電爐除塵器冶煉煙氣的組成特點(diǎn)與捕集凈化措施分析
進(jìn)入21世紀(jì)，科技進(jìn)步和-生產(chǎn)力極大提高的同時(shí),，人口劇增、資源過度消耗,、環(huán)境污染,、生態(tài)破壞等全球性的重大問題日益突出。鋼鐵企業(yè)因其具有資源密集,、能耗密集,、生產(chǎn)規(guī)模大等特點(diǎn)，長(zhǎng)期以來(lái)一直被公認(rèn)為是 廢氣排放量大,、污染嚴(yán)重的企業(yè),，特別是 以廢鋼為原料的電爐煉鋼尤為突出。近年來(lái),，我國(guó)隨著“短流程”煉鋼工藝的發(fā)展,，電爐煉鋼的產(chǎn)量及產(chǎn)塵量正在迅速增加，電爐除塵設(shè)備煉鋼的排塵量已由80年代的1t鋼產(chǎn)生4kg粉塵增加到現(xiàn)在的1t鋼產(chǎn)生12~18kg粉塵,，同時(shí)煙氣中還存在著二噁英等有毒有害污染物,，是 一個(gè)不可忽視的污染源。所以,，必須采取有效的捕集凈化措施加以治理,，使其達(dá)標(biāo)排放,，以減輕對(duì)環(huán)境的污染和危害。
1,、電爐冶煉煙氣的組成與特點(diǎn)
電爐冶煉一般分為熔化,、氧 化和還原3個(gè)冶煉期。熔化期主要是 由于爐料(廢鋼)中的油脂類可燃物質(zhì)的燃燒,，以及金屬在高溫時(shí)的氣化而產(chǎn)生黑褐色的煙氣,；氧 化期主要是 由于吹氧、加磯使?fàn)t內(nèi)熔融態(tài)金屬激烈氧 化脫碳,，產(chǎn)生大量赤褐色煙氣,；還原期為除去鋼液中的氧和硫，調(diào)整鋼水的化學(xué)成分,，而投入炭粉或硅鐵等造渣材料,，產(chǎn)生白色或黑色煙氣。在3個(gè)冶煉期中,，以氧 化期產(chǎn)生的煙氣量最多,、煙氣溫度最高、含塵濃度最大,、粉塵粒度最細(xì),。
2、煙氣含塵量
煙氣中含塵量的大小與爐料的品種,、清潔度及所含雜質(zhì)有關(guān),，也與冶煉工藝和操作有關(guān)。一般中小型電爐每熔煉1t鋼約產(chǎn)生8一12kg的粉塵,，而大電爐每熔煉1t鋼產(chǎn)生的粉塵量可高達(dá)20kg,；在吹氧時(shí)，煙氣含塵濃度(標(biāo)態(tài))可達(dá)20一30g/m3,。
3,、煙氣溫度電爐煙氣的溫度很高，一般容量為30t左右的電爐,，其爐口排煙溫度為1200一1400℃,，而超高功率電爐其煙氣溫度可高達(dá)1600℃。電爐粉塵的顆粒度根據(jù)電爐工藝操作條件變化而變化,，顆粒度分布于0.1~100μm之間,，且隨著熔化期向氧 化期轉(zhuǎn)移，其粉塵顆粒度逐漸變細(xì),。
對(duì)于電爐煙氣,，目前采用的治理對(duì)策主要是 安裝除塵系統(tǒng)。除塵系統(tǒng)包括兩大部分：一是 煙氣捕集系統(tǒng),；二是 煙氣凈化系統(tǒng),。
電爐煙氣治理的關(guān)鍵是 如何能夠盡可能多地捕集到電爐所排放的煙氣,。如果煙氣捕集率不高，即使再好的凈化設(shè)備,，也達(dá)不到治理效果,。目前，對(duì)于電爐煙氣的捕集,，國(guó)內(nèi)外采取的捕集形式主要有：“第四孔”,、“屋頂罩”、“側(cè)吸罩”,、“第四孔+屋頂罩”,、“全密閉罩”和“半密閉罩”等。通過對(duì)上述捕集形式在生產(chǎn)實(shí)踐上應(yīng)用的實(shí)際情況進(jìn)行研究,，本文對(duì)各種捕集形式的工藝流程及性能進(jìn)行了對(duì)比,。
各種捕集形式各有利弊。從捕集效果來(lái)看,，全密閉罩和半密閉罩效果最好,；從投資額度來(lái)看，四孔排煙投資較少,；從方便工人操作來(lái)看,，屋頂罩和半密閉罩比較實(shí)用。綜合考慮,，半密閉罩的性價(jià)比較高,。目前，國(guó)內(nèi)已有越來(lái)越多的電爐煉鋼企業(yè)采用半密閉罩這種捕集形式,，如：杭州鋼廠,、廣州鋼廠、株洲鋼廠,、撫順鋼廠、大連鋼廠等,。這種半密閉罩的捕集形式具有以下幾方面的優(yōu)點(diǎn)：
(1)若整個(gè)除塵系統(tǒng)設(shè)計(jì)合理,，可獲得較高的捕集效率，捕集率可大于90%,；
(2)電爐在熔化期,、氧 化期及還原期均可排煙，不影響冶煉工藝,；
(3)對(duì)電爐產(chǎn)生的高分貝噪聲起到一定的降噪作用,；
(4)可大大改善天車司機(jī)的工作條件，使其從高溫輻射,、噪音及煙塵的污染中解脫出來(lái),；
(5)當(dāng)冶煉發(fā)生沸騰意外爆炸事故時(shí),，密閉罩可起到相當(dāng)于安全防護(hù)罩的作用。
目前,，隨著我國(guó)鋼鐵行業(yè)的不斷發(fā)展,，電爐冶煉技術(shù)也在不斷地更新，大容量,、高功率甚至超高功率電爐越來(lái)越多,，冶煉加碳氧、油氧噴桶,，鐵水熱裝等技術(shù)普遍應(yīng)用,，這使得電爐除塵設(shè)備冶煉煙氣的強(qiáng)度也不斷加大。為更好地捕集冶煉煙氣,，國(guó)內(nèi)各設(shè)計(jì)院所都在努力探索和研制新的更為有效的捕集方式,。
近幾年來(lái)，新的捕集形式不斷出現(xiàn),，如“四孔+密閉罩”,、“天車通過式集煙罩”等等。特別是 由無(wú)錫東方環(huán)境工程設(shè)計(jì)研究所研制的天車通過式集煙罩,，以其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,、不影響冶煉工藝、投資少等特點(diǎn)受到了許多煉鋼廠的好評(píng),。這種天車通過式集煙罩是 由半密閉罩和屋頂罩演化而來(lái),。它主要由頂吸罩、移動(dòng)導(dǎo)流罩,、固定導(dǎo)流罩等部分組成,。電爐冶煉、加料,、出鋼時(shí),，產(chǎn)生的大量煙氣依靠熱抬升力上升，此時(shí)導(dǎo)流罩迫使電爐煙氣在導(dǎo)流罩的范圍內(nèi)依據(jù)熱輻射原理上升,，同時(shí)減少空氣混入和抑制車間內(nèi)橫向風(fēng)的干擾,。煙氣上升至頂吸罩下沿時(shí)受引風(fēng)機(jī)的負(fù)壓作用，加上熱煙氣原有的運(yùn)動(dòng)慣性,，進(jìn)入頂吸罩,，然后通過管道進(jìn)入除塵器凈化。天車通過式集煙罩形式,。
這種集煙罩集屋頂罩和半密閉罩的優(yōu)點(diǎn)于一體,，不僅可以將電爐冶煉全過程的煙氣進(jìn)行收集，而且還保持了半密閉罩的收塵效率，更重要的是 它完全不影響電爐正常冶煉的工況,，尤為適用于冶煉強(qiáng)度高,、煙氣熱抬升速度大的高功率、超高功率電爐,。該集塵形式首先在首都鋼廠和石家莊鋼廠應(yīng)用,，取得了顯著的效果。現(xiàn)在,，撫順鋼廠,、本溪鋼廠和吉林鐵合金鋼廠等多家鋼鐵企業(yè)都采用了這種集塵形式。對(duì)于電爐冶煉煙氣凈化來(lái)說,，目前不論國(guó)內(nèi)還是 國(guó)際,，絕大部分采用袋式除塵器，其技術(shù)已經(jīng)成熟,。袋式除塵器的優(yōu)點(diǎn)：
(1)對(duì)凈化含微米或亞微米數(shù)量級(jí)的粉塵粒子的凈化效率較高,，一般可以達(dá)到99.00%，甚至可達(dá)99.99%,；
(2)可以捕集多種感性粉塵,，特別是 高比電阻粉塵采用袋式除塵器凈化要比電除塵器的凈化效率高得多；
(3)運(yùn)行可靠,，不會(huì)產(chǎn)生污泥處理和腐蝕等問題,，操作、維護(hù)簡(jiǎn)單,。
目前,，我國(guó)對(duì)電爐煙氣的治理還基本停留在對(duì)粉塵的治理。然而,，用作電爐原料的廢鋼,，通常多帶有有機(jī)化合物的涂層和油類。這些涂層中的涂料,、增色劑,、印色等在其生產(chǎn)過程中添加了多氯聯(lián)苯；油類中高溫用潤(rùn)滑油,、切削油,、空壓機(jī)油等的主要成分含多氯聯(lián)苯。這些廢鋼在預(yù)熱,、爐內(nèi)預(yù)熱和電爐內(nèi)熔煉產(chǎn)生的煙氣中就會(huì)含有一定量的二噁英。我國(guó)目前已經(jīng)開始對(duì)電爐冶煉產(chǎn)生的二噁英污染治理問題進(jìn)行研究,，但并不廣泛和深入,。綜合國(guó)外報(bào)道的一些治理對(duì)策，主要表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面,。
在電爐熔煉前對(duì)廢鋼進(jìn)行揀選,。盡量減少使用含有油漆,、涂料、塑料和切削油等的廢鋼,，以降低熔煉排放的二噁英和氯苯類等有毒物質(zhì)的總量,。
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