轉爐煤氣檢測係統在鋼鐵轉爐煤氣幹法除塵技術中的應用與優化

本文重點介紹了轉爐煤氣幹法除塵技術的應用現狀，應用過程中存在的問題以及應用措施。通過對轉爐煤氣發生泄爆的工藝機製研究，優(you) 化蒸發冷卻塔的設計，從(cong) 而提高煤氣、蒸汽回收效率，實現利用能源，節能減排的目的。

轉爐煤氣的除塵技術可以分成幹法和濕法兩(liang) 種，其中，爐煤氣幹法除塵技術的應用，能夠有效地提高能源轉換效率、達到節約新水、節能減排的目的。同時，它能夠極大地降低水資源的消耗，減少煤氣的排放，並對蒸汽進行回收再利用，是現代實現能源轉換的關(guan) 鍵技術。所以，在轉爐煤氣除塵過程中應用越來越廣泛。

在實際應用過程中，由於(yu) 幹法除塵係統設備的技術要求高，過程控製比較複雜，因而會(hui) 出現一係列的問題。後來通過對係統的改進，降低了除塵過程中故障的發生，也為(wei) 係統的改進積累了豐(feng) 富的經驗。轉爐煤氣幹法除塵技術的順利應用，對降低能源消耗，提高煤氣回收率具有重要意義(yi) 。

一、轉爐煤氣幹法除塵技術概述

轉爐煤氣幹法除塵技術中，應用廣泛的是兩(liang) 種方法，分別是魯齊的LT法和奧鋼聯的DDS法。其中，LT法是由德國的魯齊和蒂森於(yu) 20世紀60年代末聯合開發的轉爐煤氣幹濕除塵方法。後來，西門子—奧鋼聯公司在這個(ge) 基礎上開發了DDS法。目前，我國國內(nei) 的公司也開發出了國產(chan) 幹法除塵係統。轉爐煤氣幹法除塵係統主要包含了煤氣冷卻係統、除塵係統和回收係統。在這個(ge) 過程中，1400T~1600丈的轉爐煤氣經過活動煙罩、氣化冷卻煙道回收蒸汽之後，溫度降為(wei) 1000T左右。然後進人蒸發冷卻器進行冷卻、粗除塵、增濕調質，後溫度將為(wei) 150丈~500丈，粉塵濃度由80~150g/m2減小到40~55g/m2。煤氣經過靜電除塵器之後，粉塵濃度進一步為(wei) 10mg/m2。對於(yu) 整個(ge) 係統而言，影響除塵效果的主要有兩(liang) 個(ge) 器件，分別是蒸發冷卻器和靜電除塵器。

1、蒸發冷卻器

蒸發冷卻器顧名思義(yi) 是利用水蒸氣的蒸發冷卻原理來工作的。和濕法除塵技術相比，這種冷卻方式極大地降低了冷卻所需要的水量，達到節約水的目的。目前，應用為(wei) 廣泛的是雙流體(ti) 外混式噴槍，冷卻水從(cong) 噴嘴中心孔噴出，被加熱的蒸汽從(cong) 中心孔的環形間隙噴出，而且在噴嘴口處形成霧化水。其噴水量是由計算機根據蒸發冷卻器的進出口溫度流量來控製的，同時，蒸汽可以用氮氣來代替，從(cong) 而達到節水的目的。

2、靜電除塵器

靜電除塵器是轉爐煤氣幹法除塵係統的核心，它是防止爆炸和控製出口煙氣濃度的關(guan) 鍵設施。轉爐煤氣中常常含有70%的一氧化碳氣體(ti) ，這是一種可燃性氣體(ti) ，一旦遇到空氣很容易發生爆炸。所以，將靜電除塵器設計成為(wei) 圓筒型，同時在進氣口和出氣口處安裝有自動開啟和關(guan) 閉的防爆閥，一方麵可以使不同成分的氣體(ti) 被分開，另一方麵在發生爆炸時，能夠進卸壓，保障設備安全。靜電除塵器的電極材料和極配形式對於(yu) 除塵效果來說非常重要，采用合理的極配形式以及質量合格的電極材料，才能更好的達到除塵效果。

二、轉爐煤氣幹法除塵技術應用現狀

1、技術應用效果

通過實踐表明，利用幹法除塵技術進行轉爐煤氣的除塵處理之後，煙氣中的粉塵濃度可以控製在30mg/m³之下。而回收煤氣的粉塵濃度可以穩定的控製在10mg/m³以下。其除塵效果要遠遠好於(yu) 濕法除塵技術。但是目前，我國有90%的轉爐任然在使用濕法除塵，幹法除塵雖然有所應用和推廣，但依舊遠遠沒有達到節能減排的目的。

2、能耗狀況

除塵係統的能耗主要包含水耗和電耗兩(liang) 個(ge) 方麵。經過實踐研究表明，幹法除塵技術能夠明顯降低除塵係統的能耗水平。幹法除塵係統中，采用蒸汽冷卻裝置對轉爐煤氣進行冷卻，大大降低了冷卻水的消耗量，而且提高了冷卻效率，研究發現，幹法水循環的用水量是濕法的1/4，而耗水量是濕法的1/5。由於(yu) 幹法除塵係統的阻力相對較小，隻為(wei) 濕法的1/3，所以幹法除塵所要求的風機功率也相對較小，消耗的電功率也就要小一些。

三、轉爐煤氣幹法除塵技術改進措施

轉爐煤氣幹法除塵技術雖然具有良好的環保節能效果和經濟效益，但是由於(yu) 轉爐操作和係統控製要求高，使得在實際應用過程中存在諸多問題。比如說除塵器的泄爆問題、蒸發冷卻器內(nei) 壁積灰問題、以及高成本的輸灰壓塊係統問題。

1、關(guan) 於(yu) 靜電除塵器泄爆的技術改進

靜電除塵器是利用高壓電場使得煙氣發生電離，使帶電粉塵在電場的作用下和氣體(ti) 分離，進而達到除塵的目的。煤氣爆炸的極限通常有兩(liang) 個(ge) ：一是一氧化碳的體(ti) 積含量大於(yu) 9%，並且氧氣含量大於(yu) 6%；二是氫氣體(ti) 積含量大於(yu) 3%，且氧氣含量大於(yu) 4%。當煙氣中的成分超過了爆炸極限，就會(hui) 被電場中的電弧點燃發生爆炸，使氣體(ti) 體(ti) 積迅速膨脹，一旦超過泄爆閥自身的壓力設定值，就會(hui) 發生泄爆現象。如果泄爆現象嚴(yan) 重，會(hui) 造成除塵係統內(nei) 設備的損壞。即使是小型的泄爆現象，也會(hui) 造成靜電除塵內(nei) 部極板和極線的損壞。所以，在控製靜電除塵器泄爆方麵，首先，應該控製煙氣中一氧化碳、氧氣和氫氣的含量，使其保持在爆炸極限之下；其次，要優(you) 化轉爐控製和設備結構；後，達到防爆的目的。

（1）轉爐操作控製

首先，在轉爐開吹階段，要采用階段供氧的方式，在鋼鐵冶煉開始的階段，碳、氧反應比較緩慢，所消耗的氧氣量比較小，這時應該減少氧氣的供應量，防止多餘(yu) 的氧氣進入靜電除塵器中；其次，加料的控製，鐵水、廢鋼、氧化鐵皮等入爐原材料的不穩定性，增加了泄爆的可能性，所以有效控製所加原料，也是控製泄爆的重要手段；後，為(wei) 了控製煤氣中氫氣的含量，應該盡量保證加入的廢鋼、冷卻劑等幹燥，避免帶入水分，被還原成氫氣和一氧化碳。

（2）優(you) 化設備結構

首先，可以利用摻入惰性氣體(ti) 的方式來降低煙氣中的一氧化碳、氧氣和氫氣的體(ti) 積比，使其不超過爆炸極限值。目前，多采用摻入氮氣的方式來稀釋煙氣中三種氣體(ti) 含量比；其次，優(you) 化靜電除塵器內(nei) 部的裝置。靜電除塵器內(nei) 部，有極板、極線、刮灰振打裝置等；後，合理的配置極配形式，能夠有效延長靜電除塵器的使用壽命，提高除塵器的除塵效果，加強極板厚度以及材料強度，也能夠有效的防止泄爆造成的破壞。

2、蒸發冷卻器內(nei) 壁積灰問題解決(jue) 措施

蒸發冷卻器是除塵係統中主要設備之一，它具有冷卻煙氣、粗除塵和調節煙氣電阻比的作用，冷卻器的溫度控製是係統正常運行的重要保障。由於(yu) 噴水控製的影響，會(hui) 造成內(nei) 壁積灰的問題，在實際工作中，清灰難度也比較大，對冷卻器的冷卻效果造成嚴(yan) 重影響。為(wei) 了解決(jue) 蒸發冷卻器內(nei) 壁積灰的問題，①應該增加蒸汽壓力，利用轉爐自身蒸汽和外部供氣聯動的方式，保障蒸汽壓力的穩定性。②可以將蒸汽霧化改為(wei) 氮氣霧化，並且要噴嘴處的氮氣壓力不低於(yu) 0.75MPa，從(cong) 而減小內(nei) 壁積灰延長噴槍使用壽命。

3、粉塵回收係統問題的解決(jue) 措施

早期的粉塵回收中，常常采用熱壓快的形式，將粉塵在回轉窯中加熱到500℃〜600℃之間，然後通過高壓壓成塊狀，在氮氣密封狀態下冷卻後送回轉爐，代替廢鋼和礦石的使用。這種方法，往往成本較高，而且對於(yu) 熱壓工藝和設備操作要求也比較高，在實施過程中容易出現各種問題。鑒於(yu) 此，可以采用冷壓技術，相較於(yu) 熱壓，其設備操作要求較低，占地麵積小，並且不需要進行回爐加熱，起到很好的節能效果，具有良好的經濟效益。

4結語

蒸發冷卻器和靜電除塵器是轉爐煤氣幹法除塵係統中重要的兩(liang) 套設備，在技術應用過程中，係統故障也主要出現在這兩(liang) 種設備之上。在實際應用過程中，應該對幹法除塵技術進行改進，一方麵對煙氣中氧氣、一氧化碳和氫氣體(ti) 積比和冶煉原材料進行控製；另一方麵可改進設備，增加設備的安全係數。