如何治理炼钢电炉的烟尘

一、前言
 
　　炼钢电炉产生的烟气如果不经任何处理直接排放于大气，将对大气造成污染，给周围居民生活造成一定影响，而且危害炼钢工人身体健康。本文就炼钢电炉烟尘的治理进行探讨分析。

　　二、电炉工艺参数

　　1．电炉烟尘
　　三、除尘系统工艺流程

　　2．烟气温度

　　烟气温度直接影响密闭罩及厂房屋顶排烟效果、炉内微负压形成和布袋寿命。如果进入除尘器的烟气温度过高，布袋收缩变形使运行阻力增加。若烟气温度超过滤料软化温度，将使布袋失效或烧毁。因此含尘气体进入除尘器前必须有事故保护的混风机构一野风阀，使得外界自然空气充分与烟气混合、冷却，保证烟气在布袋软化点以下进入除尘器。进入除尘器的气体温度一般控制在110℃以下，瞬间不得超过120℃。

　　四、关键技术问题

　　1．集尘罩的选择
　　电炉除尘系统包括一、二次烟尘的捕集和含尘烟气的净化。随着除尘设备种类、性能和质量的不断改进与完善，目前国内中小（30t以下）电炉除尘技术的焦点主要集中在出炉烟气捕集方式的选择上，烟气捕集率的大小直接影响到炼钢工人的工作环境和身心健康。国家规定，车间内粉尘的浓度应不小于10mg/Nm3，噪声应小于85DBA。而实际上炼钢时车间内的粉尘浓度不经治理时可达到300mg/Nm3以上，噪声可达95DBA，炼钢时烟尘影响吊车工的视线，对安全生产造成一定隐患。
　　目前国内中小电炉烟尘捕集罩的种类比较多，现就以下几种烟尘捕集罩进行比较：
　　（1）侧吸罩
　　这种捕集罩制作简单，处理风量中等，捕集烟尘只能在冶炼时起作用，加料时不能捕集烟尘，加氧期间烟尘捕集率低，只能达到60—70%。由于捕集罩距高温烟气较近，很容易发生烧布袋现象。
　　（2）钳形罩
　　钳形罩制作比侧吸罩稍复杂，它紧扣在电极孔上，捕集率较侧吸罩高一些。由于罩子的吸口面积和容积受限制，吹氧时捕集率只能达到70%。由于捕集罩距火焰太近，为防止受热变形，罩子上要设置水冷装置，如维修不及时，容易泄漏，对安全生产造成一定隐患。钳形罩使用寿命较低，若水质不好只能使用三个月左右，而且捕集的烟尘温度很高，也容易发生烧布袋现象。

　　（3）炉顶罩
　　炉顶罩安装在电炉上方，为方便更换电极，罩子设计成旋转摆动罩，基本不影响冶炼操作。炉顶罩的烟尘捕集率一般，在吹氧时烟尘捕集率比前两种捕集罩高一些。这种罩子要求系统风量较大，由于炉顶罩离炉盖有一定距离（约2m以上），所以易受横向风影响，其烟尘捕集率很难达到80%。

　　（4）屋顶大罩
　　屋顶大罩对电炉冶炼全过程的烟尘都可起到捕集作用，不影响电炉冶炼操作。这种捕集罩离电炉远，只有烟尘上升到罩口附近，屋顶大罩才能发挥捕集作用，属于接受型捕集罩。在高温烟气上升过程中，不断有冷空气掺入，一方面降低了烟气温度，另一方面增加了含尘气体总量，而且随着烟气上升，扩散范围越来越大，捕集罩的罩口面积必须随之增大，因此，除尘系统所需的处理风量比其它捕集罩都大，从而使除尘器过滤面积、管路直径、系统动力消耗等大大增加。屋顶大罩是一种投资很高的电炉除尘方式，而且比炉顶罩更易受横向风影响，吹氧时烟尘捕集率只有60—70%左右。

　　（5）移动式半密闭罩
　　移动式半密闭罩由固定罩和移动罩组成，电炉在出钢和换电极等操作时，移动罩打开以方便操作。电炉冶炼时移动罩闭合，因此，移动式半封闭罩在熔化期、氧化期、还原期能有效地捕集操作，捕集率高达95%以上，电炉厂房上空不见烟尘，且基本不影响电炉操作，还能起到降低电炉冶炼噪声的作用。另外，在发生瀑火或钢水飞溅事故时，这种捕集罩还可起到安全防护作用。其缺点是加料和出钢不能捕集烟尘。移动式半密闭罩采用的系统风量和设备投资都较为适中，从性价比来看是一种比较好的投资方式。

　　通过以上几种烟尘集罩的对比，认为电炉烟尘治理采用移动式半密闭罩捕集烟尘是比较合适的。
　　2．除尘器的选择

　　常用的除尘器主要有分室反吹袋式除尘器，机械回转扁布除尘器，低压脉冲长袋除尘器，三种除尘器各有优缺点。

　　分室反吹处理风量范围宽，尤适于大风量系统；备品备件少，维护量小；如采用内滤，滤袋安装时不需骨架，滤袋无磨损，换袋简单干净；反吹风机清灰，对外围条件要求少。其缺点是相对面积较大；清灰能力中等。

　　机械回转扁布袋除尘器设备紧凑，占地面积较小；反吹风机清灰，对外围条件要求少。其缺点是过滤面积受限制；换袋困难，布袋易磨损，人直接接触粉尘；若过滤风速偏高，常有清不下灰的现象。

　　低压脉冲长袋除尘器气布比高，设备紧凑，占地面积小，适于处理中等风量系统；压缩空气直喷式清灰，动力大，效果好，运行阻力低。其缺点是布袋直径受限制；零部件多，脉冲阀易损坏，维护、维修量大；外围条件要求多；压缩空气要除油除水；有骨架外滤，布袋易磨损；换袋时人接触粉尘。
　　综合各方面因素考虑，认为在电炉烟尘治理中选用分室反吹袋式除尘器比较适宜。

　　3．除尘器滤料的材质

　　滤料是袋式除尘器的核心部分，其性能对除尘器运转有很大影响，选择滤料时必须考虑含尘气体的特征，如粉尘和气体性质（温度、湿度、粒径、含尘浓度等）。

　　性能良好的滤料应容量大，吸湿性好，效率高，阻力低，使用寿命长，同时具备耐湿、耐磨、耐腐蚀、机械强度高等优点。从性价比来看，建议选用传统的涤纶针刺毡。

　　4．清灰技术

　　清灰性能的好坏直接影响过滤效率和布袋寿命，目前国内各种袋式除尘器其清灰方式大致可分为机械振动、气流反吹、脉冲喷吹三大类，这三种方式各有利敝。

　　机械振动清灰虽然耗电少、维修方便，但由于清灰作用不强、影响布袋寿命等原因在电炉冶炼时应用越来越少。

　　脉冲喷吹清灰属于强清灰方式，清灰动力大，效果好，可允许较高的过滤风速（2～3m/s），但布袋直径受限制（＜120mm），零部件多，维修量大，由于多采用外滤，因而布袋易磨损，换袋工作环境恶劣。

　　气流反吹清灰分为大气反吹和风机反吹两种方式。大气反吹属于弱清灰方式，清灰效果不明显且易结露糊袋，在电炉除尘系统中，由于粉尘粘性较大，现已很少使用。风机反吹清灰能力虽属中等，但清灰较为彻底，再附积的机会少，清灰效率高，可*性高，分室结构维修方便，目前国内应用较为广泛。因此采用风机反吹清灰比较可*。反吹风机的风量为每室处理风量的1.5～2倍。

　　五、结论

　　综合以上分析，优化选择系统各项技术参数，本着以最低的投资获得最好的除尘净化效果、节能降耗的目标，在不影响原有炼钢工艺和工人操作的前提下，以半密闭移动罩和分室反吹除尘器组成除尘系统，选择防油防水涤纶针刺毡，采用PLC定时清灰、控制除尘系统烟气温度，三者有机结合，即可使除尘系统长期运行稳定、安全、可*，改善炼钢工人工作环境，排放达标。