3、新建轉爐采用半干法的主要優點
1）節省投資：半干法與干法、新OG法相比，減少投資50%以上，如120t轉爐可節省投資1000多萬元。半干法相對于干法，節省了干式電除塵器、煤氣冷卻器和自動控制設備的投資；相對于濕法，節省了水處理方面的投資。
2）減少占地面積：采用半干法，設備可以布置在車間內，占地面積少。與干法相比，減少靜電除塵器、煤氣冷卻器及循環水等設備占地；與濕法相比，減少水處理設備的占地，如以120t轉爐為例，采用干法和濕法（包括水處理部分），設備占地面積均超過7000m2，而采用半干法，占地面積只需不到3000m2。在廠區面積緊張的情況下，減少設備占地（本身就是節省投資）比節省投資更重要。
4、采用半干法改造現有濕法的主要好處
對現有OG或新OG濕法采用半干法進行改造，不僅能徹底解決煙囪排放、爐口冒煙等環保問題，而且還能獲得更大的經濟、節能效益。大量生產統計結果表明：
1）提高煤氣回收量10-20Nm3/t、煤氣CO含量提高10%，降低轉爐能耗超過2kgce/t、降低成本超過2元/t；
2）循環水量減少50%以上使噸鋼節電超過2kWh/t，加上相應減少水處理費用，噸鋼可降低成本超過2元/t；
3）在相同的控制排放濃度下，由于阻損減少，一次除塵風機電耗可降低1-2kWh/t。
實際上采用半干法改造濕法，輔助采用噴霧除塵的最大潛在經濟效益是可以不開二次除塵風機或降低二次除塵風機轉速。因為二次除塵風機電耗高但使用效率極低，在有效控制一次爐口冒煙和采用噴霧控制加料等除塵后，具備不開二次除塵風機或降低二次風機轉速的條件。
5、采用半干法改造現有濕法的主要內容和所需時間
采用半干法改造現有濕法首先需要拆除現有的溢流文氏管、二文、脫水器等設備，新設計制作蒸發冷卻器（包括干輸灰系統）、噴霧除塵器、環縫文氏管、脫水器等新設備，并對電氣控制、檢測儀表、供排水等進行相應地更新或調整。新設備的設計制作周期為1-3個月，停爐施工安裝周期在7-15天。實際上，大部分用戶都是利用轉爐設備的年度檢修機會進行改造。
6、采用半干法改造現有干法
現有干法的煤氣冷卻器采用濕法飽和冷卻，仍然需要循環水系統，如120t轉爐需要循環水量約200t/h，一方面循環水系統增加設備投資、占地面積，更主要的是冷卻器出口溫度只能達到飽和溫度約70℃，有時還會出現因為煤氣溫度超過煤氣柜要求而被迫放散合格煤氣。半干法是采用極限蒸發冷卻技術，即不用循環水就可以達到要求的飽和溫度，而如果保留循環水，煤氣溫度則可以降低到50℃甚至更低。因水蒸汽量減少導致煤氣體積減少30%，有利于提高煤氣回收量和煤氣熱值。
7、半干法能降低煤氣溫度
與現有濕法完全采用飽和冷卻和干法部分采用飽和冷卻（煤氣冷卻器）不同，半干法采用極限蒸發冷卻工藝。向高溫煙氣直接噴水冷卻有兩種不同工藝：一種就是傳統OG法和新OG法普遍采用的飽和冷卻，用噴水的升溫換出高溫煙氣的熱量，按照進水溫度35℃、排水溫度65℃，水的換熱量只有30kcal/kg；另一種是現在干法所采用的蒸發冷卻，主要用水變蒸汽的相變潛熱換出高溫煙氣的熱量，水的換熱量只有539kcal/kg，是飽和冷卻換熱量的18倍。但由于干法受干式靜電除塵器防積灰的限制，干法只能蒸發冷卻到約200℃，后部的煤氣冷卻仍然采用飽和冷卻。飽和冷卻的極限溫度取決于冷卻前的煙氣溫度，在入口煙氣溫度在850-1000℃的情況下，包括設備、管道散熱也只能達到約70℃。
半干法則是直接利用蒸發冷卻將煙氣冷卻到飽和溫度約70℃，飽和溫度下的洗滌和除塵噴水可以起到降溫作用，因此可以將煤氣溫度冷卻到50℃甚至40℃以下。
8、半干法降低風機入口煙氣溫度對整個系統運行的好處
風機入口煙氣溫度是一個非常重要的技術參數，對整個系統的運行性能有重要影響。半干法采用極限蒸發冷卻技術使風機入口煙氣溫度降低到50℃甚至40℃以下對整個系統性能的好處包括：
1）減少風機工況煙氣量：轉爐風機入口的工況煙氣流量由煙氣濕度、溫度、壓力決定，而對于飽和煙氣而言，溫度同時決定了濕度。以30t轉爐D700風機為例，在轉爐標況煙氣流量22000Nm3/h的情況下，風機入口煙氣溫度在65℃時，工況風量達到43472m3/h以上，已經超過風機額定風量，會出現如爐口大量冒煙需要二次除塵處理的問題，不僅直接減少煤氣回收量，還增加二次除塵負荷；而如果風機入口煙氣溫度降低到50℃時，工況風量只有35574m3/h，就不會存在爐口大量冒煙現象；如果進一步降低到40℃時，工況風量只有32692m3/h，一次風機還可以允許適當降速節能。所以，對于OG濕法采用半干法改造的同時降低阻損和工況風量，可以用最少的改造費用徹底解決系統能力不足的難題。
2）解決煙囪排放：對于濕法離心風機而言，在風機功率或轉速一定的情況下，減少風量、提高全壓、適當增加環縫壓差，就可以滿足煙囪排放達標的要求。
3）節省風機電耗：降低風機入口煙氣溫度導致工況風量減少，首先可以解決能力不足或排放高的問題，而對于能力充足、排放沒有問題的轉爐來說，還可以降低風機轉速10%-20%，節電1-2kWh/t鋼。
4）節省新水消耗量：轉爐風機入口煙氣溫度決定濕度，即直接決定新水消耗量，如濕法和干法處理后煙氣溫度達65-70℃時的濕度為0.265-0.359kg/Nm3，折合噸鋼新水消耗量在50-60kg/t，而煙氣溫度降低到50℃、40℃時的濕度只有0.112-0.0639kg/Nm3，噸鋼新水消耗量只有40-30kg/t，所以半干法的新水消耗量能達到更低水平。
9、采用第二代半干法可以不用運行傳統水處理系統
濕法的水處理系統是一大負擔：水處理量大、容易結垢、運行能耗和成本高，如某廠折合噸鋼水處理電耗達到3-5kWh/t鋼。采用第二代半干法改造后，具備了完全停止傳統水處理系統運行的條件，主要原因如下：
1）大部分粉塵不進入排水中，水中懸浮物濃度和堿性成分含量降低。
2）由于采用極限蒸發冷卻，排水基本不升溫，不需要上冷卻塔降溫。
3）半干法選用的噴嘴孔徑大、暢通，不容易堵塞，可以降低對供水水質要求。
半干法的排水可以在現場進行簡單的粗過濾處理后循環使用，粗過濾富集濃縮產生的泥漿也不需要壓濾，可以在蒸發冷卻器卸干灰的同時，將泥漿均勻噴灑到干灰中，一方面處理利用過的污泥，另一方面可以解決干法卸、輸灰過程中產生的二次揚塵污染問題。
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