河北湿式电除尘器在转炉湿法除尘系统改造中的应用

一、引言

钢铁企业自本世纪初期十年的发展后，已形成了年产约10亿吨钢的庞大规模，根据初步的统计，全国重点大中型钢铁企业的转炉765座（2014年统计），而其中约2/3数量的转炉一次除尘采用的是湿法（OG法）进行除尘，其中绝大部分不能达到新的排放要求，面临改造。

干法（LT系统）净化回收系统属于新一代的除尘技术，因其节水、节电、省地、回收煤气量大、除尘效率高等优点被钢铁企业所接受；自08年至今，钢厂新建项目基本上采用的都是干法除尘工艺；尽管湿法除尘系统改干法，具有较大的技术优势，但实施过程中已建厂房存在厂房内部改造空间受限、厂房外占地不足的问题，使得湿法系统改干法存在困难。为解决上述难题，基于转炉一次烟气净化用的河北河北湿式电除尘器孕育而生。转炉一次烟气用河北湿式电除尘器能集成到现有的湿法除尘系统中，能大限度的利用现有的系统，优化系统配置，提高除尘效率，实现转炉烟气的超洁净排放。

二、转炉一次烟气用湿式电除尘器的工艺配置

常见的转炉OG系统湿法除尘，多采用粗除尘（溢流文氏管、洗涤塔）、精除尘（可调喉口文氏管、RSW环缝）及脱水器串联的方式运行。转炉吹炼过程中产生的高温含尘烟气，经汽化冷却烟道初步冷却，进人湿法除尘系统进行降温除尘，降温后的饱和烟气进入煤气风机，经三通阀，满足煤气回收条件的被回收利用，不满足回收条件的被放散排人大气中，其具体流程图，见图1。

三、转炉湿法除尘系统的除尘机理及能耗分析

如上文所讲，转炉湿法除尘老OG系统主要采用双文氏管除尘，即溢流文氏管和调径文氏管。喉口直径一定的溢流文氏管主要起降温和粗除尘作用。经汽化冷却烟道，烟气冷却至800-1000℃,通过溢流文氏管时能迅速冷却到70-80℃，并使烟尘凝聚，通过扩张段和脱水器将烟气中粗粒烟尘除去，除尘效率为90%-95%。当喉口速度为40-60m/s，出口烟气速度为15-20m/s时，一文阻力损失在3-5kPa。调径文氏管在喉口部位装有调节机构，主要用于精除尘。吹炼过程中烟气量变化很大，为了保持喉口烟气速度不变以稳定除尘效率，要能随烟气量变化相应增大或缩小喉口断面面积，保持喉口处烟气速度一定；还可以通过调节风机的抽气量控制炉口微压差，确保回收煤气质量。调径文氏管收缩段的进口烟气速度为15～20/s；二文阻损一般为10～12kPa。双文除尘结构，因技术上的限制，存在阻力大，排放浓度高的问题。相对而言，高效洗涤塔与环缝文氏管搭配的塔文结构，系统阻力低；环缝文氏管调节范围大，布水均匀，净化效果好，可将排放浓度降到50mg/m3；然而当需要进一步提高塔文结构的除尘效率时，无论是双文结构还是塔文结构，实现起来都非常困难。根据已有的转炉粉尘粒径的分析，约30%的粉尘粒径都在5um以下，如果利用单级文氏管去除这些粉尘，需要极高的能耗。图2给出了5um以下的粉尘粒径除尘效率与文氏管压力损失的关系，可以看出，当除尘效率大于99%时，单级环缝文氏管对应的阻力接近15kPa，耗能相当大。

四、转炉一次烟气湿法除尘系统改造中的湿式电除尘器方案

近年来，钢铁工业节能减排指标大幅改善，但由于总体规模大，导致能耗总量高、污染物排放总量大，特别是一些钢铁产能主要聚集区，污染排放已经超出了环境承载能力。可以预见的是，在这些地区，需要推进先进清洁生产技术改造，进一步提升节能减排水平。

如前文所述，利用文氏管精除尘实现烟气的超洁净排放，能耗高，如果想进一步提高除尘效率，单级文氏管的压损需要增加到20kPa甚至更高，能耗过大。因此在炉一次烟气湿法除尘系统改造中，可以采用在原有湿法系统上串联一级湿式电除尘器，利用静电吸附的原理实现对小粒径粉尘的去除，其工艺流程图见图3。

与常规高压静电除尘器一样，转炉一次烟气改造用的湿式电除尘器耗能少，除尘效率高，适用于去除0.01~50um的粉尘；由于采用了冲洗清灰，可避免出现干法静电除尘清灰中的二次扬尘现象，极大的提高了除尘效率及除尘的稳定性。将湿式电除尘器嵌入到已有的湿法系统中，在不改变原有系统的基础上，可以实现转炉一次烟气的超洁净排放（10mg/m3），而设备本身占地少，投资费用低，设备组合灵活便利，是转炉湿法除尘系统改造的选择方向之一。在运行费用上，根据配置的不同，费用在0.5~1元/吨钢。

5、结语

随着对钢铁企业排放要求进一步提高，湿式电除尘器在烟气化中的作用将愈加明显，除了可以将湿式电除尘器嵌入现有的湿法除尘系统中外，转炉一次烟气改造还可以采用新OG+湿电和LT系统+湿电的模式，从而实现转炉一次烟气的超洁净排放。