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基于脉冲布袋除尘器的中频炉废钢冶炼烟尘治理改进工艺

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  中频炉废钢冶炼中所产生的烟尘由于成分复杂、伴有明火、易燃粉尘等问题一直是烟尘治理的难题。针对中频炉废钢冶炼的复杂工况环境,本文对传统脉冲布袋除尘工艺进行综合分析并进行改造研究,解决了以上烟尘治理的难题,具有明显的经济和社会效益。

  1 国内大气烟尘污染现状随着工业活动迅速增多,烟尘污染日趋严重。工业烟粉尘、施工扬尘等污染造成的直径小于2 .5微米和2 .5微米以上的颗粒物成为现阶段我国主要的污染物。雾霾天气正在影响人们的生活。大范围的雾霾天气引发了连续多起交通事故,城市各大医院里,呼吸内科、过敏源测试科等接诊人数也飙升数倍。因此除了炼钢、发电等大型污染项目需要治理,一些小型钢铁窑炉的粉尘治理已经迫在眉睫。

  2 国内目前中频炉废钢冶炼除尘工艺目前中频炉废钢冶炼除尘工艺主要有旋风除尘器、麻石水膜除尘器、正压反吹风大布袋除尘器等。各类除尘器分析如下:

  1) 旋风除尘器除尘效率不高,对捕集粒径小于5um的微细粉尘和尘粒密度小的粉尘,效率较低,单独使用有时满足不了含尘气体排放浓度的要求。由于中频炉废钢冶炼中产生的烟尘比重轻、颗粒细小,所以该类除尘器效率更是低于正常旋风除尘器。

  2)麻石水膜除尘器全部是用天然的花岗岩砌筑而成,因此耐酸、防腐、耐磨,使用寿命长。麻石水膜除尘器除尘效率可以达到98%以上。但是针对中频炉废钢冶炼粉尘特性,麻石水膜除尘器虽然比旋风除尘器的除尘效率高,但还是无法使烟尘达到排放标准;另外麻石水膜除尘器的风机带水问题、二次污染问题、防冻等问题,使其在现实运行使用和维护中难题很多。

  3) 正压反吹风大布袋除尘器,是袋式除尘器最早的形式之一,正压反吸布袋除尘器投资省,运行简单。该除尘设备选用的玻璃纤维滤料,具有耐高温、成本低、寿命长的优点。缺点是:正压除尘器的滤袋透气率较高,捕捉不到粒径较小的颗粒;另外正压除尘器整体漏风率较高,从风机机壳和除尘器壳体溢尘溢烟现象严重;风机在除尘器之前,导致风机磨损严重。

  3 中频炉废钢冶炼烟尘治理新工艺脉冲袋式除尘器自五十年代问世以来,经国内外广泛使用和不断改进,在净化含尘气体方面取得了很大发展。清灰技术先进,气布比大幅度提高,具有处理风量大、占地面积小、净化效率高、工作可靠、结构简单、维修量小等特点。除尘效率可以达到99%以上,是一种成熟的比较完善的高效除尘设备。脉冲袋式除尘器是中频炉废钢冶炼烟气治理最理想的除尘方式。以下是该除尘器在中频炉废钢冶炼烟尘治理中存在的实际问题及决办法:

  1) 烟气捕集问题目前国内对中频炉冶炼时产生的烟尘主要是顶吸罩来捕集,顶吸罩捕集风量大;吸口距离产尘点的距离较远,烟气的热抬升力不强;厂房透风,受横向风影响,烟气收集率不高;顶吸罩也影响加料和出钢的操作。

  针对以上问题,我们设计了悬臂移动式半密闭集尘罩。在伞形罩的基础上设置低悬罩,并在主管道上设置旋转移动装置。这样吸尘罩受横向风影响减小,同时捕集烟气的效率很高,且需要的风量也不大,另外悬臂移动式半密闭集尘罩可以在加料和出钢等操作时移开为其留出空间,简便实用。

  2) 烟气中粉尘成分复杂、伴有明火问题一般采用中频炉炼钢的钢厂多是一些规模不大、技术相对落后的小企业,他们组织到的原材料大多是轻废钢,非金属成份太多,导致加料时产生的烟气量很大。另外炉料多掺杂回炉料、废旧杂料,废料中的油污和氧化物比例较高,因此熔炼过程中,冶炼烟气成份复杂、含尘量高、同时烟气中伴有大量明火,而明火进入除尘器又能够引起除尘器内的其他粉尘燃烧。这些问题都是制约袋式除尘器使用的难题。以下是对实际工艺的改进措施:

  a、除尘器前端增设混风阀,加长除尘管道距离增加管道的弯头数量。系统混入适量的冷风后,所带入的氧气会促使烟气中未完全燃烧的粉尘,充分燃烧;再通过除尘管道的时间里经过管道的弯头碰撞等作用,使带火颗粒粉尘燃尽。

  b、除尘器之前增加折板重力沉降室,并增设喷雾装置。部分带火颗粒经过燃烧后在进入除尘器之前经过喷雾装置雾化,使残留的仍带有明火的颗粒冷却,并加重了粉尘颗粒的比重,使其经过折板重力沉降室时下落,避免进入脉冲袋式除尘器。

  c、脉冲袋式除尘器设计时要尽可能密封,减小漏风率,减少除尘器内的氧气含量,选用耐高温玻纤针刺毡布袋。

  3)除尘器中清灰难,二次扬尘问题中频炉的废钢冶炼烟气除了成份复杂、含尘量高、同时烟气中伴有大量明火外,另外一个特点就是烟气粒径细小,比重轻。因此进入除尘器内的粉尘虽喷吹时离开布袋,但并没有落入灰斗,往往清灰结束后又附着在布袋上,造成除尘器阻力居高不下。

  因此,在选用中频炉的废钢冶炼烟气治理除尘器时,除尘器的过滤面积要大,过滤风速要低;同时脉冲袋式除尘器要选用离线清灰,且离线时间要相对长一些。除尘器的过滤风速以不超过0.8m/min,离线时间不低于3分钟为宜。

  4 经济分析中频炉废钢冶炼烟尘治理所收集的烟尘,大约每一吨粉尘市场价格大约在2000元左右;而脉冲袋式除尘器的粉尘回收至少会是其他除尘方式的2倍以上,一台脉冲除尘器大约回收2年以上的粉尘效益,就相当于一套设备的价格。

  5 结论1) 中频炉废钢冶炼生产过程中产生的烟气危害很大, 对其进行彻底治理是必要。

  2) 回收粉尘所创的经济收益上可以看出,新工艺的脉冲袋式除尘器项目投资是合理的。

  3) 除尘工程它不仅改善了工厂与周围的生活、生产环境,减少了因污染对人体造成的危害,而且还改善了生产条件,提高了生产的效率,减少了生产过程中因粉尘造成了损失,间接效益是巨大的。

  4)针对中频炉废钢冶炼烟气治理,结合新工艺的脉冲袋式除尘器无疑是效果最理想的除尘方式,其除尘效率极高,捕集能力强,运行稳定,经济实用。