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我国转炉一次除尘技术节能减排的潜力

刘晨

转炉一次除尘首先是一个关乎钢企生存的环保课题，同时也涉及岗位卫生，节能节水，设备维护，煤气、粉尘、余热等二次资源回收利用等影响企业竞争力的多个方面，探究我国转炉一次除尘技术节能减排的潜力具有一定意义。

1任务目标

转炉一次除尘属于空气污染控制领域，比较转炉烟气与洁净空气的特性参数(见表1)，可以清楚地了解转炉一次除尘系统的任务。

2技术状况

粗略统计全球共有1000多座转炉，一次除尘采用干法的有100余座、采用半干法的有100余座，其余还都是湿法。全球100余座采用干法除尘的转炉中有70多座在中国，其次在欧洲，韩国、美国屈指可数，日本、中国台湾、南美洲等不用干法。目前国内外转炉还主要采用湿法，多是老OG湿法，我国大约有50座转炉采用了新OG湿法。老OG湿法已经被公认为是需要淘汰的落后技术，但转炉一次除尘到底是采用半干法、干法、还是新OG湿法，还有不同看法。

3干法的节能减排潜力

干法有100％收干灰、没有污水处理、阻损小和节电等优点，也存在一些值得改进之处。改进建议参考图1。

3．1煤气冷却器改造

干法煤气冷却器采用湿法冷却，不仅增加投资和运行费用，回收煤气的湿度比湿法还高。无论是新项目，还是现有干法除尘，都应进行改造，建议改造方案：

◆采用极限蒸发冷却技术改造

采用极限蒸发冷却技术直接冷却到煤气柜要求的温度，不用循环水，或保留少量循环水，降低煤气温度到50℃、甚至40℃以下，煤气带水量减少约50％、体积减少20％—30％，提高煤气热值10％—15％，提高煤气柜缓冲能力和节水。

◆采用间接换热改造

采用蓄热换热器，把煤气中的潜热换出外销，用于民用热水的加热，供给热水用户，可以降低成本，钢厂则有额外收入。一座250t转炉改造后，钢厂余热估算外销年收入超过600万元。

◆并入蒸发冷却器

工艺上取消煤气冷却器，将其功能并入前面蒸发冷却器完成，通过改造使蒸发冷却器出口温度降低到煤气柜要求的70℃以下，并且保持为干烟气，仍然利用原来的干式静电除尘器。

3．2用氮气雾化或高压雾化替代蒸汽雾化

干法采用蒸汽雾化将蒸汽变烟气，不仅全部抵消了节电的节能效益，也是产生积灰的原因之一，因为雾化蒸汽增加了烟气的含湿量。改造建议：

采用氮气雾化，国内已经有此方面业绩，很少发生积灰。最节能的方法是采用压力雾化，压力雾化不需要任何雾化介质，仅需要功率很小的增压泵和对水质进行处理。

3．3提高除尘效率

通过蒸发冷却器内部设计上的局部改进，使其除尘效率从40％提高到60％—80％以上是合理的，符合环保设计原理，更有利于减少电除尘器积灰几率。

3．4电除尘器检修在线自动喷水清洗

干法的干式静电除尘器直径高达几层楼高，内部吊满了除尘极板、极线，表面容易积灰，必须及时清理干净、但却很难清理，导致出口浓度不稳定。在除尘器内部增加在线喷水自动清洗系统、底部增加排污水污泥装置，利用设备停炉的间隙时间，每次只需喷水几个小时就可以清洗干净，既减少清洗时间、工作量，最主要的是可以保持设备内部的清洁，从而保证除尘效率。这种方法国外已经有实际业绩，实施也容易，投资很少。

4湿法的节能减排潜力

湿法(包括新OG湿法)安全可靠、应用广泛，但在节能减排方面有更大潜力。

4．1厂房顶冒烟

兑铁加废钢、出钢和吹氧期溢出一次烟罩的烟气应该由二次烟气除尘收集，没有二次除尘、或二次除尘能力小，就会产生厂房顶冒烟。通过提高一次除尘的能力、辅助增加喷雾蒸发冷却／除尘和引风装置，不仅可以彻底解决厂房顶冒烟，还可以降低二次风机转速、甚至完全停开，吨钢节电可达3—5kWh／t。

4．2一次烟囱排放超标

我国现有炼钢转炉的排放标准为≤100mg／Nm3，新转炉和一些地方标准≤50mg／Nm3，先进企业内控标准≤20mg／Nm3。通过完善除尘系统的操作维护、必要时进行局部技术改造就可以满足这些标准要求。关键是在达标的同时如何节能、节水、提高煤气回收水平。

4．3减少水处理量

将全部粉尘、部分烟气热量洗涤传递到排水中，导致包括新OG湿法在内各种湿法存在很大的节能减排潜力。建议如下：

◆尽快安排检修机会将一文改造为洗涤塔。一文被公认为落后淘汰技术，不仅是水处理原因，也增大阻损，改造为一空塔可以节省3kPa的阻损，对系统非常有利，而且改造投资和时间都很少。

◆采用成熟的串级供水改造，也就是将二文排水在现场直接粗过滤后由泵供洗涤用，可以节省水处理量50％。

◆新OG湿法的洗涤塔应采用极限蒸发冷却技术改造，可以节水90％，比如300t转炉新OG洗涤塔水量800 t／h，而采用蒸发冷却达到相同的冷却后温度只需要80t／h。

◆采用蓄热换热技术改造，可以回收余热，用于外销热水供热、或其他用途，可以取得更大经济效益。

4．4提高煤气回收水平

国外和我国先进的转炉煤气回收水平已经达到CO含量超过60％—65％，比我国许多其他转炉高10％，这是我国转炉煤气回收领域的很大差距。通过炉口微差压控制改进实现闭环自动控制和加强烟罩密封，回收煤气提高10％，吨钢回收煤气能量超过5kgce／t，是实现“负能炼钢”的关键。

4．5降低二文阻损

长期以来，转炉湿法除尘的最终出口粉尘浓度被认为是由二文的压差决定的，要求粉尘浓度低就必须提高二文压差。随着喷雾除尘等相关技术的进步，已经具备降低二文压差的技术基础，也就是将二文主要作为压力调节设备，除尘主要通过喷雾洗涤来实现，这样可以在很少改变设备的条件下，降低风机电耗1—3kWh／t钢。