钢铁研究学报
主办单位:中国钢铁工业协会
国际刊号:1001-0963
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港陆钢铁烧结机头烟气治理技术探讨

  论文导读:均匀布置在烧结机台车上。燃烧过程产生大量的烟气中夹带粉尘被抽到烧结机台车下方。大型静电除尘器。治理流程一般是烧结机烟气在大烟道中除尘。除尘器,论文写作,港陆钢铁烧结机头烟气治理技术探讨。

  关键词:烧结,烟气,治理,除尘器

  1概述

  含铁原料、溶剂、燃料等经过配料、混料,经布料器,均匀布置在烧结机台车上,混合料经点火后开始燃烧,抽风带式烧结,空气从混合料层的上部抽入,燃烧过程产生大量的烟气中夹带粉尘被抽到烧结机台车下方,进入大烟道(重力沉降管),再经过除尘净化后由主抽风机通过高烟囱排入到大气中。

  2烧结机头烟气的特点及污染物参数[1]

  2.1烟气特点

  2.1.1烟气量大、含湿高

  每生产1t烧结矿约排出烟气3600-4500m3。烟气中所含粉尘的磨啄性强,除尘应采取防磨措施。含湿量高,烟气中含有SO2,其露点温度高,除尘设备应采用保温,以防止烟气结露腐蚀设备和粉尘粘结。

  2.1.2废气中SO2含量高

  烧结过程中混合料中80%-90%的硫燃烧转化为SO2,通过机头烟囱排入大气,其浓度与原料的含硫有关,浓度一般为600-800mg/m3。钢铁企业大气污染物中的SO2主要是烧结过程排出的。

  2.1.3烟尘危害性大

  烧结烟气中的粉尘分散度高,粒度小于10цm的占30%左右,长期接触粉尘容易患尘肺病。

  2.1.4烟尘中含铁量高,具有较高回收利用价值

  烧结机烟气是整个烧结工序最主要的粉尘污染源,每生产1吨烧结矿产生的烟气中含粉尘约6-20kg,烧结烟气粉尘中铁元素烧结矿相近,回收后作为烧结原料,重新参加利用,提高了资源利用率。

  2.2污染物参数

  2.2.1烟气成分 烟气中含有空气中带来的氧和氮,混合料水份蒸发和燃烧产生的水蒸气,烧结过程中产程的粉尘、SO2、NOX、CO2等。

  2.2.2烟气温度 90-180℃,平均140℃。

  2.2.3含尘浓度 根据操作状况,烟气含尘浓度约0.5-5g/m3。

  2.2.4粉尘成分 粉尘成分取决于烧结原料(精矿或富矿粉)、燃料(焦粉或煤粉)、溶剂(石灰石粉、白云石粉、生石灰)及燃烧工艺等,一般含有Fe2O3、SiO2、Al2O3、CaO、MnO、FeO等。粉尘组成见表1。

  2.2.5粉尘比电阻 烧结机烟气温度在140℃左右,此温度下的粉尘比电阻较高,一般接近或大于1010Ω·cm,高时可达到1013Ω·cm。

  表1粉尘化学组成表

  成分总FeFeOSiO2Al2O3CaOMgOMnOP2O3STiO2

  含量%55.296.726.441.7810.11.710.890.0860.0040.11

  3国内外动态及发展趋势

  3.1改革生产工艺流程

  烧结机头烟气含尘浓度很大程度上取决于烧结工艺历程,热矿工艺事故烟气含尘浓度高,约2-6g/m3,冷矿工艺中烧结矿经过冷却后进行整粒筛分,将粒度为10-20mm的返矿在台车上铺底料,可是混合料烧透,粉矿量减少,提高产量和质量,降低粉尘含量。

  3.2广泛采用大型静电除尘器

  大型静电除尘器,尤其是双室四电场除尘器,除尘效率更高,效果更好,已成为除尘主流。

  3.3烟气的SO2治理有很大进展,进入实施阶段

  欧美以高烟囱扩散为主,其比较经济,一般高度100-120m即可,但为了达标是不够的,烧结机在烧结过程中产生的烟气中SO2的浓度是不断变化的,为了减小脱硫装置的规模,可以将只含SO2浓度高的烧结机头烟气进入设备。脱硫装置的使用,对于消减SO2排放具有重要作用。

  4烧结机头废气治理原则及技术经济指标

  我国早期的烧结烟气除尘主要是防止主抽风机的磨损,并不是控制大气污染。治理流程一般是烧结机烟气在大烟道中除尘,然后进入除尘设施,再经主抽风机通过高烟囱向大气中排放,大烟道和除尘器收集下的粉尘灰经过输灰设备返回配料系统循环利用。

  4.1治理原则

  (1)在确保达到国家有关污染物排放标准的前提下,将“运行可靠,不影响生产工艺岗位员工的操作习惯”作为重要设计目标考虑;

  (2)优化及精心设计,本着降低、节省一次性工程投资,优质的设备质量,高的施工安装质量的原则;

  (3)做到降低能耗,减少运行成本;

  (4)确保消防安全,力求综合效益的先进性,在确保排放达标的前提下,充分发挥烟尘捕集效率;

  (5)保证设施能够长期稳定运行,管理维护简便。

  4.2技术指标

  表2技术指标表

  项目单位指标

  烟尘捕集率%〉98

  排放浓度mg/m3〈80

  岗位粉尘mg/m3〈5

  5除尘系统的治理工艺

  5.1采用干法除尘

  目前我国钢铁企业烧结机头烟气除尘一般采用干法除尘工艺,以免湿法除尘引起复杂的除尘废水处理和二次水污染。

  5.2设置大烟道水封拉链

  过去大烟道捕集的烟气均由集灰斗经双层卸灰阀卸到运输机上运出,由于大烟道灰尘较粗且易夹带烧结矿块,造成阀门卡死,致使卸灰困难,阀门漏风造成大烟道内粉尘被二次带起,降低了降尘效率。因此,在大烟道外部设置水封拉链,提高大烟道的密封性是非常有必要的,将排灰管插入水封拉链槽内。灰尘在水封中沉淀由拉链机带出,杜绝粉尘二次飞扬。

  5.3系统的配置

  5.3.1设置耐磨措施

  烧结机头烟气粉尘具有较强的磨琢型性,应采取防磨措施,可采用多管除尘器用于一级处理,其陶瓷多管衬里具有耐磨作用,且具有较高的除尘效率,烟气经陶瓷多管除尘器处理后浓度在400 mg/m3左右,为后续二级除尘提供良好预治理。

  5.3.2设置保温层

  烧结机烟气含湿量高,其中SO2烟气露点为温度高,如处理不当,会产生结露,造成设备的腐蚀和粉尘的粘结,因此,大烟道、一级多管除尘器、二级除尘器都要设置保温层。

  5.3.3采取防止漏风措施

  烧结机烟气系统是负压操作,极易抽进空气。漏风不仅影响烧结矿的质量和产量,而且使除尘效果积聚恶化,所以要密封,防止漏风。

  6除尘器的选择

  6.1除尘器介绍[2]

  除尘器是从气流中将粉尘予以分离的设备,它的工作状况直接影响排放到大气中的粉尘浓度,从而影响周围环境。

  由于需要生产实践中采用了多种多样的除尘器。根据所利用除尘机理的不同,除尘器可分为机械除尘器和电除尘器两大类。机械力中有重力、惯性力、冲击力、粉尘与水滴的碰撞等,过滤也是机械力作用的一种形式。根据在除尘过程中是否采用液体进行除尘或清灰,又可分为干式和湿式除尘器。

  综上所述,习惯上将除尘器分为四类:

  (1)机械式除尘器,包括重力沉降室、惯性除尘器、旋风除尘器。这类除尘器的特点是结构简单、造价低、维护方便,但除尘效率不高,不能满足粉尘排放标准,往往用作多级除尘系统中的前级预除尘。

  (2)过滤式除尘器,包括袋式除尘器和颗粒层除尘器等,其特点是以过滤机理作为除尘的主要机理。根据选用的滤料和设计参数不同,袋式除尘器的效率可达到99.9%以上。

  (3)湿式除尘器,包括低能湿式除尘器和高能文式管除尘器。论文写作,除尘器……这类除尘器的特点是用水作为除尘的介质。论文写作,除尘器……一般来说,湿式除尘器的除尘效率高,当采用文式管除尘器式,对微细粉尘的去除效率仍可达95%以上,但所消耗的能量较高。湿式除尘器的主要缺点是会产生污水,需要进行处理,以消除二次污染。

  (4)电除尘器,以电力为捕尘机理。分为干式电除尘器和湿式电除尘器,这类除尘器的特点是除尘效率高,消耗动力学小,主要缺点是钢材消耗多,投资高。

  实际中的除尘器往往结合几种除尘机理的共同作用,特别是近年来为了提高除尘器的捕集效率,研制了多种机理的除尘器。

  6.2除尘的选择

  钢铁企业烧结机头烟气治理绝大多数采用静电除尘器,该技术在我国成功地使用数十年,比较成熟。

  6.2.1电除尘器的工作原理[3]

  电除尘器是利用电压产生的强场强使气体电离,即产生电晕放电,进而使粉尘荷电,并在电场力的作用下,使气体中的悬浮粒子分离出来。主要包括五个复杂而又相互有关的过程:

  (1)施加高压电压产生强场强使气体电离;

  (2)悬浮尘粒的荷电;

  (3)荷电尘粒在电场力的作用下向电极运动;

  (4)荷电尘粒在电场中被捕集;

  (5)振打清灰。

  6.2.2电除尘器的特点[4]:

  (1)除尘效率高,即使是处理微细粉尘,也能达到很高的除尘效率。

  (2)阻力损失小,气体通过电除尘器的压降一般不大于300Pa。

  (3)处理烟气量大,现在电除尘器每小时处理105-106m3烟气量是很平常的,随着工业的发展,工艺设备的日益大型化,烟气量也相应增加。

  (4)能够捕集腐蚀性很强的物质,对捕集含硫的烟气具有较好效果。

  (5)运行费用低,由于电除尘的运行零件少,电耗地低,在正常情况下维修工作量较小,可长期连续安全运行。

  (6)对不同粒径的烟尘有分类富集作用,由于烟尘的物理性质与除尘效率的关系极为密切,大颗粒而导电性较好的粉尘先被捕集。

  (7)不易适应操作条件的变化,电除尘器的性能优劣与操作条件的变化密切相关。尽管电压实现自动控制有助于提高起适应性,但是电除尘只有当条件比较稳定时,才能达到最佳性能。

  (8)应用范围受粉尘比电阻的限制,由于有些粉尘的比电阻过高或过低,采用电除尘器进行捕集比较困难。在有些情况下,如果不采取相应的有效措施,采用电除尘器不仅不经济,有时不可取的。

  (9)对制造、安装和运行水平要求较高。论文写作,除尘器……

  (10)钢材消耗量大,占地面积大。

  7结论

  随着烧结工艺的发展,污染物排放标准不断的提高,对烧结机头烟气的治理越来越严格,因此科学、合理的选择治理技术至关重要,只有在了解烧结工艺,掌握粉尘性质的前提下选好除尘器,才能满足机头工艺除尘的要求,另外,要针对实际选择可行的烟气脱硫技术,实施SO2净化处理,真正达到治理烟气的目的。

  参考文献

  [1].韩健宏主编,《钢铁工业环保技术手册》,化学工业出版社2006.7

  [2].杨靖霞、史建福主编,《环境工程》,成都科技大学出版社1996.

  [3].高香林主编,《除尘技术》,华北电力学院1991.8.

  [4].童志全主编,《工业废气净化与利用》,化学工业出版社2001

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