鋼鐵企業轉爐煙氣除塵系統技術利弊解析
文章出處:本站 人氣:2337 發表時間:2014-08-16 10:50:56
2012年至今,我國大部分地區出現了嚴重的霧霾天氣,威脅到了人們的健康,也使更加高度重視環境保護的問題。對于鋼鐵行業來說,早期的《工業爐窯大氣污染物排放標準》(GB 90781996)中規定的達標排放值為100mg/m3~150mg/m3,該標準已經遠遠不能滿足當今的環保要求。新版《煉鋼工業大氣污染物排放標準》GB 286642012(于2012年10月1日正式實施)規定:顆粒物排放濃度限值及總量控制指標中,現有企業轉爐次除塵高允許排放濃度為100mg/m3,新建企業為50mg/m3.2015年1月1日開始,無論新建還是現有企業,其排放濃度都必須達到50mg/m3以下。
環保標準越來越嚴格,鋼鐵企業做好環保工作勢在必行。因此,轉爐煙氣除塵系統的技術更新也迫在眉睫。
眾所周知,煉鋼轉爐煙氣除塵分為濕法和干法兩大類,具代表性的是OG(氧氣轉爐煤氣回收)濕法除塵工藝和LT(轉爐次煙氣靜電除塵)干法除塵工藝,還有近年發展起來的塔文工藝、全余熱回收布袋除塵工藝,以及正在研發的其他新除塵工藝。比較而言,OG濕法除塵工藝幾乎不可能達到50mg/m3的排放標準,LT干法、布袋除塵干法均能較好地達到排放標準。近3年來,塔文濕法工藝也有了很大進步,目前排放濃度能夠穩定在50mg/m3以下,近期還出現了半干法(蒸發冷卻器加塔文系統)的新工藝。本文針對以上的工藝進行經濟性與可行性的分析。
LT干法:適合新建鋼廠
LT干法流程的點是不需要廢水處理設備和污泥脫水設備等,具有水耗低、無污水處理系統、電耗低、風機運行穩定、粉塵排放濃度小等點。同時,LT干法也存在些問題:是干法除塵造價高,自動控制連鎖多,自動化要求程度高;二是采用的機械設備多,結構復雜,故障率高,維修時間長;三是蒸發冷卻使煤氣中含有較高的水分,易結露,造成電暈封閉和反電暈現象,同時影響輸灰系統的設備運行壽命,對蒸發冷卻塔水量、水壓控制都有嚴格要求;四是蒸發冷卻器壁上結垢問題還沒有很好解決;五是泄爆頻繁,影響電除塵器內零部件的壽命和除塵效果;六是除塵后煤氣溫度高,必須采用專門的冷卻設備才能進入煤氣柜。
如果是新建鋼廠,采用LT干法除塵有定的勢。鋼廠不用安裝污水處理系統,省去了粗顆粒脫除設施、沉淀池、除塵水冷卻系統及供水系統。原規劃的這部分設備設施的占地可以用來上LT干法的電除塵器、煤氣冷卻器和鐘罩閥等設施。雖然使用LT干法次性投資有所增加,但因省去除塵水系統可以節省部分費用,增加的投資還可以接受。如果是OG濕法除塵系統以LT干法改造,則難度較大,主要表現為以下幾點:
廠房結構受限。噴入煙氣中的水需要在蒸發冷卻器(EC)中完全蒸發,以達到降溫、煙氣調質、粗除塵的目的。除了對噴入的煙氣溫度、水量、水霧顆粒大小有嚴格要求外,對蒸發冷卻器的高度也有定要求,即必須在蒸發冷卻器中停留足夠的時間。對于采用OG系統的煉鋼廠房,廠房高度往往受限,滿足不了蒸發冷卻器的高度需求。如果廠房改造,則會增加改造難度和改造費用,延長改造工期。
需改造汽化冷卻煙道。為了保證氣水接觸時間,噴入蒸發冷卻器的水是從汽化冷卻煙道末段進入,則對末段汽化冷卻煙道的長度有要求,并需要在汽化冷卻煙道末段開孔,因此汽化冷卻煙道需要改造。這樣會增加改造費用。
需要額外占地。電除塵器安裝周期比較長,為了減少對現有煉鋼生產的影響,必須先建設、后對接,因此需要額外占地。對于占地緊張、布置比較緊湊的鋼廠來說,這也是個難題。
次性投資大。除蒸發冷卻器自動控制連鎖多、自動化要求程度高、電除塵器投資大之外,由于煙氣溫度不同,造成煙氣量不同,原來的風機入口管道、風機、三通閥、風機出口管道、放散煙囪都需要改造,且需要額外增加煤氣冷卻器,投資較大。以座120噸轉爐為例,本系統全部改造需要資金3000萬元以上。
相對來說,OG系統改造為LT系統不經濟,某些鋼廠因受廠房高度限制和總圖影響甚至不具有可行性。
半干法:推廣有難度
半干法(蒸發冷卻器加塔文系統)是在塔文除塵系統前加級蒸發冷卻器,將溫度降到320℃左右,再加塔文系統的工藝流程。這種方法在國內已經有應用,相當于增加了級除塵。就目前應用的經驗看,該工藝具有除塵效果較穩定、改善除塵水水質的點,但存在次性投資大、自動化程度配置高、故障率高的問題。
該方法蒸發塔的除塵效率在30%左右,精除塵仍然由文氏管來實現。其相比其他方法多了級除塵,相當于三級除塵器串聯。由此可以計算出多級除塵器串聯的除塵效率。如果是兩級除塵,洗滌塔的除塵效率為95%,文氏管的除塵效果為99.5%,塔文除塵系統的除塵效率為99.975%.如果是三級除塵,級蒸發塔除塵效率為30%,則塔文除塵系統的除塵效率為99.9825%,除塵效率有所提高。當進口煙塵濃度為150g/m3時,采用塔文兩級除塵的排放濃度為37.5mg/m3,采用三級除塵的排放濃度為26.25mg/m3.
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