電爐除塵器冶煉煙氣的組成特點與捕集凈化措施分析
進入21世紀,，科技進步和-生產(chǎn)力極大提高的同時，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,，長期以來一直被公認為是 廢氣排放量大,、污染嚴重的企業(yè)，特別是 以廢鋼為原料的電爐煉鋼尤為突出,。近年來,，我國隨著“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，同時煙氣中還存在著二噁英等有毒有害污染物,，是 一個不可忽視的污染源,。所以，必須采取有效的捕集凈化措施加以治理,，使其達標排放,，以減輕對環(huán)境的污染和危害。
1,、電爐冶煉煙氣的組成與特點
電爐冶煉一般分為熔化,、氧 化和還原3個冶煉期。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,、加磯使爐內(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,。
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20kg,；在吹氧時,，煙氣含塵濃度(標態(tài))可達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。
對于電爐煙氣,，目前采用的治理對策主要是 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,，也達不到治理效果,。目前,，對于電爐煙氣的捕集，國內(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,。通過對上述捕集形式在生產(chǎn)實踐上應用的實際情況進行研究，本文對各種捕集形式的工藝流程及性能進行了對比,。
各種捕集形式各有利弊,。從捕集效果來看，全密閉罩和半密閉罩效果最好,；從投資額度來看,，四孔排煙投資較少；從方便工人操作來看,，屋頂罩和半密閉罩比較實用,。綜合考慮，半密閉罩的性價比較高,。目前,，國內(nèi)已有越來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：
(1)若整個除塵系統(tǒng)設(shè)計合理，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；
(5)當冶煉發(fā)生沸騰意外爆炸事故時,，密閉罩可起到相當于安全防護罩的作用。
目前,，隨著我國鋼鐵行業(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越多,，冶煉加碳氧,、油氧噴桶，鐵水熱裝等技術(shù)普遍應用,，這使得電爐除塵設(shè)備冶煉煙氣的強度也不斷加大,。為更好地捕集冶煉煙氣，國內(nèi)各設(shè)計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,，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 由無錫東方環(huán)境工程設(shè)計研究所研制的天車通過式集煙罩，以其結(jié)構(gòu)簡單,、不影響冶煉工藝,、投資少等特點受到了許多煉鋼廠的好評。這種天車通過式集煙罩是 由半密閉罩和屋頂罩演化而來,。它主要由頂吸罩,、移動導流罩、固定導流罩等部分組成,。電爐冶煉,、加料、出鋼時,，產(chǎn)生的大量煙氣依靠熱抬升力上升,，此時導流罩迫使電爐煙氣在導流罩的范圍內(nèi)依據(jù)熱輻射原理上升，同時減少空氣混入和抑制車間內(nèi)橫向風的干擾,。煙氣上升至頂吸罩下沿時受引風機的負壓作用,，加上熱煙氣原有的運動慣性，進入頂吸罩,，然后通過管道進入除塵器凈化,。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)點于一體,，不僅可以將電爐冶煉全過程的煙氣進行收集,，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用,，取得了顯著的效果?，F(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,。對于電爐冶煉煙氣凈化來說，目前不論國內(nèi)還是 國際,，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：
(1)對凈化含微米或亞微米數(shù)量級的粉塵粒子的凈化效率較高,，一般可以達到99.00%,，甚至可達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)運行可靠，不會產(chǎn)生污泥處理和腐蝕等問題,，操作,、維護簡單。
目前,，我國對電爐煙氣的治理還基本停留在對粉塵的治理,。然而，用作電爐原料的廢鋼,，通常多帶有有機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,；油類中高溫用潤滑油、切削油,、空壓機油等的主要成分含多氯聯(lián)苯,。這些廢鋼在預熱、爐內(nèi)預熱和電爐內(nèi)熔煉產(chǎn)生的煙氣中就會含有一定量的二噁英,。我國目前已經(jīng)開始對電爐冶煉產(chǎn)生的二噁英污染治理問題進行研究,，但并不廣泛和深入。綜合國外報道的一些治理對策,，主要表現(xiàn)在以下幾個方面,。
在電爐熔煉前對廢鋼進行揀選。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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