密闭矿热炉炉气干法袋式回收净化工艺

郭 磊

（合肥合意环保科技工程有限公司，安徽 合肥 230000）

1 矿热炉炉气参数

炉气净化系统（以镍铁炉为例）

镍铁电炉从炉顶排出的炉气量：5000Nm3/h

镍铁电炉出炉膛温度700℃，最高可到1000℃

镍铁电炉炉顶出口气体含尘量：最大100g/Nm3

炉气成分（体积%）：

烟尘成分（重量%）：

成分 SiO2 Fe Ni MgO CaO 其他重量% 3～35 11～13 0.7～1.0 13～14 28～30

2 密闭炉气净化工艺概述

烟气中粉尘潜热在温度降温时起到很关键作用，粉尘含量越少，其降温效果越好，因此设置四级粗除尘冷却装置用来将烟气中的粉尘去除。矿热炉尾气（700～1000℃） 经由水冷烟道进入一、二、三级重力沉降冷却器进行粗除尘，此时可将烟气中的较大颗粒粉尘捕集下来并可将烟气温度适度降低。再进入高效旋风除尘器进一步将烟气中的细小粉尘去除，最大限度的去除烟气中的粉尘颗粒。冷却系统设备之间可设水冷管道，根据项目的实际运行情况选择性使用，使烟气温度控制在200～260℃之间。冷却系统末端设置一台粗气风机，保证电炉炉内压力的同时克服烟道、冷却器的阻力，又能为后面的布袋除尘器提供足够正压。粗气风机后设置正压布袋除尘器对烟气进行精除尘，净化后的烟气经净气风机可进行煤气回收或点火放散操作。布袋除尘器的反吹气源采用压塑氮气以保证系统的安全性。整个干法净化系统采用集中输灰，在沉降器、冷却器以及防爆除尘器的灰斗下面都设置了星形卸料器，收集下来的粉尘通过星形卸料器落入密封式埋刮板机送入储灰仓卸灰外运。为使净化系统有效地工作，必须在整个流程中辅助两个服务系统，即冷却水和压缩气体系统。冷却水系统主要为供给风机的冷却用及水冷管道。氮气主要用于：A 灰斗下部氮气吹扫；B 风机、刮板机机的密封。

3 炉气净化干式除尘的技术优点

3.1 温度控制

由电炉顶部抽出的高温含尘炉气，温度为700～1000℃进入净化系统，当烟气通过沉降器后温度降低200℃左右，根据烟气进口温度的高低，其降温幅度也是不同的，当温度越高，降温幅度越大，后部的冷却也遵循此规律。为了保证烟气进入过滤器时温度不能过低导致焦油析出，控温装置将烟气温度控制在200-260℃之间，使烟气中的粉尘以干燥状态被过滤，防止焦油与粉尘混合粘附在管道壁及设备本体内部难以清除。过滤器外部采用保温使烟气热量不会快速散失，保持过滤后的干净气体温降在20℃内，如烟气需要储存，则在储存单元前部设置降温装置以增加储存单元的储存量。

3.2 压力控制

在净化系统中每个单元前的管道上均设置有压力变送器，实时检测管道压力变化情况。整套系统压力控制以矿热炉炉压作为输出量，一般系统设置矿热炉炉内压力为-10～+10Pa，依靠改变粗气风机的转速来实现矿热炉炉内压力控制。考虑到矿热炉炉压发生异常时与风机发生动作时有一个滞后时间，在炉压变化时系统对炉压控制有一个提前控制量，实现稳定炉压的目的。

3.3 煤气成分控制

在净化系统中安装有氢氧分析仪，主要分析烟气中对系统有危害的成分，如H2，O2的含量。系统采用全密闭式结构，在安装结束后对整体系统进行气密性实验，杜绝外部空气进入，减少煤气中的氧含量。当O2达到烟气一定的体积或H2达到一定的烟气体积时，系统会发出警报并立即切断与矿热炉直接的管道，以防止助燃气体进入系统内部使系统有爆炸或燃烧的风险。

3.4 系统密封性设计

为减少系统的漏风率，增强系统的密封性，我方在制作冷却器、过滤器、连接管道的时候都会进行耐压试验；在安装好以后，也会进行气密性实验；在阀门连接处，我们采用了耐高温石墨垫片，可以做到对外零泄露。为了防止CO 沿着粉尘进入到输灰系统，我们在埋刮板输送机上设置三处氮气密封口，使埋刮板机内一直处于微正压的状态，CO 不会从中泄露出去，在总储灰仓顶部设有一台污氮处理器，将粉尘内的CO和污氮由污氮处理器排除，并保持系统内氮气平衡。

3.5 系统防堵措施

1） 整个工艺在除尘器前段的工艺管道均采用大倾角设计，每个管道的倾斜角度均高于粉尘的安息角。2） 正常的工况条件下将烟气温度严格控制在酸露点和水露点之上，并且高于焦油析出温度，使粉尘一直处于干燥易清的状态。3）为了减小粉尘含量，系统共设置有三个预除尘单元，可以除去系统中大量的粉尘，达到除焦油的目的。两种冷却器内部设计不存在任何可以积灰的地方。

4 结语

综上所述，本文重点阐述了密闭矿热炉炉气干法袋式回收净化工艺参数及流程，并对炉气净化干式除尘的技术优点进行了详细的分析，通过分析表明密闭矿热炉炉气干法袋式回收净化技术，可有效节约能源，降低成本，因此可进行大范围推广和应用。