摘要:在分析鐵合金廠礦熱電爐運行工況及其煙塵特性的基礎上,對礦熱電爐除塵工藝的選擇原則進行了探討,并提出了建議。

　　1 礦熱電爐參數及其產污特點

　　1. 1 污染源參數

　　電爐熔池反應過程中產生含CO的可燃氣體, 它透過料層散逸于爐口面料層表面。礦熱電爐廢氣 （煤氣）含塵量取決于電熱恒溫水浴鍋電爐裝料條件、冶煉頻率和實際操作等多種因素,其數值變化頗大。一般半封閉式電爐廢氣含塵0. 5～5 g/m3 （標態） ,封閉式電爐廢氣含塵10～150 g/m3 （標態）。

　　1. 2 污染物特點

　　（1） 爐氣燃燒產生的廢氣量較大,但氣量較平穩。產生刺火時,氣量波動范圍在±20%～ ±25%, 刺火后即恢復原廢氣量。

　　（2） 爐氣溫度高。一般在500～700 ℃,刺火瞬間可達到1 100 ℃。

　　（3） 爐氣含塵濃度高。一般達40～150 g/m3。

　　（4） 煙塵顆粒度分散。zui小粒徑僅0. 01μm。

　　（5） 污染物凈化回收后的綜合利用價值高。

　　2 除塵裝置選定原則

　　2. 1 防爆及防火

　　處理含有大量CO的煙氣時,如果未進行可燃氣的回收,應在電爐出口煙道的高溫部位引入空氣, 將CO氧化后再進入除塵裝置。另外,處理帶有白熱狀態粉塵的排煙時,應采用慣性力類的一次除塵裝置,以防其后的二次除塵裝置發生火災。

　　2. 2 根據粒徑分布選定除塵裝置

　　粉塵粒徑大部分在幾微米以上時,可選用離心式除塵裝置中的旋風分離器;粉塵粒徑大部分在幾微米以下時,應選用洗滌式、過濾式或電除塵裝置。但是,如果是很微細的粉塵,粉塵濃度又很低,則可采用靜電凝聚器,即一次除塵用靜電凝聚器,二次除塵可用旋風分離器或多管旋風子。

　　2. 3 濕式與干式除塵裝置的選用原則

　　濕式除塵裝置的出口排煙溫度通常在酸露點以下,這樣低的排煙溫度不僅擴散效果差,還會帶來白煙覆蓋、降霧和洗滌水處理等后續問題。因此,采用干式除塵較為理想。但在處理煙氣量較少﹑排水處理微型離心機比較容易,且必須對有害氣體進行處理的場合,或者在需要*捕集碳黑之類極細塵粒的場合,可以采用濕式收塵裝置。前者一般可采用洗滌式除塵裝置,后者一般可采用濕式電除塵裝置。

　　2. 4 粉塵濃度很高時的一次除塵

　　在處理粉塵濃度很高的煙氣時,文丘里洗滌除塵器、袋式除塵器和電除塵器的除塵效率會有所降低。因此,對于粉塵濃度很高的煙氣,先要用旋風分離器進行一次除塵,然后再用文丘里洗滌收塵器、袋式除塵器或電除塵器作為二次除塵裝置。

　　2. 5 粉塵的凝聚與粗大化

　　使微細塵粒凝聚并粗大化的zui有效方法是采用靜電凝聚器。對排煙直接噴水冷卻或增濕,或者用熱交換器對煙氣進行間接冷卻,對粉塵均有一定程度的凝聚作用。當然,其凝聚作用的大小因排煙和粉塵的成分不同而有差異。

　　2. 6 降低粉塵比電阻

　　干式電除塵裝置進行正常除塵的粉塵比電阻在 104 ～1010Ω. cm范圍內,對于高比電阻粉塵,可以采用噴水或噴蒸汽的方法對排煙進行調濕來降低粉塵比電阻,或者采取煤混燒重油或高硫煤等措施,或者采用注入硫酸之類吸濕劑的方法。

　　2. 7 控制煙氣溫度

　　為防止附著粉塵,堵灰、網孔堵塞或腐蝕,干式除塵裝置必須在酸露點以上使用。通常,在考慮了除塵裝置內各部分的溫度分布之后,待處理煙氣溫度應控制在高于酸露點20 ℃左右為宜。

　　對于袋式除塵器,則要將煙氣直接或間接冷卻至濾布的耐受溫度內;而對于電除塵裝置,通常在考慮煙氣溫度與比電阻關系的基礎上再選定排煙溫度,一般控制在500 ℃以下; 采用洗滌式除塵裝置時,在綜合考慮提高除塵效率和防止白煙的基礎上, 要盡可能地降低排煙溫度。

　　2. 8 在選定裝置容量時要留有余量

　　在除塵裝置的設計中,必須根據各機組排煙的基本特性來選定其尺寸規格,以保證充分發揮其除塵性能。但是,在實際運行中,排煙特性符合設計參數的情況是極少的,往往由于參數條件的變化使除塵性能達不到設計要求。另外,排煙設備發生操作上的改變時也常給穩定除塵帶來困難。從發展趨勢看,政府對公害的控制將會越來越嚴格,控制標準將會逐步提高。因此,在選定除塵裝置的容量時,要盡可能留有余地,或者保留擴建場地。

　　3 礦熱爐煙塵治理工藝選擇

　　對于電爐冶煉企業而言,目前使用較多的是半封閉式電爐,其冶煉廢氣治理的重點是煙塵。目前, 國內同類企業常用的數顯恒溫振蕩器除塵裝置有:多管型旋風除塵器、濕式除塵器、袋式除塵器和電除塵器。

　　（1）旋風除塵器。旋風除塵器是借助離心力的作用將粉塵從氣體中分離并捕集的一種除塵裝置, 具有結構簡單,制造、安裝和維護管理容易,投資少, 體積小和占地面積少等特點。可去除粒徑大于 50μm的塵粒,流速不大于0. 3m / s,壓力降0. 05～ 0. 2 kPa。旋風除塵器多用于硅鐵冶煉廠微細粉塵治理,除塵效率僅為60%左右,達標困難。

　　（2）布袋除塵器。用濾料將氣體中的粉塵分離捕集,去除粒徑0. 1 ～50μm 的塵粒,壓力降1～ 2 kPa,除塵效率達到98%以上,是一種除塵器。如果設計、安裝和維護得當,除塵效率可達99. 98% 以上,出口粉塵質量濃度低于50mg/m3。

　　（3）電除塵器。在靜電場的作用下實現粉塵與氣體分離而達到除塵的目的,其除塵效率zui高可達 99. 98% ,具有處理氣量大,適合高溫、高壓場合,能連續運行。其不足之處是設備龐大、初投資高、運行費用高、制造安裝技術要求高,特別是在發生故障時不易維修,因而不適合中小型企業使用。

　　（4）濕式除塵器。濕法除塵設備有沖擊水浴、噴淋洗滌塔等。濕式除塵器的除塵機理大致可以概括為:通過慣性碰撞、截留,塵粒與液滴或液膜發生接觸;微細塵粒通過擴散與液滴接觸;加濕的塵粒互相凝并;高溫煙氣在濕式除塵器內凝結時,以塵為凝結核,促進塵粒的凝聚。

　　4 結語

　　依據以上4種除塵方法及礦熱爐煙塵的性質, 由于原料、還原劑、冶煉操作和生產管理等原因,限制了熱能回收型凈化工藝流程的應用。目前,國內外治理半封閉式礦熱電爐廢氣多采用非熱能回收型電熱恒溫干燥箱干法凈化設施。非熱能回收型干法凈化,對爐氣燃燒所需過剩空氣量控制稍寬。一般變壓器容量大于 6 000 kVA的大中型電爐半封閉式煙罩,在控制出口廢氣溫度低于200 ℃之后,廢氣進入預除塵器捕集火星,或直接進入袋式除塵器;對于變壓器容量小于 6 000 kVA的半封閉式電爐,則不設列管冷卻器,采取在半封閉罩內混入野風, 控制廢氣溫度低于 200 ℃后直接進入袋式除塵器,凈化后外排氣中煙塵質量濃度低于50mg/m3。

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