在介紹國內(nèi)鋼鐵企業(yè)傳統(tǒng)轉(zhuǎn)爐除塵技術(shù)的基礎(chǔ)上，綜述了轉(zhuǎn)爐LT法 +BF超低排放技術(shù)、轉(zhuǎn)爐OG 系統(tǒng)濕法除塵超低排放技術(shù)和聲波團(tuán)聚超低排放技術(shù)。轉(zhuǎn)爐 LT 法 + BF 超低排放技術(shù)能解決全工況下煙塵排放問題，且投資費(fèi)用低; 轉(zhuǎn)爐 OG 系統(tǒng)濕法除塵超低排放技術(shù)占地面積小，便于施工且均為成熟技術(shù); 聲波團(tuán)聚超低排放技術(shù)除塵效率高，設(shè)備運(yùn)行穩(wěn)定，流程簡(jiǎn)單。文中列舉的成功案例為鋼鐵行業(yè)除塵提供了寶貴經(jīng)驗(yàn)。

鋼鐵行業(yè)是我國大氣污染的重要來源，現(xiàn)有轉(zhuǎn)爐除塵技術(shù)最低的顆粒物排放量也只是在15mg/m3左右。為了深化工業(yè)污染治理、堅(jiān)決打贏藍(lán)天保衛(wèi)戰(zhàn)，2019 年 4 月底，生態(tài)環(huán)境部會(huì)同五部委聯(lián)合印發(fā)了 《關(guān)于推進(jìn)實(shí)施鋼鐵行業(yè)超低排放的意見》，明確推進(jìn)鋼鐵行業(yè)超低排放工作勢(shì)在必行，要求鋼鐵企業(yè)轉(zhuǎn)爐一次煙氣顆粒物排放限值≤10 mg /m3。文章首先簡(jiǎn)要介紹目前國內(nèi)鋼鐵企業(yè)傳統(tǒng)轉(zhuǎn)爐除塵技術(shù)，在此基礎(chǔ)上，詳細(xì)介紹轉(zhuǎn)爐 LT 法 + BF 超低排放技術(shù)、轉(zhuǎn)爐 OG 系統(tǒng)濕法除塵超低排放技術(shù)和聲波團(tuán)聚超低排放技術(shù)。

1 轉(zhuǎn)爐干法一次除塵超低排放技術(shù)

1. 1 傳統(tǒng)轉(zhuǎn)爐干法一次除塵技術(shù)

在傳統(tǒng)轉(zhuǎn)爐干法一次除塵 ( 簡(jiǎn)稱 LT 法) 系統(tǒng)中，轉(zhuǎn)爐產(chǎn)生的 1400 ～ 1600℃ 高溫?zé)煔饨?jīng)由活動(dòng)煙罩捕集，通過汽化冷卻煙道對(duì)煙氣進(jìn)行首次冷卻降溫至 800 ～ 1000℃，同時(shí)還可以進(jìn)行熱能回收。煙氣到達(dá)蒸發(fā)冷卻器后，通過蒸發(fā)冷卻的方式對(duì)煙氣進(jìn)行二次降溫。為了滿足電除塵器工作的溫度要求，將冷卻器出口煙氣溫度控制在170 ～ 250℃ 。同時(shí)冷卻器對(duì)粗顆粒粉塵進(jìn)行捕集，調(diào)質(zhì)處理后使得粉塵的比電阻更利于后續(xù)電除塵器對(duì)粉塵的捕集。靜電除塵器進(jìn)行精除塵，也是滿足超低排放要求的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。煙氣通過ID 風(fēng)機(jī)變頻調(diào)節(jié)后，進(jìn)入三通切換閥，不符合回收條件的煙氣經(jīng)由放散杯閥、放散煙囪點(diǎn)火放散; 當(dāng)煙氣符合回收條件，關(guān)閉放散杯閥，打開回收杯閥，煙氣通過煤氣冷卻器降溫除塵再進(jìn)入煤氣柜。轉(zhuǎn)爐干法一次除塵系統(tǒng)的工藝流程如圖1 所示。

1. 2 轉(zhuǎn)爐 LT 法 + 布袋式除塵器超低排放技術(shù)

轉(zhuǎn)爐 LT 法 + BF ( 布袋除塵器) 工藝技術(shù)是在傳統(tǒng) LT 法的基礎(chǔ)上，在煙囪前加設(shè)布袋除塵器，其最大的技術(shù)障礙就是除塵器的安全。布袋的最高承載溫度約 250℃。轉(zhuǎn)爐煙氣主要成分是O2和 CO，有燃爆的可能性，燃爆會(huì)燒毀除塵器。通過對(duì)整個(gè)冶煉過程 7 個(gè)階段中的煙氣成分進(jìn)行跟蹤檢測(cè)，分析確定每個(gè)階段產(chǎn)生 O2和 CO的混合交界的情況，最終確定了轉(zhuǎn)爐 LT 法 + BF系統(tǒng)工藝流程如圖 2 所示。

福建三鋼集團(tuán)的三明本部煉鋼廠利用大修機(jī)會(huì)，在原 LT 法基礎(chǔ)上，在放散側(cè)增加袋式除塵器 ( BF)，改造前后的排放檢測(cè)數(shù)據(jù)見表 1。

取樣結(jié)果表明，加了布袋后會(huì)顯著降低排放指標(biāo)。根據(jù)袋式除塵器的特性，合理設(shè)計(jì)，制造安裝調(diào)試，排放的顆粒物濃度能穩(wěn)定達(dá)到設(shè)計(jì)要求。由于轉(zhuǎn)爐煤氣周期性波動(dòng)，以及干法除塵煙氣處理前段需要噴水降溫，所以要控制好煙氣溫度不低于露點(diǎn)溫度，避免在布袋上形成結(jié)露影響除塵效果。

1. 3 “煤冷前移” 的超低排放技術(shù)

將三通切換閥和回收杯閥后的煤氣冷卻器前移到三通切換閥之前，無論符不符合回收條件的煙氣都要經(jīng)過煤氣冷卻器的水浴除塵，再經(jīng)過三通切換閥分別放散和回收。“煤冷前移”系統(tǒng)如圖 3 所示。

山東萊鋼轉(zhuǎn)爐煉鋼廠實(shí)際應(yīng)用了該工藝，現(xiàn)場(chǎng)反映效果良好，能達(dá)到超低排放標(biāo)準(zhǔn)。

1. 4 增加濕式電除塵器

在干法除塵系統(tǒng)基礎(chǔ)上增加濕式電除塵器，即在放散杯閥和放散煙囪之間增加圓筒型濕式電除塵器。目前國內(nèi)暫無成功案例。

2 轉(zhuǎn)爐 OG 系統(tǒng)濕法除塵超低排放技術(shù)

2. 1 傳統(tǒng)轉(zhuǎn)爐濕法一次除塵系統(tǒng)

在傳統(tǒng)轉(zhuǎn)爐濕法一次除塵 ( 簡(jiǎn)稱 OG 法) 系統(tǒng)中，轉(zhuǎn)爐煉鋼產(chǎn)生的 1400 ～ 1600℃ 高溫?zé)煔?，通過汽化冷卻煙道降溫至 900℃ 左右; 煙道出口的含塵煙氣再依次進(jìn)入溢流文氏管、重力脫水器、ＲD 可調(diào)喉口文氏管、90°彎頭脫水器和濕旋脫水器，除去煙氣中的大部分粉塵; 最后經(jīng)由風(fēng)機(jī)抽出，不具備回收條件的煙氣由放散煙囪點(diǎn)火放散排放，具備回收條件的煤氣經(jīng)旋轉(zhuǎn)水封逆止閥后送入煤氣柜。轉(zhuǎn)爐 OG 法一次除塵系統(tǒng)如圖4 所示。

2. 2 轉(zhuǎn)爐 OG 法 + 濕式徑流式電除塵器技術(shù)

“OG 法 + 濕式徑流式電除塵”技術(shù)方案是在現(xiàn)有轉(zhuǎn)爐濕法一次除塵系統(tǒng)的設(shè)施基礎(chǔ)上增加濕式徑流式電除塵器及其配套系統(tǒng)。其工藝流程為: 轉(zhuǎn)爐高溫含塵煙氣經(jīng) OG 系統(tǒng)降溫除塵后，進(jìn)入濕式徑流式電除塵器; 濕式徑流式電除塵器凈化后的煙氣，通過管道輸送至 90° 彎頭脫水器，脫水器內(nèi)設(shè)置旋流片，煙氣在離心力的作用下進(jìn)行脫水; 經(jīng)過兩道 90°彎頭脫水器進(jìn)一步脫水后，對(duì)煙氣進(jìn)行回收或放散。即 OG 系統(tǒng) +濕式徑流式電除塵器 + 90°彎頭脫水器 + 90°彎頭脫水器的工藝流程，如圖 5 所示。

其中濕式徑流式電除塵器工作原理是將收塵陽極板垂直于氣流方向布置，使得電場(chǎng)力和引風(fēng)力的方向在同一水平線，粉塵受到的電場(chǎng)力與引風(fēng)力方向相同，提高了除塵效率。

首鋼遷安煉鋼廠有 3 座 210t 轉(zhuǎn)爐，最開始采用的是 OG 法除塵技術(shù)，排放濃度一直在 80 ～100mg / m3。隨著環(huán)保要求的提高，原排放指標(biāo)已遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能達(dá)到要求。經(jīng)過改造，在保留已有濕式除塵工藝流程的基礎(chǔ)上嵌入濕式徑流式電除塵器系統(tǒng)，經(jīng)第三方檢測(cè)，升級(jí)改造后粉塵排放小于 10mg /m3，環(huán)保指標(biāo)大幅提高。

3 轉(zhuǎn)爐聲波團(tuán)聚除塵超低排放技術(shù)

工作原理: 在煙氣進(jìn)入除塵器之前，采用高強(qiáng)聲場(chǎng)進(jìn)行輻射處理，調(diào)節(jié)聲波到最佳頻率以達(dá)到最佳的團(tuán)聚效果，在短短數(shù)秒內(nèi)，使得煙氣中的粉塵顆粒發(fā)生團(tuán)聚，煙氣中的粉塵顆粒粒徑增大、數(shù)量減少，在后續(xù)的除塵過程中獲得較高的除塵效率，從而達(dá)到超低排放的標(biāo)準(zhǔn)。優(yōu)點(diǎn): 除塵效率高，設(shè)備運(yùn)行穩(wěn)點(diǎn)，安全性好; 施工方便、流程簡(jiǎn)單、布置緊湊; 投資和運(yùn)行維護(hù)費(fèi)用低; 高效節(jié)能。

將聲波團(tuán)聚除塵技術(shù)應(yīng)用于奧森公司 3 臺(tái)120t 轉(zhuǎn)爐一次濕法除塵改造。原系統(tǒng)為濕法 OG系統(tǒng)，將旋流脫水器改造為帶聲波團(tuán)聚的高效除塵器。表 2 是奧森公司 3 號(hào)轉(zhuǎn)爐超低排放改造前后煙道內(nèi)排放顆粒物的采樣結(jié)果。改造后，顆粒物排放濃度非常低，可見該技術(shù)對(duì)超凈排放非常有利。

4 結(jié)論

表 3 給出了文中列舉的各種超低排放技術(shù)的優(yōu)缺點(diǎn)。

目前，國內(nèi)大多數(shù)鋼廠的傳統(tǒng)干法一次除塵和濕法一次除塵都很難符合現(xiàn)行超低排放標(biāo)準(zhǔn)。在不影響現(xiàn)有運(yùn)行系統(tǒng)的情況下，需要對(duì)已有的工藝設(shè)備進(jìn)行改進(jìn)和完善，達(dá)到小于 10mg /m3的超低排放。在傳統(tǒng)轉(zhuǎn)爐 LT 法基礎(chǔ)上增加布袋除塵系統(tǒng)，能實(shí)現(xiàn)全工況下的超低排放; LT 法+ “煤冷前移”，與增加布袋除塵器相比一次投資和運(yùn)行費(fèi)用較低，與干法系統(tǒng)增加濕式電除塵器相比性價(jià)比較高; 采用傳統(tǒng) OG 法 + 濕式徑流式電除塵器的超低排放技術(shù)，占地面積較小，便于施工; 采用聲波團(tuán)聚技術(shù)，使得細(xì)顆粒之間發(fā)生團(tuán)聚，顯著提高除塵效率，實(shí)現(xiàn)超低排放，改造范圍小，難度低。

來源：北極星環(huán)保網(wǎng)

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