吳佳 王鵬軍 何西榮 武常芳

摘??要：隨著鋼鐵行業(yè)環(huán)保要求的日趨嚴(yán)格，轉(zhuǎn)爐煉鋼濕法除塵技術(shù)已達(dá)不到相應(yīng)的大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)，近年來濕法改干法技術(shù)開始在各鋼廠成功運用。本文基于濰坊特鋼的除塵濕法改干法項目，介紹了轉(zhuǎn)爐煤氣干法凈化及回收系統(tǒng)的特點及創(chuàng)新優(yōu)勢，探究轉(zhuǎn)爐一次煙氣實現(xiàn)超凈排放的技術(shù)路線。

關(guān)鍵詞：轉(zhuǎn)爐除塵;濕法改干法;超凈排放

濰坊特鋼集團(tuán)某煉鋼廠目前擁有2座120?t轉(zhuǎn)爐，均配套采用OG濕法除塵系統(tǒng)工藝。由于國家不斷收緊大氣污染物排放要求，現(xiàn)階段轉(zhuǎn)爐煉鋼采用的濕法除塵工藝因顆粒物排放濃度高、能耗高等缺點，已無法應(yīng)對當(dāng)前環(huán)保形勢。而近年來由國外引進(jìn)的轉(zhuǎn)爐煉鋼干法除塵工藝，因其高效能除塵、低排放指標(biāo)、低能耗等特點，正在逐步取代OG濕法除塵系統(tǒng)。隨著干法除塵技術(shù)路線的不斷成熟和節(jié)能減排等優(yōu)勢，新建項目大多優(yōu)選干法除塵，國內(nèi)也有大量的OG濕法除塵改造干法除塵的成功改造案例[1]。

1?濕法除塵和干法除塵的工藝特點

濕法除塵工藝操作控制的是系統(tǒng)“壓力”，以調(diào)節(jié)二文的流通面積為主，控制一文、二文的噴水量為輔，主要靠犧牲系統(tǒng)阻力來換取除塵效率。若想獲得較高的除塵效率，二文的阻損就會很大（一般在15～16?kPa），煙氣流通面積較小，系統(tǒng)的阻損會更大，此時風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速需要進(jìn)一步調(diào)高。因此濕法除塵系統(tǒng)的整體阻損大（22?kPa左右）、風(fēng)機(jī)能耗高、水耗量大、運行成本高，且粉塵排放濃度通常在80～100?mg/Nm?。

干法除塵工藝操作控制的是系統(tǒng)“溫度”，控制難點是噴霧降溫，主要控制參數(shù)包括蒸發(fā)冷卻器出口溫度、電除塵器進(jìn)口溫度和煤氣冷卻器出口溫度[2]。煙氣經(jīng)過電除塵器后可將粉塵濃度控制在15?mg/Nm?以內(nèi)，可將進(jìn)入煤氣柜的粉塵濃度降低在10?mg/Nm?以下。

相比濕法除塵工藝，干法除塵凈化工藝具有占地面積小、粉塵回收利用率高、風(fēng)機(jī)壽命長、能耗低、回收煤氣量高、自動化控制程度高、運行和維護(hù)人員少等優(yōu)勢特點。且煙氣排放含塵量達(dá)到10?mg/Nm3以下，遠(yuǎn)低于國家排放要求。

2?干法除塵凈化及回收工藝簡介

干法除塵凈化及回收系統(tǒng)是以冷卻轉(zhuǎn)爐煙氣并凈化冶煉中產(chǎn)生的所有含塵氣體、回收利用CO氣體為主要目的的工藝過程，工藝流程如圖1所示。轉(zhuǎn)爐高溫?zé)煔猓?400～1600℃）經(jīng)汽化冷卻煙道冷卻，煙溫降至800～1000℃。之后流經(jīng)蒸發(fā)冷卻器，通過布置在煙道末端的雙介質(zhì)霧化噴槍將煙氣直接冷卻到250℃左右[3]。蒸發(fā)冷卻器內(nèi)約有30～40%的粗粉塵會沉降到底部，經(jīng)輸灰系統(tǒng)運至灰倉，定期進(jìn)行清運。

經(jīng)冷卻和調(diào)質(zhì)后的煙氣進(jìn)入到有四個電場的圓形電除塵器（ESP），所收集粉塵通過扇形刮板機(jī)刮到下部灰槽，用鏈?zhǔn)捷斔蜋C(jī)將灰輸送至機(jī)頭后再用機(jī)械輸灰系統(tǒng)送至細(xì)灰倉，定期由汽車運出。凈化后的煙氣經(jīng)過軸流風(fēng)機(jī)，進(jìn)入煤氣切換站。當(dāng)煙氣符合回收條件時，煙氣通過液壓杯閥切換至煤氣冷卻器，經(jīng)過直接噴淋冷卻，溫度由150℃左右降至65℃以下最終送至煤氣柜;當(dāng)煙氣不符合回收條件時，煙氣由液動杯閥切換至放散煙囪，通過排放煙囪點火放散。

3?項目技術(shù)改進(jìn)創(chuàng)新點

由西礦環(huán)?？萍加邢薰境袚?dān)總包的濰坊特鋼2×120?t轉(zhuǎn)爐濕法除塵改造工程已經(jīng)陸續(xù)投產(chǎn)使用。兩條濕法除塵系統(tǒng)分兩期進(jìn)行改造，改造方案即拆除廠房內(nèi)的所有轉(zhuǎn)爐濕法除塵設(shè)備，每臺爐子內(nèi)外線配套重建一條獨立的干法除塵系統(tǒng)。在一期改造同時，二期濕法除塵系統(tǒng)正常生產(chǎn);待一期穩(wěn)定運行后進(jìn)行二期的改造，實現(xiàn)了不停產(chǎn)不停車，保證了后續(xù)產(chǎn)品的需要。相較于之前的工藝布置，項目進(jìn)行一系列的技術(shù)改進(jìn)和優(yōu)化，具體工藝流程如圖2所示。

相關(guān)技術(shù)改進(jìn)和項目創(chuàng)新點如下：

3.1?粗灰回爐技術(shù)

從蒸發(fā)冷卻器內(nèi)沉降的粗灰，利用斗提機(jī)將其提升到高層平臺，再設(shè)置中間灰倉把粗灰運轉(zhuǎn)至轉(zhuǎn)爐加料口，同時與轉(zhuǎn)爐加料程序設(shè)置聯(lián)鎖控制。這樣不僅有效降低了相關(guān)粗灰輸送系統(tǒng)的投入和故障率，還通過粗灰回爐提高了物料的利用率，降低了每爐鋼所需的鐵水量。

3.2?煤氣冷卻器前置

傳統(tǒng)的煤氣干法除塵工藝中，煤氣冷卻器一般設(shè)置在切換站之后。在濰坊特鋼干法改造中，西礦環(huán)保首次采用了將煤氣冷卻器前置的工藝路線，即將煤氣冷卻器移至切換站前方，此時無論煙氣是否符合煤氣回收質(zhì)量要求，煙氣都需要經(jīng)過煤氣冷卻器進(jìn)行洗塵和降溫處理。相較于傳統(tǒng)工藝，這種方法可使煤氣在排放時的濃度降至10?mg/Nm?甚至更低。圖3所示為項目改造完成后第三方檢測公司出具的測試結(jié)果。

3.3?優(yōu)化細(xì)灰輸送系統(tǒng)

由于場地限制和原設(shè)備布置問題，為了躲避三根濕法煤氣管道，經(jīng)實地勘測后，決定將除塵器整體抬高12米左右。隨之帶來的細(xì)灰輸送系統(tǒng)工藝變化為：將細(xì)灰從腹部拉鏈機(jī)運輸至機(jī)頭后，隨即可進(jìn)入細(xì)灰倉中，通過卸灰設(shè)備從而運出場外。相比較于常規(guī)的細(xì)灰輸灰工藝，其優(yōu)化掉了斗提機(jī)、刮板機(jī)、插板閥以及旁路等輸灰系統(tǒng)，同時減少了程序聯(lián)鎖控制，減少了系統(tǒng)設(shè)備故障點，大大降低了系統(tǒng)運行維護(hù)成本。

4?項目改造難點及相應(yīng)措施

4.1?拆除廠房內(nèi)濕法設(shè)備及平臺改造

改造項目必須先拆除所有的濕法凈化設(shè)備，包括一二級文氏管、噴淋塔、脫水器、排污水封、荒煤氣管道及其相關(guān)的平臺和介質(zhì)管道等，同時各高層框架平臺需要進(jìn)行改造、校核、加固。廠房內(nèi)各種專業(yè)設(shè)備管道布置錯綜復(fù)雜，拆除改造空間位置狹小有限，上下交叉作業(yè)、高空作業(yè)居多，拆除難度大，施工組織、安全管理難度大，同時還要兼顧1#轉(zhuǎn)爐在線生產(chǎn)。由于各種不利條件的限制，這就需要前期做好充分的施工組織以及最佳的施工方案，才能保工保期完成。

4.2?荒煤氣管道

荒煤氣管道的布置位于48m標(biāo)高處的廠房墻皮外，屬高難度高空作業(yè)。由于管道位置遠(yuǎn)、吊裝高度高、地面及空間位置有限，大型吊車根本無法參與吊裝。施工方案采取在廠房鋼柱架上設(shè)置固定吊掛點，利用手動葫蘆人工分段進(jìn)行倒運、安裝、焊接，相應(yīng)的吊裝難度和強(qiáng)度提高，危險系數(shù)較大。管道支撐均布置在廠房鋼支架上，需校核廠房鋼支架強(qiáng)度，必要時對廠房柱子進(jìn)行加固。因現(xiàn)場除塵器入口段荒煤氣管道直管段不符合設(shè)計要求，通過專業(yè)分析軟件進(jìn)行模擬分析后，在除塵器進(jìn)氣口設(shè)置導(dǎo)流板，保證煙氣氣流的均勻性。

4.3?回收與放散煤氣管道的對接

原濕法凈煤氣回收管道為三根直徑1820mm管道并排布置，與放散煙囪緊相鄰。改造后的回收和放散管道均需要從三根環(huán)抱式煙囪區(qū)域里通過。該區(qū)域內(nèi)濕法放散管道接口相互交錯，標(biāo)高各不相同，回收管道又恰在對側(cè)。所以施工時要統(tǒng)籌兼顧，防止管道穿過時相互干涉碰撞，要求彎頭數(shù)量及角度設(shè)計安裝合理，管道支撐位置及高度設(shè)計合理。對接回收與放散管道時特別要注意切斷原濕法回收管道與原放散管道，同時分別進(jìn)行盲板隔斷，防止改造過程中煤氣通過原濕法管道倒流造成安全隱患。

5?結(jié)語

隨著轉(zhuǎn)爐干法除塵技術(shù)的日益成熟，以及節(jié)能減排、資源回收綜合利用等技術(shù)優(yōu)勢，轉(zhuǎn)爐干法除塵系統(tǒng)已成為目前各大鋼廠新建、改造項目的首選工藝。濰坊特鋼兩條濕法改干法項目現(xiàn)均已改造完成并投入生產(chǎn)，運行效果良好，系統(tǒng)水電耗費均大幅降低，粉塵排放濃度遠(yuǎn)低于國家排放要求，具有顯著的經(jīng)濟(jì)效益和社會效益。

參考文獻(xiàn)：

[1]沈建濤，鄭鵬輝，羅金彥，等.HLG轉(zhuǎn)爐煤氣干法系統(tǒng)創(chuàng)新技術(shù)在柳鋼項目上的應(yīng)用介紹[J].冶金信息導(dǎo)刊，2017，54（2）：44-46.

[2]祁君田.現(xiàn)代煙氣除塵技術(shù)[M].背景：化學(xué)工業(yè)出版社，2008.

[3]高燕軍，王艷婷，鞏丹衛(wèi).轉(zhuǎn)爐煤氣干法除塵系統(tǒng)低排放技術(shù)探討[J].科技與創(chuàng)新，2018，?（17）：82-83.

作者簡介：吳佳（1985—??），男，漢族，陜西西安人，本科，工程師，主要從事環(huán)保除塵器設(shè)計。