摘要:在分(fen)析鐵合金廠礦(kuang)熱電爐運行工況及(ji)其(qi)煙(yan)塵(chen)特(te)性的基礎上,對礦(kuang)熱電爐除塵(chen)工藝的選擇原則進行了(le)探討,并提出了(le)建議。

　　1 礦熱電(dian)爐參數及其產(chan)污特點(dian)

　　1. 1 污染源參數

　　電爐(lu)熔(rong)池反應過程中產生含(han)CO的可燃氣(qi)體, 它透過料層(ceng)散逸于(yu)(yu)爐(lu)口(kou)面(mian)料層(ceng)表面(mian)。礦熱電爐(lu)廢氣(qi) （煤氣(qi)）含(han)塵(chen)量取決(jue)于(yu)(yu)電爐(lu)裝料條件、冶(ye)煉頻率和實際操作等多種因素,其(qi)數(shu)值變化頗大。一般半封閉式(shi)(shi)電爐(lu)廢氣(qi)含(han)塵(chen)0. 5～5 g/m3 （標(biao)(biao)態） ,封閉式(shi)(shi)電爐(lu)廢氣(qi)含(han)塵(chen)10～150 g/m3 （標(biao)(biao)態）。

　　1. 2 污染物特(te)點

　　（1） 爐氣(qi)(qi)燃(ran)燒產生的(de)廢(fei)氣(qi)(qi)量較(jiao)大,但(dan)氣(qi)(qi)量較(jiao)平穩(wen)。產生刺(ci)火時,氣(qi)(qi)量波動范圍在±20%～ ±25%, 刺(ci)火后即恢復原廢(fei)氣(qi)(qi)量。

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

　　（3） 爐氣(qi)含塵濃度(du)高。一般(ban)達40～150 g/m3。

　　（4） 煙(yan)塵顆粒(li)度分(fen)散。zui小粒(li)徑(jing)僅0. 01μm。

　　（5） 污染物(wu)凈化回收后的(de)綜合(he)利用價值(zhi)高。

　　2 除(chu)塵裝置選定原則

　　2. 1 防爆及防火

　　處(chu)理(li)含有大量CO的(de)煙(yan)氣時,如(ru)果(guo)未進行可燃氣的(de)回收,應(ying)在電爐出口(kou)煙(yan)道(dao)的(de)高(gao)溫(wen)部位引入空(kong)氣, 將CO氧化(hua)后再(zai)進入除(chu)塵裝置。另外,處(chu)理(li)帶有白(bai)熱狀態粉塵的(de)排煙(yan)時,應(ying)采用慣性力類的(de)一(yi)次除(chu)塵裝置,以防(fang)其后的(de)二次除(chu)塵裝置發(fa)生火災。

　　2. 2 根(gen)據粒徑分布選定除(chu)塵裝置

　　粉(fen)塵(chen)(chen)(chen)粒徑(jing)大部分在幾(ji)微米以上時,可(ke)選用(yong)(yong)離心式除塵(chen)(chen)(chen)裝(zhuang)置中的旋風分離器(qi)(qi);粉(fen)塵(chen)(chen)(chen)粒徑(jing)大部分在幾(ji)微米以下時,應選用(yong)(yong)洗滌式、過(guo)濾式或(huo)電(dian)(dian)除塵(chen)(chen)(chen)裝(zhuang)置。但是,如(ru)果是很微細的粉(fen)塵(chen)(chen)(chen),粉(fen)塵(chen)(chen)(chen)濃度(du)又很低,則可(ke)采用(yong)(yong)靜(jing)電(dian)(dian)凝(ning)聚器(qi)(qi),即一次除塵(chen)(chen)(chen)用(yong)(yong)靜(jing)電(dian)(dian)凝(ning)聚器(qi)(qi),二次除塵(chen)(chen)(chen)可(ke)用(yong)(yong)旋風分離器(qi)(qi)或(huo)多管(guan)旋風子。

　　2. 3 濕式(shi)(shi)與干式(shi)(shi)除塵裝置的選用(yong)原則

　　濕(shi)(shi)式除塵(chen)裝置的出口(kou)排(pai)煙溫度(du)通(tong)常在(zai)酸露點以(yi)下,這樣低的排(pai)煙溫度(du)不(bu)僅(jin)擴(kuo)散(san)效果(guo)差,還會帶(dai)來白煙覆蓋(gai)、降(jiang)霧和洗滌(di)水處(chu)理(li)(li)(li)等后續問題(ti)。因此,采用干(gan)式除塵(chen)較為理(li)(li)(li)想。但在(zai)處(chu)理(li)(li)(li)煙氣量(liang)較少﹑排(pai)水處(chu)理(li)(li)(li)比較容易,且必須對有害氣體(ti)進行處(chu)理(li)(li)(li)的場合(he)(he),或(huo)者在(zai)需要*捕集(ji)碳黑(hei)之類極(ji)細(xi)塵(chen)粒的場合(he)(he),可(ke)(ke)以(yi)采用濕(shi)(shi)式收塵(chen)裝置。前(qian)者一(yi)般(ban)可(ke)(ke)采用洗滌(di)式除塵(chen)裝置,后者一(yi)般(ban)可(ke)(ke)采用濕(shi)(shi)式電(dian)除塵(chen)裝置。

　　2. 4 粉塵濃(nong)度很高時(shi)的一次除塵

　　在處理粉塵(chen)濃(nong)度很高的煙氣時,文丘里洗(xi)(xi)滌除塵(chen)器、袋式除塵(chen)器和(he)電除塵(chen)器的除塵(chen)效率會有所(suo)降低。因此,對于粉塵(chen)濃(nong)度很高的煙氣,先要用旋風分離(li)器進(jin)行一次(ci)(ci)除塵(chen),然(ran)后(hou)再(zai)用文丘里洗(xi)(xi)滌收塵(chen)器、袋式除塵(chen)器或電除塵(chen)器作為二次(ci)(ci)除塵(chen)裝(zhuang)置。

　　2. 5 粉塵(chen)的凝聚(ju)與粗大化

　　使微細塵粒凝(ning)聚(ju)并粗大化的(de)zui有效方(fang)法是采用(yong)(yong)靜電凝(ning)聚(ju)器。對排(pai)煙(yan)直接(jie)噴水(shui)冷卻(que)或增濕,或者用(yong)(yong)熱交換器對煙(yan)氣進(jin)行間(jian)接(jie)冷卻(que),對粉塵均有一定程度的(de)凝(ning)聚(ju)作用(yong)(yong)。當然,其(qi)凝(ning)聚(ju)作用(yong)(yong)的(de)大小因排(pai)煙(yan)和(he)粉塵的(de)成分(fen)不同而(er)有差(cha)異。

　　2. 6 降低粉塵比電阻

　　干式電除塵(chen)裝置進(jin)行正常除塵(chen)的粉塵(chen)比(bi)電阻在 104 ～1010Ω. cm范(fan)圍(wei)內,對于(yu)高(gao)比(bi)電阻粉塵(chen),可(ke)以(yi)采(cai)用噴水或(huo)噴蒸汽(qi)的方(fang)(fang)法(fa)對排煙進(jin)行調濕來降低粉塵(chen)比(bi)電阻,或(huo)者采(cai)取煤混燒(shao)重(zhong)油或(huo)高(gao)硫煤等措施,或(huo)者采(cai)用注入硫酸(suan)之類吸濕劑的方(fang)(fang)法(fa)。

　　2. 7 控制煙氣(qi)溫(wen)度

　　為防止(zhi)附著粉塵,堵灰、網(wang)孔(kong)堵塞或腐蝕,干式除(chu)塵裝(zhuang)置(zhi)(zhi)必須在(zai)(zai)酸(suan)露(lu)點以(yi)上使用。通(tong)常,在(zai)(zai)考慮了除(chu)塵裝(zhuang)置(zhi)(zhi)內各部分的(de)溫度分布之后(hou),待(dai)處理煙氣溫度應(ying)控制在(zai)(zai)高于酸(suan)露(lu)點20 ℃左(zuo)右為宜。

　　對(dui)于袋(dai)式除塵器,則(ze)要將煙氣(qi)直接或間(jian)接冷卻至(zhi)濾布的耐受溫(wen)(wen)度(du)內(nei);而對(dui)于電除塵裝置,通常(chang)在考慮煙氣(qi)溫(wen)(wen)度(du)與比電阻關系的基(ji)礎(chu)上再選(xuan)定排煙溫(wen)(wen)度(du),一(yi)般控制在500 ℃以下; 采(cai)用洗(xi)滌式除塵裝置時,在綜合(he)考慮提高(gao)除塵效率(lv)和防止白(bai)煙的基(ji)礎(chu)上, 要盡可能地降(jiang)低(di)排煙溫(wen)(wen)度(du)。

　　2. 8 在選定裝(zhuang)置(zhi)容量時(shi)要留有余量

　　在除塵裝置的(de)(de)(de)設(she)(she)計中(zhong),必須根據各機組排煙的(de)(de)(de)基本特性(xing)來選定其尺寸規格,以保證(zheng)充分發(fa)揮其除塵性(xing)能(neng)。但(dan)是,在實際(ji)運行(xing)中(zhong),排煙特性(xing)符合設(she)(she)計參數的(de)(de)(de)情況是極少(shao)的(de)(de)(de),往(wang)往(wang)由于參數條件的(de)(de)(de)變化使除塵性(xing)能(neng)達(da)不到設(she)(she)計要(yao)求。另外(wai),排煙設(she)(she)備發(fa)生(sheng)操作上的(de)(de)(de)改(gai)變時也常(chang)給穩定除塵帶來困(kun)難。從發(fa)展趨勢看,政(zheng)府(fu)對(dui)公害的(de)(de)(de)控制將(jiang)會越(yue)(yue)來越(yue)(yue)嚴(yan)格,控制標準將(jiang)會逐步提(ti)高。因此(ci),在選定除塵裝置的(de)(de)(de)容量時,要(yao)盡可能(neng)留(liu)(liu)有余地,或者(zhe)保留(liu)(liu)擴建場地。

　　3 礦熱(re)爐煙(yan)塵治理工藝選擇

　　對于電爐冶(ye)煉企業(ye)而(er)言,目前使用(yong)較多(duo)的是半封閉式電爐,其冶(ye)煉廢氣治理的重(zhong)點是煙塵(chen)(chen)。目前, 國內(nei)同(tong)類企業(ye)常用(yong)的除(chu)(chu)塵(chen)(chen)裝置有(you):多(duo)管(guan)型(xing)旋風(feng)除(chu)(chu)塵(chen)(chen)器、濕式除(chu)(chu)塵(chen)(chen)器、袋(dai)式除(chu)(chu)塵(chen)(chen)器和電除(chu)(chu)塵(chen)(chen)器。

　　（1）旋風(feng)(feng)除(chu)(chu)塵(chen)器。旋風(feng)(feng)除(chu)(chu)塵(chen)器是借助(zhu)離心力的作用將粉(fen)塵(chen)從(cong)氣(qi)體中分離并捕集的一種除(chu)(chu)塵(chen)裝置(zhi), 具有結構簡單,制造、安裝和維(wei)護(hu)管理容易,投資少(shao), 體積(ji)小和占地面積(ji)少(shao)等特點(dian)。可去除(chu)(chu)粒徑大于 50μm的塵(chen)粒,流(liu)速(su)不大于0. 3m / s,壓(ya)力降0. 05～ 0. 2 kPa。旋風(feng)(feng)除(chu)(chu)塵(chen)器多用于硅鐵冶煉(lian)廠微細粉(fen)塵(chen)治(zhi)理,除(chu)(chu)塵(chen)效率僅為60%左(zuo)右,達標困(kun)難(nan)。

　　（2）布(bu)袋除塵(chen)器。用(yong)濾料將氣體中的(de)粉塵(chen)分離捕集,去(qu)除粒徑(jing)0. 1 ～50μm 的(de)塵(chen)粒,壓力降1～ 2 kPa,除塵(chen)效(xiao)率達到(dao)98%以(yi)上,是一種(zhong)除塵(chen)器。如果設(she)計、安裝(zhuang)和維(wei)護得當,除塵(chen)效(xiao)率可(ke)達99. 98% 以(yi)上,出(chu)口粉塵(chen)質量濃度(du)低(di)于50mg/m3。

　　（3）電除塵器。在(zai)靜(jing)電場(chang)的(de)作用下實現粉塵與氣體分(fen)離而(er)達(da)到除塵的(de)目的(de),其除塵效(xiao)率zui高(gao)(gao)(gao)(gao)(gao)可達(da) 99. 98% ,具有處(chu)理氣量大,適合高(gao)(gao)(gao)(gao)(gao)溫、高(gao)(gao)(gao)(gao)(gao)壓場(chang)合,能(neng)連續運行。其不足之處(chu)是(shi)設備龐大、初投資高(gao)(gao)(gao)(gao)(gao)、運行費用高(gao)(gao)(gao)(gao)(gao)、制(zhi)造安裝技(ji)術要求高(gao)(gao)(gao)(gao)(gao),特別是(shi)在(zai)發生故障時不易維修,因而(er)不適合中小(xiao)型企業使用。

　　（4）濕式(shi)除(chu)(chu)(chu)(chu)塵(chen)(chen)(chen)(chen)器。濕法除(chu)(chu)(chu)(chu)塵(chen)(chen)(chen)(chen)設備有沖擊水浴(yu)、噴(pen)淋洗滌(di)塔等。濕式(shi)除(chu)(chu)(chu)(chu)塵(chen)(chen)(chen)(chen)器的除(chu)(chu)(chu)(chu)塵(chen)(chen)(chen)(chen)機理大致可以(yi)概括為(wei):通(tong)過慣性(xing)碰撞、截留,塵(chen)(chen)(chen)(chen)粒(li)(li)與液滴(di)或液膜發(fa)生(sheng)接觸(chu);微(wei)細塵(chen)(chen)(chen)(chen)粒(li)(li)通(tong)過擴(kuo)散(san)與液滴(di)接觸(chu);加濕的塵(chen)(chen)(chen)(chen)粒(li)(li)互相凝并;高溫煙氣在濕式(shi)除(chu)(chu)(chu)(chu)塵(chen)(chen)(chen)(chen)器內(nei)凝結時,以(yi)塵(chen)(chen)(chen)(chen)為(wei)凝結核,促進塵(chen)(chen)(chen)(chen)粒(li)(li)的凝聚(ju)。

　　4 結語

　　依據以(yi)上4種除(chu)(chu)塵方(fang)法及(ji)礦熱(re)(re)爐(lu)煙(yan)(yan)塵的(de)(de)性(xing)質, 由(you)于(yu)(yu)原料、還原劑、冶(ye)煉(lian)操(cao)作和生產管理等原因(yin),限制(zhi)了熱(re)(re)能回(hui)收(shou)型凈化(hua)工(gong)藝流(liu)程的(de)(de)應(ying)用(yong)。目前,國內外治理半(ban)封閉式(shi)礦熱(re)(re)電(dian)(dian)爐(lu)廢氣(qi)多采用(yong)非(fei)熱(re)(re)能回(hui)收(shou)型干法凈化(hua)設施。非(fei)熱(re)(re)能回(hui)收(shou)型干法凈化(hua),對爐(lu)氣(qi)燃燒所需過剩空氣(qi)量(liang)(liang)控制(zhi)稍寬。一般變(bian)壓器(qi)容量(liang)(liang)大于(yu)(yu) 6 000 kVA的(de)(de)大中型電(dian)(dian)爐(lu)半(ban)封閉式(shi)煙(yan)(yan)罩(zhao),在(zai)控制(zhi)出(chu)口廢氣(qi)溫度(du)(du)低(di)于(yu)(yu)200 ℃之后,廢氣(qi)進(jin)入(ru)預除(chu)(chu)塵器(qi)捕集(ji)火星(xing),或直接(jie)進(jin)入(ru)袋式(shi)除(chu)(chu)塵器(qi);對于(yu)(yu)變(bian)壓器(qi)容量(liang)(liang)小于(yu)(yu) 6 000 kVA的(de)(de)半(ban)封閉式(shi)電(dian)(dian)爐(lu),則不設列管冷(leng)卻器(qi),采取在(zai)半(ban)封閉罩(zhao)內混入(ru)野風, 控制(zhi)廢氣(qi)溫度(du)(du)低(di)于(yu)(yu) 200 ℃后直接(jie)進(jin)入(ru)袋式(shi)除(chu)(chu)塵器(qi),凈化(hua)后外排氣(qi)中煙(yan)(yan)塵質量(liang)(liang)濃度(du)(du)低(di)于(yu)(yu)50mg/m3。

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