一种新型炼钢转炉烟气除尘系统的探究

卓鹏 陈肖妹 杜超阳

摘 要：炼钢厂转炉除尘多使用文丘里烟气处理系统，此系统利用含尘气体在喉管处高速流动时，与喉管处喷出的液滴碰撞雾化，气液两相进行充分混合，从而达到除尘目的；此系统缺点在于压力损失过大，能耗过高。本文介绍了一种更为合理的转炉除尘系统，采用高效空气换热器和节流式除尘器，减小压力损失，降低能耗。

关键词：降低能耗 高效空气换热器 节流式除尘器

中图分类号：X757 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2014）07（c）-0068-01

炼钢厂转炉烟气除尘属于高温气体除尘，布袋式除尘器等常规除尘手段无法应用，因此应用文丘里烟气处理系统的企业较多。但文丘里烟气处理系统的典型缺点是压力损失大（可达到10 kPa左右），因此能耗较高。在现阶段全国节能减排的大背景下，如何既能对与高温尾气进行处理，又能够大幅度降低能耗，是每个企业与研究机构正在不断探索的。本文就是在此背景下提出的新型炼钢转炉除尘系统，此次探究是在全面、准确的了解了炼钢转炉烟气除尘系统具体运行状况后，为降低生产过程中能耗，而提出的依据和方案。

1 以现有某炼钢厂转炉烟气除尘系统为例，分析系统现状

某炼钢长（年产粗钢100万吨）炼钢文丘里烟气处理系统包括两套烟气冷却装置，分别为一文二文烟气降温冷却装置；汽化冷却烟道与汽包冷却装置。

一文二文烟气降温冷却装置总功率为1552 kW，排放量约90000 m3/h，采用的是“二文一塔”的烟气处理方式，转炉烟气经罩裙、Ⅰ～Ⅳ段汽化冷却烟道冷却之后，温度由1600 ℃降至900 ℃左右，然后进一文、二文进一步降温并除尘，经文氏管除尘后的烟气温度降至65 ℃左右，压力损失为10000 Pa左右；经三通切换阀后，合格煤气进入回收系统，达不到煤气回收要求的气体进入放散塔点火排放。烟气降温冷却装置，采用工业水开路循环冷却，给烟气降温的同时进行除尘。由于水温高，蒸发量大，为防止水系统结垢需定量添加阻垢剂等。一文二文煙气降温冷却循环用水量为599 t/h，耗水量为8.5 t/h。

汽化冷却烟道与汽包冷却装置，采用软化水开路循环冷却。由于系统采用开路循环冷却，在冷却塔冷却过程中，空气中的悬浮物进入水中，造成循环供水中悬浮物含量浓度增高，影响循环系统运行稳定。汽化冷却烟道与汽包冷却装置循环水量为260 t/h，总装机功率为200.5 kW，耗水量为6.5 t/h。

系统结构简图如图1所示。

2 新型炼钢转炉烟气除尘系统

2.1 系统工作原理

相较于常温含尘气体，高温含尘气体处理难度更大，原因是对于高温含尘尾气，随着温度上升，气体体积变大，控尘风量变大，达到相同控尘效果，处理高温气体的能耗远高于处理常温气体。

另一方面，高温含尘气体进入节流式除尘器后与水进行强烈的热质交换，在系统达到平衡后，除尘器内水温高，从而加速循环水系统结垢，影响除尘系统正常水路循环，最终影响除尘器正常工作。

所以合理的做法是，在含尘气体进入除尘器之前，增加高效换热器，尽可能降低含尘气体的温度，从而大幅度降低实际处理风量和水循环系统结垢。

新型转炉烟气除尘系统采用节流式除尘器加高效换热器。

2.2 新型烟气脱硫用水系统结构简图

系统结构简图如图2所示，转炉烟气经罩裙收集，通过高效换热器进行换热，温度由1600 ℃降至60 ℃左右，烟气体积减小到原来约1/5，换热后洁净空气排空；然后降温冷却后的烟气进入节流式除尘器，处理后的干净烟气，经三通切换阀，合格煤气进入回收系统，达不到煤气回收要求的气体进入放散塔点火排放。采用节流式除尘器可以使压损由10000 Pa将至3800 Pa，能耗降低。改造后除尘系统总功率为251.5 kW，总排放量90000 m3/h，节能量为1300.5 kW。

3 新型炼钢转炉烟气除尘系统的优点

（1）采用高效空气换热器，使用洁净的空气作为冷却介质，大幅度降低冷却过程的耗水量，而且能耗更低。

（2）使用节流式除尘器，压力损失低，降低能耗明显。

（3）结构简单，前期投资相对较少。

4 结论

炼钢厂转炉烟气除尘能耗高，污染严重，目前还处在一个急待改善的阶段。随着我们环保意识和节能意识的提高，也将更加迫切的要求改变这种高耗能生产方式。新型炼钢厂转炉烟气除尘系统还处在实验探究阶段，下一步将验证该系统在实际处理转炉烟气过程中的运行状况，如果能够稳定运行且达到高效节能的目的，该新型转炉烟气除尘系统将带来巨大和社会和经济效益。

参考文献

[1] 梁振山.火电厂文丘里管湿式除尘器耗水率对蒸发水量的影响[J].华北电力技术，1985.

[2] 陈光利.工业锅炉用花岗石文丘里管水膜除尘器[J].设备管理与维修，2005.