碳钢液态渣处理线除尘系统的设计总结

白云燕

1 概述

太钢加工厂渣场承担着太钢全部钢渣的倾倒及处理工作，其中2006年10月建成投产的1号处理线和2007年12月建成投产的2号处理线主要处理碳钢液态钢渣。来自太钢第一、二炼钢厂的碳钢液态渣，在此热泼后，经铲车装入焖渣池内，加盖喷水热焖10 h以上再运至处理线处理。处理线最初建设时为露天布置，也未设除尘设施。当渣罐向热泼场倾倒液态钢渣时会产生大量高温烟尘;铲车将钢渣倒入焖渣池时以及挖掘机将焖好的钢渣装到卡车上时也会产生大量伴有水蒸气的烟尘，对周围环境及居民区造成严重污染。

国内钢厂，如济钢、鞍钢、首钢曹妃甸新区等大型钢厂的钢渣处理车间由于紧挨炼钢厂不需要热泼，而是采用吊车直接将钢渣倒入焖渣池中，因为钢渣温度很高，故产生的烟尘量很少，所以这些钢厂均没有设除尘系统，只是对该区域进行了封闭。在国内找不到借鉴的情况下，我们自行设计了热泼场的半密闭除尘罩，而热焖区域加盖了厂房，并设计了屋顶罩以便收集该区域的烟尘。工程实践证明，热泼场采用半密闭除尘罩、热焖区采用屋顶罩是可行的，彻底解决了碳钢液态渣处理线的环境污染问题。

2 除尘系统的风量计算

1号处理线共有4个热泼场和6个焖渣池，2号处理线共有4个热泼场和7个焖渣池，焖渣池及条筛区域建厂房封闭，厂房宽度为33 m，高度为24.6 m，厂房内设有一台25 t的天车用于起吊焖渣池的盖子和维护条筛，厂房顶部设屋顶除尘罩;热泼场烟尘捕集罩和屋顶罩均按高悬罩设计。一条线设置一个独立的除尘系统，均按一个热泼场和一个屋顶罩同时工作考虑，热泼场除尘罩计算风量为200 000 m3/h，热焖区屋顶罩计算风量为150 000 m3/h，总计算风量为350 000 m3/h，最高温度t=150℃。

2.1 热泼场除尘罩的设计

两条碳钢液态钢渣处理线各有4个热泼场(按一个工位计算风量)，热泼场烟尘捕集罩按高悬罩设计，热源气体温度按300℃计算，除尘罩剖面图见图1。

热泼场除尘罩采用厚度为6 mm的钢板制作，钢板材质为Q235-B，除尘罩加强筋设置在除尘罩外侧。除尘罩的东侧在12 m～18.2 m之间留有开口以便倒罐车进行热泼，除尘罩的西侧留有16 m×7 m的开口以便铲车和炮锤等机械设备的操作。除尘罩内衬140 mm厚的陶瓷纤维毡和80 mm厚的陶瓷纤维模块，防止辐射热对除尘罩结构的影响。除尘罩利用现有热泼场隔墙进行支撑。

2.2 热泼场除尘罩的风量计算

热泼场烟尘捕集罩按高悬罩设计，以高悬罩的计算公式为基础，并进行局部的修改和调整。排风量计算以图2中的钢渣为热源，并假想一个热源点作为起始点，钢渣计算直径为4 m，钢渣到除尘罩入口的距离8 m，热源气体温度按300℃计算，周围空气温度为30℃，则:假想点源到除尘罩罩口距离:H=h1+h2=8+2×4=16 m。

1)气流直径:

热源面积:

2)罩口气流速度:

3)除尘罩罩口直径(取va=0.6 m/s):

除尘罩罩口面积:

气流断面积:

4)除尘罩实际排烟量:

5)罩口气体平均流速:

6)热气流上升角度:

考虑到阀门漏风率，热泼场除尘罩的排风量修正为200 000 m3/h。

厂房屋顶罩用同样的方法计算，取风量为150 000 m3/h，则每个除尘系统的风量为350 000 m3/h。太钢发电厂4号、5号锅炉的电除尘器由于锅炉改用高炉煤气做燃料而闲置，为了节省工程费用，本工程将其拆迁至渣场使用。

3 焖渣池排蒸汽管道的设计

由于焖渣池及条筛区域进行了封闭，故将焖渣时产生的蒸汽全部引到室外排放十分关键，尤其是冬季，如果厂房内弥漫着蒸汽会影响到工人的操作视线，而碱性蒸汽也会严重腐蚀厂房的钢结构。将每个焖渣池产生的蒸汽通过管道连接到φ=750的排汽烟囱上，埋地管道采用304不锈钢，地沟内的管道和烟囱采用普通钢管，烟囱底部设304不锈钢集液盘，可将残余液体排至回水通廊。

4 治理效果

含尘气体经电除尘器净化后由φ=3 200，H=33 m钢烟囱排至大气，除尘器收集下来的粉尘直接由罐车拉运到竖炉作为炼铁的原料。除尘器入口浓度2 g/nm3，净化效率98%，经治理后排放浓度为40 mg/nm3，符合GB 9078-1996工业炉窑大气污染物排放标准的一级标准。污染物排放总量将每年减少2 470 t。

本工程实施后大大改善了碳钢液态渣处理线的现场环境，该区域面貌焕然一新，满足了太钢清洁、文明生产的要求，同时也为国内相同工艺的碳钢渣处理线的环境治理提供了新思路、新方法。

[1]中国冶金建设协会.钢铁企业采暖通风设计手册[M］.北京:冶金工业出版社，1996.

[2]王永忠，宋七棣.电炉炼钢除尘[M］.北京:冶金工业出版社，2003.

[3]朱佩璋.塑烧板除尘器在冶金轧制工序中的应用实例[J］.山西建筑，2010，36(24):190-191.