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    转炉除尘大趋势:湿法转向干法

    分类:
    公司新闻
    发布时间:
    2015/06/26

      改进转炉除尘方法势在必行

      我国现有600多座转炉,年产钢超过4亿吨,节能减排潜力巨大。目前我国绝大多数转炉采用较为落后的湿法除尘,是钢铁工业节能减排的薄弱环节。湿法除尘的主要缺陷表现在以下6个方面:

      一是部分转炉烟尘排放超标,即达不到、或不能稳定达到每立方米控制在100、50、或10毫克这一排放标准;

      二是费水,平均吨钢耗新水0.5立方米,全国转炉炼钢年消耗新水近2亿立方米,年循环水量超过8000亿吨;

      三是耗电,平均吨钢除尘耗电为15度,全国年耗电60亿度,造成严重浪费;

      四是煤气净化和岗位卫生不达标,其回收煤气粉尘浓度标准是每立方米15毫克、岗位粉尘浓度标准是每立方米5毫克,这一标准有的转炉达不到;即使能达到的能源消耗也会很大;

      五是煤气回收利用率低,吨钢的转炉煤气回收量平均仅为50立方米,这一回收量只有国外、或国内先进水平的50%,另外50%排放到了大气中,相当于全国每年少回收煤气200亿立方米,折合成动力煤高达4亿吨;

      六是蒸汽回收利用率低,转炉吨钢回收蒸汽平均为50千克,这一回收量只有国外、或国内的先进水平的50%,相当于全国每年少回收2000万吨蒸汽;

      可见,研究现有的转炉除尘技术,发现存在的问题及存在原因,从而确定正确的改进方法和发展方向是非常有意义的。

      除了湿法除尘之外,我国还有少数转炉采用引进的OG湿法;LT干法;第四代OG湿法;以及2006年我国自主研发的高效节水型塔文半干法除尘。

      应该承认,上述除尘技术的引进和吸收开发,对我国转炉炼钢节能减排、实现负能炼钢起到了积极的推动作用,但同时也必须清醒地认识到:这些技术都存在问题、或有值得改进之处,已经不适应我国钢铁工业节能减排新的标准和目标要求。存在的共性问题主要有以下3点:

      1、转炉汽化冷却烟道出口烟气900-1000°C的显热没有得到回收利用;2、平均每吨钢还要消耗0.5吨的新水,全年消耗新水2亿吨;3、吹氧期只有50%的时间回收煤气,前烧、后烧期的可燃气体(CO含量≦35%、相当于高炉煤气热值)没有得到利用,全部放散燃烧。

      除了以上共性问题之外,这几种技术还分别存在一些个性问题,现分别列举如下:

      一是OG湿法的问题最多。传统的OG湿法虽然也有多种结构形式,进行了多方面的改进,但始终没有解决两级文氏管的根本问题。这种技术是日本发明的,但在日本20年前就已经淘汰,而在我国如今仍然是采用最广泛的技术。这种技术存在太多的先天性问题,主要在以下方面:

      1、高排放:采用传统OG系统有些可以达到我国现在的每立方米100毫克的排放标准,但实际上有很多因素会导致其排放超标;如果把标准提高到每立方米50毫克,或者更高,那么就很少有能达到的企业,如果要达到这一排放标准,则需要更高的能源消耗;

      2、高耗能:这是由于文氏管的先天性能决定的,风机全压在高达25-28千帕的情况下仍然抽不净,还要配备庞大的高耗能进行二次除尘;

      3、高耗水:按照保守的估算,全国转炉炼钢每年使用循环水8000亿吨,这引起多方面的浪费:首先运行费用平均每年达4000亿元,主要用于水处理药剂、电、设备维修费用;其次是投资浪费,平均每吨水每小时的投资就达25000元;最后是能源浪费;

      4、高维修:因除尘风机等设备频繁结垢,使维修量加大,从而影响生产。

      二是饱和塔文(第四代OG湿法)使用的循环水更多。与传统的OG湿法相比,饱和塔文的进步意义在于其改用饱和冷却塔来替代一文氏管,这样就使系统阻力有所降低,一定程度上缓解了排放,但这种改进并没有解决其它问题,反而要使用更多的循环水。

      三是LT干法存在三大问题:LT干法一直是我国清洁生产推广技术,因为存在多方面的问题一直进展不快;近几年随着国家节能减排、节水力度加大,有加速的趋势,但因为存在较多的问题仍然还限制着其快速推广。这些问题包括以下几个方面:

      1、环保不达标。最主要的是排放达不到、或不能稳定达到设计的每立方米10毫克这一排放标准,有的甚至比湿法高,导致环保排放和煤气回收利用都有问题;

      2、维修工作量大。因为电除尘器结垢、腐蚀,蒸发冷却器结垢等原因,导致维修设备的工作量特别大,并且降低转炉作业率,有的厂甚至被迫采用备用整套除尘设备;

      3、节水还不到位。LT系统的煤气冷却仍然采用饱和冷却,还是需要大量的循环水。从这个意义说,LT技术也是半干法,而不是全干法。

      比较和采用不同的除尘技术,首先要从各炼钢厂实际情况考虑,更主要的是要从整个相关系统、而不是局部设备进行综合比较,比如采用传统的OG湿法、或新0G法,其单项投资可能少,但加上庞大的水处理系统、比较大的除尘风机、煤气二次净化,总投资就要高得多;而运行费用、高耗能、高维修则是更大的问题;

      LT干法的方向是正确的,如果不超装;供氧严格按照设计执行;喷枪、电除尘设备、蒸发冷却塔能经常、定期清理,应该能达到设计的排放浓度。LT干法在操作维修和管理方面都存在问题,比如选用、或使用不合格的喷枪等,也不能排除先天设计上的一些缺陷,该技术从1969年发明成功到现在30多年,我国引进也有10多年,其推广速度不快、全球仅不到100套,应该从某种程度上说明其存在的问题。

      湿法向干法发展是大势所趋

      通过对现有技术存在问题的分析,得出的结论是:转炉除尘从湿法向干法发展是大势所趋,但这是一个漫长的发展过程,不可能在短期内实现。在这一发展过程之间应该会有几个过渡阶段,而第一步就是采用高效塔文技术。因为采用高效塔文设备,可以使循环水量比传统OG法和第四代OG法减少50%。采用高效塔文设备系统阻力还可以减少4-6千帕。这一效果可以从两方面加以利用:其一,可以解决一次烟气、回收煤气粉尘浓度高的问题,使排放量达到≦50mg/Nm3;其二,如果粉尘排放已经达标,则可以调大二文氏管喉口,减少二次除尘风量,辅助采用喷雾等除尘技术,这样就可以减开、停建甚至停开高耗能的二次除尘设备;还可以调低风机转速,降低一次电耗。在高温区则可以利用外排水,使转炉实现新水零消耗。这些措施可以延长设备的使用寿命,减少维修量。这样系统就可以很容易地进一步升级改造为干法。