汪為忠

【摘 要】我國工業(yè)廢氣污染主要以礦熱爐煙塵污染為主，其是一種比較典型的工業(yè)廢氣，特點(diǎn)是廢氣量大、溫度高、煙塵濃度高、顆粒較小、部分有劇毒，直接排放到大氣中，會對環(huán)境造成污染?；诖?，文章探討了礦熱爐煙塵污染治理技術(shù)，具體內(nèi)容供大家參考和借鑒。

【關(guān)鍵詞】礦熱爐；煙塵污染；治理技術(shù)

礦熱爐生產(chǎn)屬高耗能、高污染冶金生產(chǎn)。隨著國家對冶金行業(yè)鐵合金生產(chǎn)煙塵達(dá)標(biāo)排放要求越來越高，鐵合金生產(chǎn)行業(yè)均投入資金設(shè)計(jì)籌建環(huán)保除塵設(shè)施。但是由于鐵合金生產(chǎn)排放的煙塵溫度較高、含塵濃度較大、煙塵排放速率變化較大、粒度極細(xì)、廢氣中SO2濃度較低，給鐵合金除塵帶來極大的困難。因此，礦熱爐除塵已成為冶金行業(yè)除塵的一項(xiàng)難題。

一、研究背景

鉻、硅、錳系等鐵合金冶煉行業(yè)的礦熱爐在冶煉過程中會產(chǎn)生大量煙氣，溫度通常在400℃左右，含有大量熱量。按生產(chǎn)75%硅鐵礦熱爐為例，煙氣中的熱量約為總輸入能量的50%。礦熱爐冶煉鉻鐵時(shí)，生產(chǎn)1t鉻鐵約產(chǎn)生780Nm3的煤氣。目前，我國鐵合金冶煉行業(yè)對冶煉煙氣的利用普遍不足，大量的能量被煙氣帶走，不僅生產(chǎn)污染嚴(yán)重，治理任務(wù)艱巨，而且能源利用率低，造成了能源浪費(fèi)、環(huán)保壓力大、企業(yè)生產(chǎn)成本過高等行業(yè)共性問題。冶煉煙氣若能有效利用，將具有較大的節(jié)能潛力。

二、礦熱爐煙塵分析

煙氣主要成分見表1。

粉塵特性見表2。

三、全密閉礦熱爐高溫?zé)煔飧煞▋艋厥绽眉夹g(shù)

（一）技術(shù)原理

該技術(shù)的關(guān)鍵是高溫?zé)煔獾某龎m凈化技術(shù)，也是后續(xù)煙氣發(fā)電和鉻粉礦煤氣燒結(jié)（預(yù)處理）的基礎(chǔ)。主要技術(shù)原理是采用全封閉礦熱爐冶煉和控制技術(shù)，將冶煉所產(chǎn)生的高溫?zé)焿m通過Fe Al非對稱過濾器進(jìn)行干法凈化，并將凈化后的煙氣輸送到煤氣柜中儲存，用于發(fā)電和鉻粉礦煤氣燒結(jié)，起到節(jié)能效果。

（二）關(guān)鍵技術(shù)

1.新型過濾材料制備技術(shù)

針對冶煉煙氣干法除塵，首次提出了選擇Fe Al金屬間化合物作為過濾凈化濾芯材料的新理論，成功解決了冶金行業(yè)550℃以上高溫氣體過濾技術(shù)難題。

2.自動(dòng)控制系統(tǒng)應(yīng)用技術(shù)

冶煉工藝采用全封閉式25500kVA大型礦熱爐冶煉高碳鉻鐵，爐體組合把持器系統(tǒng)是國內(nèi)先進(jìn)的技術(shù)設(shè)備，整個(gè)生產(chǎn)過程自動(dòng)化控制，并可實(shí)現(xiàn)對整個(gè)電爐系統(tǒng)的運(yùn)行狀況進(jìn)行動(dòng)態(tài)監(jiān)視與控制。

3.鉻鐵冶煉高溫?zé)煔飧煞ǔ龎m凈化技術(shù)

除塵效率可達(dá)99.99%以上，可滿足化工制取甲醇的要求。同時(shí)，加裝化學(xué)分離設(shè)備后可達(dá)到一氧化碳與甲醇反應(yīng)制取醋酸的工藝要求。

4.鉻鐵冶煉高溫?zé)煔饩C合利用技術(shù)

冶煉副產(chǎn)高溫?zé)煔獬龎m凈化后，可作為優(yōu)質(zhì)燃料綜合利用。采用該技術(shù)回收的煤氣熱值高達(dá)13.17MJ/Nm3，約為天然氣熱值的37%，可滿足鉻鐵生產(chǎn)線原礦燒結(jié)預(yù)處理、焦炭烘干及尾氣發(fā)電機(jī)組燃料需要。

（三）工藝流程

該技術(shù)的工藝路線圖見圖1。

冶煉煙氣凈化系統(tǒng)分為過濾系統(tǒng)、反吹系統(tǒng)、防結(jié)露系統(tǒng)、排灰系統(tǒng)和控制系統(tǒng)等五個(gè)子系統(tǒng)，其結(jié)構(gòu)示意圖見圖2。

（四）典型應(yīng)用案例

典型用戶：青海際華江源實(shí)業(yè)有限公司典型案例1。

案例名稱：青海際華江源實(shí)業(yè)有限公司鉻鐵冶煉及煙氣綜合利用項(xiàng)目技術(shù)提供單位：青海際華江源實(shí)業(yè)有限公司。

建設(shè)規(guī)模：年產(chǎn)鉻鐵10萬t。主要技改內(nèi)容：第一，全密閉式礦熱爐的冶煉和自動(dòng)化控制系統(tǒng)的改造；第二，高溫?zé)煔獬龎m凈化過濾系統(tǒng)的主要過濾元件濾芯的選擇；第三，冶煉高溫爐氣除塵凈化裝置及輸送系統(tǒng)的改造；第四，鉻鐵冶煉煙氣凈化系統(tǒng)與煤氣系統(tǒng)的改造；第五，高溫煤氣綜合利用技術(shù)的研究探索、并完成發(fā)電系統(tǒng)、烘干系統(tǒng)、燒結(jié)系統(tǒng)等新建等。主要設(shè)備為3000kW發(fā)電機(jī)組1臺及輸變電設(shè)備、2套高溫?zé)煔飧煞ǔ龎m凈化回收裝置、1套密閉式爐蓋。技改投資額7600萬元，建設(shè)期2年。該項(xiàng)目建成后，年節(jié)能量4.3萬t，年碳減排11.4萬t。每年可獲得經(jīng)濟(jì)效益2593萬元，投資回收期5.4年（含2年建設(shè)期）。

四、反吸風(fēng)正壓除塵技術(shù)

（一）工藝流程

反吸風(fēng)正壓布袋除塵系統(tǒng)主要由煙罩、冷卻器、風(fēng)機(jī)、反吸風(fēng)管、袋式除塵器等部分組成。圖3是其工藝流程簡圖。

（二）反吸風(fēng)正壓除塵系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)

從環(huán)保系統(tǒng)工程設(shè)計(jì)工藝布置上來看，有正壓系統(tǒng)和負(fù)壓系統(tǒng)之分。其中正壓系統(tǒng)的阻力較小，可以有效節(jié)省風(fēng)機(jī)電動(dòng)機(jī)功率8%～15%，屬節(jié)能型工藝。但是，正壓風(fēng)機(jī)扇葉粘灰、清灰影響正常運(yùn)行。目前重慶通用風(fēng)機(jī)有限公司專為礦熱爐研究開發(fā)出（KRL系列）耐磨、防粘附性風(fēng)機(jī)，解決了正壓除塵灰粘風(fēng)葉的難題。負(fù)壓系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)是：可以有效避免風(fēng)機(jī)扇葉粘灰和動(dòng)態(tài)不平衡問題，但是由于負(fù)壓系統(tǒng)除塵器漏風(fēng)率較高，因此其系統(tǒng)的阻力較大，運(yùn)行過程中的故障率也就較高。

（三）運(yùn)行效果

將該系統(tǒng)投入到正式的運(yùn)行過程中，直至今天為止，整體系統(tǒng)的運(yùn)行呈現(xiàn)出平穩(wěn)、安全，煙塵捕集率≥95%。測溫及清灰采用PLC自動(dòng)控制，管路設(shè)定溫度180℃，當(dāng)爐內(nèi)塌料及環(huán)境溫度達(dá)到設(shè)定的溫度時(shí)，自動(dòng)打開強(qiáng)制冷卻器，有效防止布袋被燒毀。此外，清灰每間隔半小時(shí)分室進(jìn)行，有效提高了清灰的效果。

五、結(jié)束語

綜上所述，隨著全球環(huán)境意識的不斷加強(qiáng)，環(huán)保成為各個(gè)行業(yè)發(fā)展的重要前提。在鋼鐵行業(yè)中，除了采取措施消除氧化硫、粉塵、灰塵、煙氣和水污染外，為防全球變暖而采取降低二氧化碳排放量將成為一個(gè)嚴(yán)肅的問題。中國已經(jīng)在加強(qiáng)有關(guān)自然環(huán)境的保護(hù)措施研究，以期為將鐵合金工業(yè)發(fā)展成為一個(gè)潔凈的工業(yè)，因此，相關(guān)技術(shù)人員必須立即采用適當(dāng)?shù)拇胧﹣肀Ｗo(hù)自然環(huán)境。

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