30t电炉收尘工艺改造.pdf

30 t 电炉收尘工艺改造 罗运平 湖南有色冶金劳动保护研究院， 长沙 410014 摘要 通过应用“清洁生产审核” 方法， 对小型废钢电炉除尘系统改造方案进行全面深入的分析和方案筛选， 充分利用 已有的系统和设备， 并通过以屋顶代罩的合理改进、 提高集气效率; 以最小的投入、 达到有效控制污染的目的。 关键词 循环经济; 清洁生产; 电炉; 屋顶罩; 除尘系统 PROCESS RENOVATION OF 30 T ELECTRIC- ARC FURNACE DUST COLLECTING Luo Yunping Hunan Nonferrous Metallurgy Research Institute of Labour Protection，Changsha 410014，China AbstractBy means of“cleaner production audit”approach，it is analyzed comprehensively the renovation schemes for small EAF dedusting system and also carried out screening of them;it is fully utilized the existing systems and devices and through the reasonable improvement of using roof to replace hood to increase gas-collecting efficiency． Finally the effective pollution control is achieved with minimal s． Keywordsrecycling economy;cleaner production;electric -arc furnaces;roof hood;dedusting system 在建筑、 机械等行业的废钢回收再利用中， 一些 简易小型冶炼厂相继出现; 吃废料的废钢 或屑 /电 炉炼钢 流 程 短， 据 有 关 资 料 称“吨 钢 能 耗 一 般 为 23 kJ/t， 而以废钢为原料的电炉钢厂短流程工艺生产 的产品能耗接近 10 kJ/t， 能耗降低 60 左右” 。另一 方面， 电炉短流程的发展消除了废钢类固废物， 对于 促进环保， 净化冶金加工类工厂的环境起到了良好的 推动作用。与此同时， 其本身亦存在烟尘的净化回收 问题。电炉在工作时激烈地放散含尘浓度很高的烟 气; 在金属溶化期烟气成分与废钢的清洁度有密切的 关系。结合自身实际情况、 实现清洁生产是可持续发 展的原动力。 1原收尘工艺概况 1. 1工艺流程 华业钢厂是一家小型废钢铁回收工厂， 车间配置 有 2 台 30 t 电弧炉以及 2 台初炼炉 1 备 1 用 ; 原料 为废钢、 钢屑及钣金边角余料等， 其来源涉及各行业。 冶炼过程中散发出来的烟尘量随着加入原料的类别 而变化， 采用人工推车加料， 当加入含油污的钢屑时 初炼炉火苗窜升 1 m 以上。系统配套除尘工艺基本 流程如图 1、 图 2 所示。 两台电弧炉和两台初炼炉均为交替使用; 采用扁 图 1电弧炉收尘工艺流程 图 2初炼炉收尘工艺流程 布袋旋转反吹除尘器收尘。电炉烟气主要组成为金 属氧化物粉尘 如 Fe2O3、 FeO 等 以及少量的 CO2、 CO 等。溶化与还原期烟气含尘浓度为 1. 7 ～2 g/m3， 氧化 期为 7. 5 ～ 8 g/m3。从粉尘外销量初步估算， 平均收 尘量在 800 ～ 1 000 kg/h。原收尘设备主要参数 电弧炉 ZC- 240/6 处理风量为 124 200 ～ 170 700 m3/h 2 台 配风机 Y4- 73 №14C 左 右 180， 200 kW 2 台 初炼炉 ZC- 72 /4 处理风量为 20 700 ～ 34 500 m3/h 1 台 配风机 Y5- 47№9C 左 1801 台 85 环境工程 2012 年 4 月第 30 卷第 2 期 1. 2存在的问题 第一是屋顶高悬罩集气效率低， 屋顶气楼阵发性 地逸出滚滚烟尘; 第二是除尘器运行阻力偏高， 排气 量相对减小。 根据生产需要， 厂方决定在原厂房内新增两台初 炼炉， 为改善工人的工作环境， 保护工人的身心健康， 提高厂区内外的环境空气质量， 在添置新设备的同时 对原收尘系统进行改造; 实现经济与环境协调发展。 2系统改造 基本原则是 尽量发挥现有设备的最大效能。目 的是 消除屋顶气楼外逸的烟尘。以清洁生产审核的 思路和方法作指导， 深入挖掘厂方自身潜力、 共同参 与方案的制订、 筛选; 改造工程的实施方案简述如下 2. 1气路系统改造 按设备交替使用的情况， 同一厂房内毗邻的交替 使用的两座电炉原配套的两套收尘系统略显浪费， 而 单台套的屋顶排气量又略显不足。在新增两台初炼 炉的情况下， 通过与厂方共同对方案的研讨与筛选， 原旧初炼炉收尘系统不变动、 两台新初炼炉与原两台 电弧炉的收尘系统合并; 两台布袋除尘器入口设置联 通管， 让新初炼炉除尘器承担部分屋顶罩排气的处理 任务; 屋顶罩排气通过三通切换阀控制， 联通管设流 量调节阀。 该改造方案完成了三个方面的任务 第一、 解决 了原屋顶排气不足问题; 第二、 有效地降低了初炼炉 的烟气温度; 第三、 利用原有收尘系统解决了新增加 的冶炼炉的收尘问题， 最大限度地降低工程造价， 充 分发挥了现有设备的最大效能。这也正是“清洁生 产审核” 中所谓的“无低费方案” ， 通过方案的实施实 现清洁生产“节能、 降耗、 减污、 增效” 的目标。 改造后的“无低费方案” 系统工艺流程见图 3。 图 3系统组合流程 1 屋顶罩的排气切换及布袋间联通管流量调节 采用电动执行器。 2 利用原有系统解决了新炉子配套收尘系统及 屋顶排气量偏小问题。 3 风机采用变频调节， 根据不同的冶炼工况期 进行气量调节可达到经济运行的目的。 2. 2集气罩改造 2. 2. 1屋顶罩 屋顶罩的集气效率问题是本次改造的重点目标。 该厂电炉并没有采用炉内或炉盖排烟罩， 而是一个高 悬在屋顶下的上吸罩， 实际效果是很难排除其上升的 含烟热气流 阵发性 ， 大部分以无组织方式排放; 主 要是在熔化期和氧化期。究其原因， 主要还是加料与 操作方式决定的; 这是小厂的通式。要在不影响冶炼 工艺操作的前提下， 集烟罩将电炉散发的烟气有效地 收集起来， 首先必须要考虑的是适用于实际工艺情 况， 且捕集率高、 符合小厂模式的操作习惯、 其本身维 护方便。不管你是使用屋顶罩、 半密闭罩还是天车通 过式捕集罩 导流罩 屋顶罩 。实际上这类排烟问 题就是厂房内的通风气流组织问题; 除尘系统中的集 烟罩是以其能在最小处理风量下获得最佳效果 经 济、 高效率、 低能耗 为设计原则的; 在今天， 可以使 用数值分析模拟来优化设计方案。 屋顶罩在电炉烟气捕集中由于受到厂房和其内 部设备 如天车 的影响， 使屋顶罩距电炉热源表面 的距离过大 14 m 左右 ，烟气在热射流的作用下， 在上升过程中不断混入周围空气， 使气流截面逐渐扩 大， 烟气流量增加， 加上横向干扰气流的影响， 热气流 上升过程中会出现偏斜， 这就使屋顶罩的大罩口尺寸 在设计中增加了安全系数。为了更好的把屋顶罩应 用于小型电炉除尘系统中， 就不可避免地要对屋顶罩 进行改进。考虑设置挡风板及厂房屋架罩口向下延 伸至天车上方是必要的。 根据该厂的现有工艺操作习惯及厂房结构情况， 拆除原屋顶下的上吸罩; 在厂房电炉跨段的屋顶及气 楼分隔出一个大容积烟气缓冲室， 瞬间大烟量排出， 部分在屋顶罩内循环回流后排出。一般屋顶排烟温 度 ＜ 70 ℃ ， 虽然屋顶排烟方式气量相对较大一些， 但 可使用现有的常温布袋除尘器， 其改造费用很小; 且对 原有的生产工艺及操作方式无任何影响， 增加的厂房 通风量， 有益于改善工作环境。根据改造后实际运行 情况， 有效抑制阵发性烟气外逸; 结构简单， 材料费很 少， 基本达到设计目标。改造后的屋顶排气罩见图 4。 95 环境工程 2012 年 4 月第 30 卷第 2 期 图 4改造后的屋顶排气罩 2. 2. 2旋转罩 两台新初炼炉一备一用， 公用一个旋转式烟罩; 排烟立管及旋转法兰靠墙安装， 炉顶平台 地面 安 装轮式导轨。旋转罩三面围挡、 一面进料， 炉子大修 和操作比移动罩更加灵活方便。 3结束语 原有的布袋除尘器排放口是完全达标的; 本次改 造主要是消除无组织排放问题; 由于测试工作量大， 改造后未组织测试; 用目测对比改造前后屋顶气楼的 排气情况， 就可以肯定其效果。 1 系统改造后， 以前屋顶气楼烟尘飘逸的那种 情景不见了， 所带来的不仅是环境方面的改善， 粉尘 销售收入也增加。 2 由于粉尘细且黏， 反吹清灰后的滤阻偏高; 新 建系统采用长袋低压清灰除尘器比较好。 3 以屋顶代罩， 在小型电炉除尘系统上是可行 的经济实用方案。 4 “清洁生产审核” 的理念和方法应用于污控工 程改造所带来的是环境效益和经济效益的“双赢” 。 参考文献 ［1］陈明绍． 除尘技术的基本理论与应用［M］． 北京 中国建筑工业 出版社， 1981． ［2］胡 鉴 仲． 袋 式 收 尘 器 手 册［M］． 北 京 中 国 建 筑 工 业 出 版 社， 1984． ［3］严兴忠． 工业防尘手册［M］． 北京 劳动人事出版社， 1989． ［4］郭丰丰． 钢铁企业采暖通风设计手册［M］． 北京 冶金工业出版 社， 1996． ［5］吴碧容． 气幕隔尘法在电炉屋顶烟罩排烟系统中的应用分析 ［J］． 环境工程， 2011， 29 5 64- 66． 作者通信处罗运平410014湖南省长沙市香樟路 601 号湖南有 色冶金劳动保护研究院 E- maillyp_007 126． com 2011 － 10 － 24 櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅 收稿 上接第 53 页 研考查， 方案一和方案二排烟实况见图 4。 图 4设 GGH 和不设 GGH 排烟实况对比 图 4 中间的烟囱为不设 GGH 的脱硫排烟， 两侧 烟囱为设 GGH 的脱硫排烟。很明显， 不设 GGH， 将 会出现浓烟， 将会携带石膏雨， 使厂区内的绿化、 构筑 物、 设备设施表面均会受到石膏雨的侵蚀， 当扩散条 件较好时， 石膏雨扩散距离相对较远， 将使周边居民 生活造成很大影响， 此类问题将会面临诸多投诉。 4结论 1 一次投资方案一高于方案三高于方案二， 但 总体差距不大。 2 方案三的运行费用大大超过方案一和方案 二， 主要差异是由于其吸收剂费用太高所致， 因此对 于二氧化硫浓度较高的烟气脱硫， 该方案在运行费用 上不具备优势。 3 从烟气排放指标和烟气扩散浓度分布来说， 方 案一无疑是最佳， 其排放总量和最大落地浓度及对应 的距离均使环境的污染最低， 达到的环境效益最优。 4 由于电厂尚未实施脱硝改造， 方案二将可能 会造成 NO2地面最大落地浓度超过标准限值， 将会 影响周边居民生活质量。 5 方案一相对方案二来说， 将不会面临石膏雨 腐蚀、 居民投诉等问题， 真正意义上会大大改善周边 环境质量。 参考文献 ［1］郑继成． 炉内喷钙 /尾部增湿活化脱硫成套技术与装备［J］． 电 站系统工程， 2010， 26 2 67- 69． ［2］廖传华， 周玲， 朱廷风， 等． 烟气脱硫工艺过程的比较与选择 ［J］． 环境工程， 2008， 26 6 74- 77． ［3］程永新， 曹佩． 湿法烟气脱硫系统中 “石膏雨” 问题的分析及对 策［J］． 电力建设， 2010 11 94- 97． ［4］郭得锋，袁布景． 关于湿法脱硫系统取消 GGH 的研究［J］． 环 境工程， 2007， 25 S1 40- 43． 作者通信处陈活虎201900上海市铁力路 2510 号宝钢工程技术 集团有限公司 E- mailchenhuohu 163． com 2011 － 08 － 26 收稿 06 环境工程 2012 年 4 月第 30 卷第 2 期