转炉干法除尘技术介绍

转炉干法除尘技术介绍

从60年代开始，欧洲就开始研究开发干法除尘技术，简称LT技术,是由德国的鲁奇公司与德国蒂森公司联合开发的。奥钢联公司开发的干法除尘技术简称DDS.一、转炉干法除尘与湿法的比较1、干法除尘技术的优势：除尘效率高干法除尘系统净化后的烟气含尘量平均在20mg/Nm3以下，而湿法除尘净化后烟气含尘量多在50-100mg/Nm3。风机寿命长由于净化后烟气含尘量低，对风机的损害轻，因而风机使用寿命长，维护工作量小。节电干法除尘系统阻力是湿式系统阻力的1/3，约8000Pa左右，因此干法除尘系统的能耗低，其耗电量约为3.0KWh/吨钢，不到湿式系统的1/2。二、转炉干法除尘的工艺流程布置二、转炉干法除尘的工艺流程布置

转炉1500℃的高温烟气经汽化冷却烟道冷却至800-1000℃后，进入蒸发冷却器。高压水经雾化喷嘴喷出将烟气直接冷却到170℃-280℃，喷水量根据烟气含热量精确控制，所喷出的水完全蒸发；喷水降温的同时对烟气进行了调质处理，使粉尘的比电阻有利于电除尘器的捕集。蒸发冷却器内约30-40％的粗粉尘沉降到底部，经卸灰阀排出。冷却和调质后的烟气进入有4个电场的圆形电除尘器，其入口处设有三层气流分布板，使烟气在圆形电除尘器内呈柱塞状流动，避免气体混合，减少爆炸成因。电除尘进、出口装有安全防爆阀，以疏导可能产生的压力冲击波。烟气经除尘后含尘量降至10mg／Nm3（国家排放标准为≤100mg／Nm3）。收集下的粉尘通过扇形刮板器、链式输送机和滑动卸灰阀排出。干法除尘系统阻力很小，引风机采用轴流风机，风机设变频调速，可实现流量跟踪调节，以保证煤气回收的数量与质量，以及节约能源。切换站由两个钟形阀组成，对回收煤气及放散、点燃二状态进行快速切换。回收的煤气在冷却器中通过直接喷淋冷却水，由100℃-170℃降至<72℃，然后送入气柜供用户使用。从蒸发冷却器和电除尘器分别排出的粗、细粉尘通过输灰系统送入相应的充氮粗、细粉尘仓，再通过卸灰阀采用汽车运往烧结厂。三、转炉干法除尘的主要设备构成、功能

干法系统主要包括烟气冷却净化系统和煤气回收系统，另外还有液压室、电器控制室等。烟气冷却净化系统主要由以下设备组成：活动烟罩及罩裙和汽化冷却烟道；（属转炉汽化冷却系统）蒸发冷却器；电除尘器；风机及放散烟囱。煤气回收系统主要由以下设备组成：切换站；煤气冷却器。三、转炉干法除尘的主要设备构成、功能

1、蒸发冷却器（EC）蒸发冷却器是通过喷嘴将适量的水雾化喷入烟气中直接冷却烟气的，雾化水蒸发形成饱和蒸汽并吸收烟气中的热量。因此，为了保证烟气的冷却效果，必须要有足够水的蒸发量。另外，蒸发冷却器除了通过汽化来冷却烟气，其主要目的是收集粗颗粒粉尘。伴随喷水降温，烟气在蒸发冷却器内产生了一个调质过程，使粉尘的比电阻发生变化，这对于电除尘器的除尘效果是非常有利的。此外，由于烟气在蒸发冷却器内的流速很低，占烟气含尘量约40%的粗粉尘沉降到蒸发冷却器的底部，经链式输送机和卸灰阀输出。烟气进入蒸发冷却器前，通过汽化冷却烟道时由入口的1600℃降至出口处的800℃-1000℃。蒸发冷却器由1）冷却器本体。2）喷雾设施。3）喷水调节系统。4）粗粉尘捕集系统组成。

1）冷却器本体蒸发冷却器紧接汽化冷却烟道。烟气通过蒸发冷却器时被喷入到烟气中的细小雾化水滴直接冷却，喷射出来的雾化水与高温烟气充分接触后，雾化水吸收热量进行二次蒸发，降低烟气温度，出口烟气温度约180～250℃。

三、转炉干法除尘的主要设备构成、功能

烟气在降低温度的同时被加湿调质，使烟气适合于在干式静电除尘器内净化处理。由于烟气流在冷却器内流速的降低和烟气中粉尘在入口处被水滴湿润，一部分粗颗粒粉尘被捕集下来。三、转炉干法除尘的主要设备构成、功能喷雾设施喷枪装置装在冷却器的入口前（气化冷却烟道末端），水从喷嘴的中心孔喷出，蒸汽从孔周围的环形缝隙中喷出，喷出的水和蒸汽混合，雾化成很细的水雾。见图示三、转炉干法除尘的主要设备构成、功能三、转炉干法除尘的主要设备构成、功能3）喷水调节系统吹炼阶段蒸发冷却器温度满足条件，蒸汽切断阀及蒸汽调节阀首先打开，烟道内烟气温度继续上升到一定值时，喷射水切断阀及喷射水调节阀到开，精确调整通过PID控制，根据设定温度及蒸发冷却器出口实际温度的偏差校准水量。在非吹炼阶段蒸发冷却器的入口及出口温度高于一定值时，喷射蒸汽切断阀和喷射蒸汽调节阀开，保证烟道内烟气温度不是过高。当吹炼结束，开始出钢阶段粗输灰系统将烟气沉积的大粒粗灰输送到储灰仓，保证下一炉的正常吹炼。

三、转炉干法除尘的主要设备构成、功能

喷水调解的目标：实现设定的蒸发冷却器出口温度并保持恒定；所有的喷射水在蒸发冷却器被蒸发；沉淀粗灰尘是不潮湿的。三、转炉干法除尘的主要设备构成、功能4）粗粉尘捕集系统蒸发冷却器内部捕集的大颗粒粉尘集中到下部，由链式刮灰输送机输送到外部的灰仓。包括链条、紧急卸灰阀和插板阀等构成。见图）三、转炉干法除尘的主要设备构成、功能

电除尘器（EP）对阴极线施加高压电，阴极框架和阳极板之间形成闭合的电场，形成电流，将通过电场气流中的颗粒进行击打，使其中的灰尘分别带有正电荷和负电荷，分别吸附在阴极线和阳极板上，达到除尘的效果。吸附在阴极线和阳极板的灰尘通过阴、阳极振打，落在除尘器内，并通过A、B刮灰机将灰尘排到输灰来系统中。电除尘器由电除尘器本体；四个高压电场；内部刮灰和振打；细粉尘捕集系统；卸爆阀。

1）电除尘器本体转炉烟气进入静电除尘器温度约为150～180℃，然后通过圆形断面管道按规定路线流入电除尘器（通常设在车间外）。三、转炉干法除尘的主要设备构成、功能三、转炉干法除尘的主要设备构成、功能三、转炉干法除尘的主要设备构成、功能

圆形干式电除尘器是为除掉含有CO烟气中的细粉尘专门开发研制的，一般可以使进口烟气含75g/Nm3的粉尘降到出口时的20mg/Nm3左右。由于干法采用最小烟气量处理工艺，空气和含CO的煤气交替地流过蒸发冷却器和除尘器设备。为了避免爆炸混合烟气的形成和防止爆炸，烟气流入干式电除尘器时，首先通过三层气流分布板，烟气在电除尘器内呈柱塞状流动，即像活塞一样流过全部烟气通道。这样保证了不同成分的气体之间不会形成混合。见图示三、转炉干法除尘的主要设备构成、功能含co的烟气空气三、转炉干法除尘的主要设备构成、功能2）高压电场电除尘器设置有4个高压电场，由极丝、极板排列，绝缘子及加热器和高压变压器等构成。极线尖部在高电压下会产生端部放电，从而形成带负电的气体离子。这些气体离子向极板移动，形成了微弱的电流，从而达到精除尘作用。一电场等示意图极线极板气体分布板防爆阀高压变压器、绝缘子、加热器三、转炉干法除尘的主要设备构成、功能三、转炉干法除尘的主要设备构成、功能

极板厚度2mm，材质普碳钢；1、2电场极丝厚度2mm，材质不锈钢；3、4电场极丝厚度6mm，材质普碳钢。三、转炉干法除尘的主要设备构成、功能三、转炉干法除尘的主要设备构成、功能

内部刮灰和振打两套刮板机：是专门为圆形电除尘器开发研制的，AB、CD电场各一套。振打系统：入口分布板振打；出口分布板振打；阴极线振打；阳极板振打。高压变压器吊挂装置极板振打装置极线振打装置链式刮灰装置扇形挂灰器三、转炉干法除尘的主要设备构成、功能

卸爆阀在除尘器外壳两端分别装有卸爆阀,当除尘器内因燃烧、爆炸过压约为0.05bar时，卸爆阀开始打开，之后可以自动复位。卸爆阀三、转炉干法除尘的主要设备构成、功能

细粉尘捕集系统电除尘器内振打下来的细粉尘堆积在壳体下面用刮板机将粉尘推入底槽内。通过刮板机；紧急插板阀；气动插板阀；双层翻板阀；斗提机；螺旋输灰机等。经链板机输送到灰仓。（见图）三、转炉干法除尘的主要设备构成、功能三、转炉干法除尘的主要设备构成、功能

轴流风机及运行控制干法烟气净化回收的一个重要特点是系统阻力小，因而可以采用轴流式风机。转炉吹氧炼钢过程中产生的烟气量是随着时间而变化的。为了放散和回收煤气，需要抬罩操作或降罩操作。为适应生产中气量的变化和回收、放散时的压力变化，采用的轴流风机是变频调速型的。风机与电动机用联轴器连接。风机转速的变化是靠变速电动机实现的（见图示）京唐使用的风机最大风量是192000Nm3

/h（干),电机功率是2000kW三、转炉干法除尘的主要设备构成、功能三、转炉干法除尘的主要设备构成、功能

切换站切换阀是干法系统中的一个重要部件，由放散阀和回收阀组合而成。作用是将吹氧冶炼过程中产生的高热值煤气送入煤气柜，在吹氧开始和吹氧结束期产生的低高热值烟气经放散烟囱燃烧后放入大气。切换的信号是利用在管道中的在线煤气分析仪，根据对烟气中CO、H2和O2含量的分析值和设定值、其他紧急事故等进行回收、放散调节控制。正常切换速度为8-10秒，紧急切换最快3-4秒。（见图示）三、转炉干法除尘的主要设备构成、功能三、转炉干法除尘的主要设备构成、功能三、转炉干法除尘的主要设备构成、功能

煤气冷却器作用：为了使贮存到煤气柜内的转炉煤气体积尽可能小，将煤气在冷却器内冷却到65～75℃）。煤气冷却器内部设置了双层喷嘴，使用浊环水冷却。此外，在煤气冷却过程中在电除尘器中已经离子化的粉尘颗粒被冷却水捕集下来，起到了辅助的煤气净化作用。三、转炉干法除尘的主要设备构成、功能为了维修、检查等需要，在煤气冷却器的进、出口烟道设有切断用眼镜阀。注水、喷水过程：在非吹炼期，煤气冷却器的上部贮水箱用GC泵注满，到达最大水位后，水溢流到下面的塔体中去。在吹炼期，下部喷嘴由上部贮水箱供水，上部的喷嘴由煤气冷却器水泵给水。（冷却器及喷嘴见图示）三、转炉干法除尘的主要设备构成、功能三、转炉干法除尘的主要设备构成、功能放散烟囱放散烟囱是带燃烧器的钢烟囱，为安全起见，每根烟囱装有文丘里氮气吹扫系统以便引导风机故障时将烟道内的煤气排。烟囱点火设备包括3个烧嘴，其带有远程控制的电火花塞。焦炉煤气阀站和控制柜位于地平处。点火设备由热电耦监测并由控制系统显示。见图）四、转炉干法除尘技术的安全性、系统控制特点

1、安全性烟气流入干式电除尘器时，首先通过三层气流分布板，烟气在电除尘器内呈柱塞状流动，避免不同成分气体混合，减少爆炸成因。电除尘器两端设有自动启闭安全防爆阀，一旦煤气和空气混合，发生突然燃烧压力升高时，可有效地进行卸压，不致损坏设备。放散烟囱上设文丘里氮气引射装置，在风机故障时，把系统中的煤气安全排出。事故时，放散侧切换阀自动打开，回收侧切换阀自动关闭。干法除尘系统出现故障时，氧枪自动提起，终止冶炼。风机采用变频调速。根据冶炼情况调整风机转速，并有效的防止回火、煤气回流。四、转炉干法除尘技术的安全性、系统控制特点2、系统控制特点干法除尘系统自动化控制范围是从汽化冷却烟道开始到煤气冷却器结束，设一级基础自动化，与转炉本体、汽包等自动化系统进行联网。控制系统采用了西门子系列的PLC，对蒸发冷却器、电除尘器电场及切换站等工艺生产线设备实现过程检测、调节和控制,其自动化控制水平很高。控制系统共分三个控制回路：蒸发冷却器的温度控制、风机流量控制、切换站的切换控制。蒸发冷却器的温度控制根据蒸发冷却器烟气出入口烟气温度、流量调节喷水量，确保烟气出口温度在控制范围内。烟气流量可通过烟气流量调节器的输出信号控制，这种控制可通过改变风机的转速来实现，使炉口保持微正压。四、转炉干法除尘技术的安全性、系统控制特点对于在炼钢过程中进行的加料作业，如加矿石或石灰石，或者辅助作业，系统的烟气流量调节系统将根据事先给定的程序作出反应。切换站的切换控制是在规定的时间内，根据烟气成分和内部两个特定位置的压力值确定切换站的动作。切换站的钟型阀配有调节元件和流线型气流调节板，便于在烟气切换时保持系统的压力平衡，防止在转炉口烟气捕集点发生喘振现象。另外，电除尘器的控制也非常关键，其性能特点是：根据加料、吹炼、停吹、振打等多种工作状态，按事先设定好的程序对电压和电流进行调节，以发挥最大的电流效率和确保安全生产。京唐的电压的峰值为90000-110000v，电流的峰值为3000mA。四、转炉干法除尘技术的安全性、系统控制特点系统控制的功能组划分实际程序编制习惯，干法除尘系统的操作控制一般按系统部位分成的6个功能组，包括：EC(水、蒸汽、泵组）；EP（带绝热和氮气阀门站的高压系统、振打、润滑）；烟气输送（包括风机、烟气分析、烟囱点火、氮气引射）；煤气回收（切换站、液压站、煤气冷却器、煤冷泵站、氮气清扫）；粗灰输送；细灰输送等，通过起动、停止每一个功能组来运转、停止每个干法除尘系统。五、转炉干法除尘的工艺参数

1、转炉系统的技术数据

(列举的京唐数据)工艺脱碳冶炼脱磷冶炼常规冶炼类型顶底复合吹炼转炉顶底复合吹炼转炉顶底复合吹炼转炉每炉平均产钢量300t317t300t每炉最高产钢量315t325t315t最大铁水装入量1056公斤/吨钢1025公斤/吨钢980公斤/吨钢废钢量，最大120公斤/吨钢180公斤/吨钢铁矿石量，最大5～8公斤/吨钢20公斤/吨钢20公斤/吨钢五、转炉干法除尘的工艺参数锰矿含量，15公斤/吨钢--铁水中的含碳量3.2～4.0%4.5～5.0%4.5～5.0%含硅量，最大最大0.7%，标准平均0.35最大吹氧量81,000Nm3/小时36,000Nm3/小时72,000Nm3/小时参加反应的最大氧气量90,000Nm3/小时44,000Nm3/小时81,000Nm3/小时每炉的操作时间24～30分钟20～26分钟35～40分钟吹氧时间大约10～12分钟大约8～10分钟大约13～15分钟钢水终点含碳量大约0.05%3.2～4.0%大约0.05%五、转炉干法除尘的工艺参数2、烟气系统的技术数据工艺脱碳冶炼脱磷冶炼常规冶炼反应的最大氧气量90,000Nm3/小时44,000Nm3/小时81,000Nm3/小时-通过氧枪81,000Nm3/小时36,000Nm³/小时72,000Nm³/小时-通过铁矿石9,000Nm3/小时9,000Nm³/小时9,000Nm³/小时转炉中的CO和CO2

的比率90：1090：1090：10燃烧系数0.1大约<1.00.1煤气量最大192,000Nm³/小时，干燥最大175,000Nm3/小时，干燥最大175,000Nm3/小时，干燥冷却烟道出口处的烟气温度最高1000°C最高1000°C最高1000°C每吨钢的烟尘量约15公斤/吨约9公斤/吨约20公斤/吨五、转炉干法除尘的工艺参数3、除尘系统技术数据蒸发冷却器出口烟气温度约180-250

C电除尘器进口烟气含尘量约75g/Nm3电除尘器出口烟气含尘量回收≤10mg/Nm3

放散≤20mg/Nm3煤气冷却器出口烟气温度

~70

C煤气冷却器出口含尘量≤10mg/Nm3脱碳冶炼煤气回收量平均80Nm3/t以上（1800Kcal/Nm3）常规冶炼煤气回收量平均100Nm3/t以上（1800Kcal/Nm3

六、国内转炉干法除尘常见的问题及原因

转炉干法除尘技术虽然具备许多优势，但目前不可否认也存在一些不足和问题，具体表现和原因如下：

1、除尘系统“卸爆”转炉除尘系统内部发生煤气爆炸的一般条件是：（1）烟气成分进入可燃烧爆炸范围；（2）烟气温度达在燃烧温度610℃以下；（3）系统内部存在“火种”。由于烟气成分有CO、H2等可燃气体，又有空气中的O2，当到达爆炸范围时在电除尘器中内遇到放电火花就会发生爆炸。各种气体爆炸成分、温度范围如图。当然烟气中的爆炸气体含量跟转炉操作有很大关系，主要发生在转炉的加废钢、开吹2分钟内、后期的提枪再下枪点吹等阶段。六、国内转炉干法除尘常见的问题及原因

阴极丝断线电除尘器特别是第一电场由于频繁击穿及粉尘的自燃而造成的阴极线电化学腐蚀，或发生卸爆导致阴极丝断线。由于整个电除尘器处于封闭状态，阴极丝断线又不能更换，因而造成除尘效果降低。六、国内转炉干法除尘常见的问题及原因蒸发冷筒壁结垢干法除尘系统容易结垢的地方是蒸发冷却器的内筒壁，需要对积灰及时发现、定期清理。如果清理不及时，除了造成蒸发冷却器内部变细，使烟气流流速发生变化；另外器壁结构不均匀，结大块的地方掉下会砸坏刮灰链条造成停运。蒸发冷筒壁结垢快慢主要是内部喷水量大和不均匀所致，不均匀是个别水嘴堵塞且整个水量不变，因而造成其他水嘴的水量增大等。六、国内转炉干法除尘常见的问题及原因EC热电偶测温不准和响应速度慢

EC出、入口热电偶的准确与否直接影响到喷水量的调节，在生产中经常出现测量的温度与实际的烟气温度有个时间差，造成晚喷水或晚关水，影响除尘效果，使粗灰湿和结构。输灰机堵灰

EC、EP输灰机堵灰，尤其EC输灰机及易堵灰，主要是由于EC温度控制不好，喷水量大，造成灰湿，输灰机箱体及下料管堵灰。七、常规转炉干法除尘“卸爆”问题分析和对策卸爆可分为氢气、煤气两种。氢气卸爆是当氢气含量达到2～3％时，只要管道系统有很少的煤气和一定的氧气就会发生卸爆，一般发生在转炉加废钢后、刚开吹等阶段；煤气卸爆比较严重和复杂，与炼钢操作有关，下面重点讨论煤气卸爆。正常生产操作条件下，空气与煤气混合进入除尘系统主要发生在以下时间段：（1）转炉开吹后烟道清扫不净，煤气与残存的空气混合；（2）转炉吹炼后期提枪后再下枪后吹，提枪与再下枪间隔短，再开吹时煤气与空气混合。七、常规转炉干法除尘“卸爆”问题分析和对策为了防止由于空气进入除尘系统发生爆炸，目前一般采用通过控制特定时段转炉炉口煤气燃烧程度，使进