我国转炉除尘现有技术、存在问题及发展方向

我国转炉除尘现有技术、存在问题及发展方向



来源：中国钢铁新闻网 作者：斯普瑞喷雾系统（上海）有限公司 刘晨 发布时间：2008.02.15
一、　概述


我国现有600多座转炉，年产钢超过4亿吨，绝大多数转炉除尘采用湿法，是钢铁工业节能减排的薄弱环节。主要表现在以下几点：
1. 环保：部分的转炉达不到、或不能稳定达到排放控制标准100、50、或10毫克/立方米；
2. 节水：吨钢新水0.5立方米，全国年消耗新水~2亿立方米，年循环水量超过8000亿吨；
3. 节能：吨钢除尘电耗15度，全国年耗电60亿度，浪费严重；
4. 煤气净化和岗位卫生：回收煤气粉尘浓度标准是15毫克/立方米、岗位粉尘浓度标准是5毫克/立方米，一方面有的转炉达不到；能达到的往往能源消耗和浪费高；
5. 煤气回收利用：转炉煤气回收量平均仅50立方米/吨钢，只有国外、或国内先进水平的50%，并且放散多。与先进水平比，相当于全国每年少回收200亿立方米（相当于4亿吨动力煤）；
6. 蒸汽回收利用：转炉平均吨钢回收蒸汽50千克/吨钢，只有国外、或国内的先进水平的50%，相当于全国每年少回收2000万吨蒸汽；
可见，研究转炉除尘的现有技术、弄清楚存在问题和原因、确定正确的改造和发展方向是有意义的。


二、现有技术


经过几十年的发展，如今我国转炉除尘现有技术有：
1. 最多采用的是OG湿法（1962年）；
2. 20多座采用转炉采用LT干法（1969年）；
3. 10多座采用第四代OG湿法（1990年代）；
4. 40多座转炉采用、或确定采用高效节水型塔文半干法（2006年）；
前三者都是从引进吸收开始的，后者是中国技术。不同技术的工艺流程分别如图所示。




　图1　 传统OG净化系统流程




图2　 第四代OG湿法系统流程
　




图3　 LT干法除尘系统流程
　



图4 转炉半干法高效塔文除尘系统流程




三　存在问题


应该承认，技术的引进和吸收开发，对我国转炉节能减排、实现负能炼钢起到了积极的推动作用；但同时也必须清醒地认识到：这些技术都存在问题、或值得改进之处，已经不适应我们钢铁工业节能减排新的标准和目标要求。归纳起来，主要问题：

A、所有技术都存在的问题
1. 转炉汽化冷却烟道出口烟气900-1000°C的显热没有得到回收利用；
2. 显热不仅没有利用，同时平均吨钢还要消耗0.5吨的新水，全年消耗新水2亿吨；
3. 吹氧期只有50%的时间回收煤气，前烧、后烧期的可燃气体（CO含量≦35%、相当于高炉煤气热值）没有得到利用，全部放散燃烧。
B、OG湿法的问题
传统的OG湿法虽然也有多种结构形式，进行了多方面的改进，但始终没有解决两级文氏管的根本问题。这种技术是在日本发明的，但在日本20年前就已经淘汰，而在我国如今仍然是最广泛采用的技术。这种技术存在太多的先天性问题，主要的有：
1、 高排放：采用传统OG系统有些可以达到我国现在的100毫克/立方米的排放标准，但实际上有很多因素会导致排放超标；如果把标准提高到50毫克/立方米、或更高，则就没有能达到的、或需要更高的能源消耗；
2、 高耗能：这是由于文氏管的先天性能决定的，风机全压高达25-28千帕仍然抽不净，还要配备庞大的高耗能二次除尘；
3、 高耗水：按照保守的估算，全国转炉年循环水8000亿吨，这引起多方面的浪费：1）运行费用浪费，平均每年达4000亿元，主要是水处理药剂、电、设备维修费用；2）投资浪费：平均投资25000元/吨水/时；3）能源浪费；
4、 高维修：除尘风机等设备频繁结垢，维修量特别大、并且影响生产；

C、饱和塔文的问题
与传统的OG湿法相比，饱和塔文（第四代OG湿法）的进步意义在于其取消了一文，改用饱和冷却塔，使系统阻力有所降低，对缓解排放有帮助，但改进不彻底：其它问题都没有解决，特别是循环水更多。

D、LT干法的问题
LT干法一直是我国清洁生产推广技术，因为存在多方面的问题一直进展不快；近几年随着国家节能减排、节水力度加大，有加速的趋势，但因为存在较多的问题仍然还限制着其快速推广。这些问题包括：
1、 环保：最主要的是排放达不到、或不能稳定达到设计的10毫克/立方米，有的甚至比湿法高，导致环保排放和煤气回收利用都有问题；
2、 维修：设备维修量特别大、并且降低转炉作业率，主要是电除尘器结垢、腐蚀；蒸发冷却器结垢等，有的厂甚至被迫采用备用整套除尘设备；
3、 节水：LT系统的煤气冷却仍然采用饱和冷却，还是有大量的循环水。从这个意义说，LT技术也是半干法，而不是全干法；


四、现有技术的比较


比较不同的除尘技术，首先要从本厂实际考虑，更主要的是要从整个相关系统、而不是局部设备进行综合比较，比如采用传统的OG湿法、或新0G法，其单项投资可能少，但加上庞大的水处理系统、比较大的除尘风机、煤气二次净化，总投资就要高得多；而运行费用、高耗能、高维修则是更大的问题；
LT干法的方向是正确的，如果不超装；供氧严格按照设计执行；喷枪/电除尘设备/蒸发冷却塔能有时间允许经常、定期清理，应该能达到设计的排放浓度。LT干法的问题可以确定有操作维修和管理方面的因素，比如选用、或使用不合格的喷枪等，也不能排除先天设计上的一些缺陷，该技术1969年发明成功到现在30多年、我国引进也10多年，其推广速度不快、全球仅不到100套，应该从某种程度上说明其存在的问题。




　
五、结论和发展方向探讨


1、 转炉除尘从湿法向干法发展是大势所趋；
2、 湿法向干法发展不可能在短时期内实现，应该是一个比较长的发展过程；
3、 湿法到干法之间应该有几个过渡阶段，这些过渡阶段的第一步就是采用高效塔文技术；
4、 采用高效塔文设备，与传统OG法和第四代OG法相比，可以减少50%的循环水量，例如新建、或改造120吨转炉，每座炉可以减少800万元以上的水处理设备投资；
5、 采用高效塔文设备系统阻力可以减少4-6千帕，这一效果可以从三方面加以利用：
1） 可以解决一次烟气、回收煤气粉尘浓度高的问题，使排放达到≦50 mg/Nm3；
2） 如果粉尘排放已经达标，则1）可以调大二文喉口，减少二次除尘风量，辅助采用喷雾等除尘技术，就可以停建、停开、减开高耗能的二次除尘设备；2）调低风机转速，降低一次电耗；
6、 在高温区可以利用外排水，使转炉实现新水消耗为零；
7、 设备维修量特别少；
8、 系统可以很容易地进一步升级改造为干法。