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我国转炉除尘现有技术、存在问题及发展方向

   2008-02-18 10720
核心提示: 作者:斯普瑞喷雾系统(上海)有限公司   一、 概述       我国现有600多座转炉,年

作者:斯普瑞喷雾系统(上海)有限公司


  一、 概述    

   我国现有600多座转炉,年产钢超过4亿吨,绝大多数转炉除尘采用湿法,是钢铁工业节能减排的薄弱环节。主要表现在以下几点:
    1. 环保:部分的转炉达不到、或不能稳定达到排放控制标准100、50、或10毫克/立方米;
    2. 节水:吨钢新水0.5立方米,全国年消耗新水~2亿立方米,年循环水量超过8000亿吨;
    3. 节能:吨钢除尘电耗15度,全国年耗电60亿度,浪费严重;
    4. 煤气净化和岗位卫生:回收煤气粉尘浓度标准是15毫克/立方米、岗位粉尘浓度标准是5毫克/立方米,一方面有的转炉达不到;能达到的往往能源消耗和浪费高;
    5. 煤气回收利用:转炉煤气回收量平均仅50立方米/吨钢,只有国外、或国内先进水平的50%,并且放散多。与先进水平比,相当于全国每年少回收200亿立方米(相当于4亿吨动力煤);
    6. 蒸汽回收利用:转炉平均吨钢回收蒸汽50千克/吨钢,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,研究转炉除尘的现有技术、弄清楚存在问题和原因、确定正确的改造和发展方向是有意义的。


    二、现有技术


    经过几十年的发展,如今我国转炉除尘现有技术有:
    1. 最多采用的是OG湿法(1962年);
    2. 20多座采用转炉采用LT干法(1969年);
    3. 10多座采用第四代OG湿法(1990年代);
    4. 40多座转炉采用、或确定采用高效节水型塔文半干法(2006年);
    前三者都是从引进吸收开始的,后者是中国技术。不同技术的工艺流程分别如图所示。
 

 图1  传统OG净化系统流程


图2  第四代OG湿法系统流程
 

图3  LT干法除尘系统流程
 

图4 转炉半干法高效塔文除尘系统流程

    三 存在问题


    应该承认,技术的引进和吸收开发,对我国转炉节能减排、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、或值得改进之处,已经不适应我们钢铁工业节能减排新的标准和目标要求。归纳起来,主要问题:

    A、所有技术都存在的问题
    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. 显热不仅没有利用,同时平均吨钢还要消耗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。
    B、OG湿法的问题
    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。这种技术是在日本发明的,但在日本20年前就已经淘汰,而在我国如今仍然是最广泛采用的技术。这种技术存在太多的先天性问题,主要的有:
    1、 高排放:采用传统OG系统有些可以达到我国现在的100毫克/立方米的排放标准,但实际上有很多因素会导致排放超标;如果把标准提高到50毫克/立方米、或更高,则就没有能达到的、或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,风机全压高达25-28千帕仍然抽不净,还要配备庞大的高耗能二次除尘;
    3、 高耗水:按照保守的估算,全国转炉年循环水8000亿吨,这引起多方面的浪费:1)运行费用浪费,平均每年达4000亿元,主要是水处理药剂、电、设备维修费用;2)投资浪费:平均投资25000元/吨水/时;3)能源浪费;
    4、 高维修:除尘风机等设备频繁结垢,维修量特别大、并且影响生产;

    C、饱和塔文的问题
    与传统的OG湿法相比,饱和塔文(第四代OG湿法)的进步意义在于其取消了一文,改用饱和冷却塔,使系统阻力有所降低,对缓解排放有帮助,但改进不彻底:其它问题都没有解决,特别是循环水更多。

    D、LT干法的问题
    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:
    1、 环保:最主要的是排放达不到、或不能稳定达到设计的10毫克/立方米,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:设备维修量特别大、并且降低转炉作业率,主要是电除尘器结垢、腐蚀;蒸发冷却器结垢等,有的厂甚至被迫采用备用整套除尘设备;
    3、 节水:LT系统的煤气冷却仍然采用饱和冷却,还是有大量的循环水。从这个意义说,LT技术也是半干法,而不是全干法;
 

    四、现有技术的比较


    比较不同的除尘技术,首先要从本厂实际考虑,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/蒸发冷却塔能有时间允许经常、定期清理,应该能达到设计的排放浓度。LT干法的问题可以确定有操作维修和管理方面的因素,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1969年发明成功到现在30多年、我国引进也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。

 
    五、结论和发展方向探讨


    1、 转炉除尘从湿法向干法发展是大势所趋;
    2、 湿法向干法发展不可能在短时期内实现,应该是一个比较长的发展过程;
    3、 湿法到干法之间应该有几个过渡阶段,这些过渡阶段的第一步就是采用高效塔文技术;
    4、 采用高效塔文设备,与传统OG法和第四代OG法相比,可以减少50%的循环水量,例如新建、或改造120吨转炉,每座炉可以减少800万元以上的水处理设备投资;
    5、 采用高效塔文设备系统阻力可以减少4-6千帕,这一效果可以从三方面加以利用:
    1) 可以解决一次烟气、回收煤气粉尘浓度高的问题,使排放达到≦50 mg/Nm3;
    2) 如果粉尘排放已经达标,则1)可以调大二文喉口,减少二次除尘风量,辅助采用喷雾等除尘技术,就可以停建、停开、减开高耗能的二次除尘设备;2)调低风机转速,降低一次电耗;
    6、 在高温区可以利用外排水,使转炉实现新水消耗为零;
    7、 设备维修量特别少;
    8、 系统可以很容易地进一步升级改造为干法。

 

来源:中国钢铁新闻网  

 
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