摘 要:鋼鐵企業(yè)廢氣中有一半來自燒結(jié)工序,燒結(jié)煙氣粉塵污染已成為制約我國冶金行業(yè)持續(xù)協(xié)調(diào)發(fā)展的一個(gè)重要因素,對燒結(jié)煙氣粉塵污染控制已經(jīng)成為中國環(huán)境保護(hù)和實(shí)現(xiàn)鋼鐵冶金行業(yè)的持續(xù)發(fā)展的必然選擇,其控制技術(shù)根據(jù)工作機(jī)理不同,主要有機(jī)械式除塵器、濕式除塵器、過濾式除塵器、電除塵器,文中重點(diǎn)介紹了電除塵器。
關(guān)鍵詞:鋼鐵燒結(jié) 煙氣 除塵
中圖分類號(hào):TU2文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A文章編號(hào):1672-3791(2012)09(a)-0144-01
鋼鐵企業(yè)是中國廢氣排放大戶,全國40個(gè)行業(yè)廢氣排放量在100萬m3(標(biāo))以上的76個(gè)大戶中,鋼鐵企業(yè)即有14戶,占18.4%,其每年廢氣排放量高達(dá)12000億m3左右。鋼鐵企業(yè)廢氣中有一半來自燒結(jié)工序,尤其是近年來,由于鋼鐵企業(yè)的持續(xù)高速發(fā)展,燒結(jié)礦耗量大幅度增加,燒結(jié)煙氣粉塵污染已成為制約我國冶金行業(yè)持續(xù)協(xié)調(diào)發(fā)展的一個(gè)重要因素,對燒結(jié)煙氣污染控制已經(jīng)成為中國環(huán)境保護(hù)和實(shí)現(xiàn)鋼鐵冶金行業(yè)的持續(xù)發(fā)展的必然選擇。
1 燒結(jié)煙氣粉塵特點(diǎn)
1.1 燒結(jié)煙氣粉塵的產(chǎn)生
燒結(jié)煙氣是燒結(jié)混合料點(diǎn)火后,隨臺(tái)車運(yùn)行,在高溫?zé)Y(jié)成型過程中所產(chǎn)生的含塵廢氣。燒結(jié)是將各種粉狀含鐵原料,混合適宜的燃料和熔劑后放于燒結(jié)設(shè)備上點(diǎn)火燒結(jié),在燃料產(chǎn)生高熱和一系列物理化學(xué)變化的作用下,使部分混合料顆粒表面發(fā)生軟化和熔化,產(chǎn)生一定數(shù)量的液相,并濕潤其他未熔化的礦石顆粒,冷卻后液相將礦粉顆粒粘結(jié)成燒結(jié)礦。燒結(jié)粉塵主要來源于原料、燃料、熔劑在破碎篩分和配料混合及其在轉(zhuǎn)運(yùn)過程中產(chǎn)生的灰塵、揚(yáng)塵和混合料在燒結(jié)過程中由機(jī)頭、機(jī)尾及抽風(fēng)系統(tǒng)產(chǎn)生的煙塵、粉塵以及燒結(jié)礦在破碎、篩分整粒過程中及其在轉(zhuǎn)運(yùn)中產(chǎn)生的粉塵和揚(yáng)塵等。因此,有的產(chǎn)塵量多且分散;有的是大面積開放型;有的具有高溫、高濕、高濃度;有的比重輕且粒度細(xì)。
1.2 燒結(jié)煙氣特點(diǎn)
燒結(jié)煙氣產(chǎn)生量大;煙氣溫度較高;燒結(jié)煙氣含塵量較大;含濕量較大;含有腐蝕性氣體。燒結(jié)煙氣粉塵脫除的難度在于去除廢氣中極細(xì)顆??諝鈶腋∥铮?.125~0.25mm)。粉塵的粒徑、粒徑分布、粉塵的基本性質(zhì)等對燒結(jié)機(jī)煙氣粉塵脫除裝置的性能影響很大。
2 除塵裝置的性能及分類
2.1 除塵裝置的性能
除塵裝置的性能評價(jià)指標(biāo)包括技術(shù)指標(biāo)和經(jīng)濟(jì)指標(biāo)。技術(shù)指標(biāo)主要有處理能力、除塵效率、壓力損失和負(fù)荷適應(yīng)性等;經(jīng)濟(jì)指標(biāo)主要有基建投資、運(yùn)行費(fèi)、占地面積、使用壽命、維修管理費(fèi)等。上述性能相互關(guān)聯(lián)、相互制約。選擇除塵器時(shí),必須在充分了解粉塵顆粒特性、煙氣特性的基礎(chǔ)上全面考慮有關(guān)因素,通過技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)分析做出合理的選擇。
(1)除塵裝置的技術(shù)性能:除塵效率、壓力損失、處理氣體量、負(fù)荷適應(yīng)性。
?。?)除塵裝置的經(jīng)濟(jì)指標(biāo):設(shè)備投資費(fèi)和運(yùn)行費(fèi)用。
2.2 除塵裝置的分類
工程上常用的各種除塵器往往不是簡單地依靠某一種除塵機(jī)理,而是多種除塵機(jī)理的綜合運(yùn)用。根據(jù)主要除塵機(jī)理的不同,可將除塵設(shè)施歸為四大類:機(jī)械式除塵器、濕式除塵器(又稱濕式洗滌器)、過濾式除塵器、電除塵器。
3 除塵器的選擇
3.1 除塵器選擇時(shí)應(yīng)注意的幾個(gè)問題
除塵器的選擇要在調(diào)查研究的基礎(chǔ)上,根據(jù)處理粉塵的不同,主要從除塵效率、處理能力、動(dòng)力消耗與經(jīng)濟(jì)性等幾個(gè)方面綜合考慮。應(yīng)按下列因素通過技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較確定:(1)含塵氣體的化學(xué)成分、腐蝕性、爆炸性、溫度、濕度、露點(diǎn)、氣體量和含塵濃度;(2)粉塵的化學(xué)成分、密度、粒徑分布、親水性、磨琢度、比電阻、粘結(jié)性、纖維性和可燃性、爆炸性等;(3)處理氣量:確定合理的煙氣量,作為凈化系統(tǒng)設(shè)計(jì)的依據(jù);(4)除塵器的壓力損失、除塵效率;(5)粉塵的回收價(jià)值和回收利用形式;(6)除塵器的設(shè)備費(fèi)、運(yùn)行費(fèi)、使用壽命、場地布置及外部水電源條件等;(7)維護(hù)管理的簡繁程度。
在選擇設(shè)計(jì)除塵器時(shí)應(yīng)特別注意以下匹配問題:除塵器出口凈化后氣體的粉塵濃度要與環(huán)保規(guī)定的排放濃度要求相匹配;除塵器的性能要與處理的氣體特性和粉塵性質(zhì)相匹配;除塵器的收塵方法要與除下粉塵的處理方法相匹配;選擇的除塵器應(yīng)與環(huán)境因素相匹配,要有一定的環(huán)境效益、經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。
3.2 電除塵器的應(yīng)用
由于燒結(jié)煙氣溫度較高、煙氣量大、且含酸廢氣,電除塵器在燒結(jié)機(jī)機(jī)頭、機(jī)尾煙氣除塵凈化中的廣泛應(yīng)用,常用的有雙室三電場電除塵器、三電極電除塵器、陽/陰極480mmC型板、ZT-24型板等。
3.2.1 電除塵器的工作原理
電除塵是利用強(qiáng)電場使氣體發(fā)生電離,粉塵荷電,氣體中的粉塵荷電在電場力的作用下,沉積在集塵板,分離出來的裝置。靜電除塵器由本體及直流高壓電源兩部分構(gòu)成。本體中排列最基本的組成部分是一對電極(高電位的放電電極和接地的收塵電極),即數(shù)量眾多的、保持一定間距的金屬集塵電極(又稱收塵電極或極板)與放電電極(又稱電暈極或極線),用以產(chǎn)生電暈、捕集粉塵。設(shè)有清除電極上沉積的粉塵的清灰裝置、氣流均布裝置、存輸灰裝置等。向除塵器送入含塵氣體并供電后,實(shí)現(xiàn)下列除塵過程:氣體電離公式(電暈放電)→粉塵荷電→收塵→清灰。
3.2.2 捕集效率方程式
電除塵器捕集效率與粉塵性質(zhì)、場強(qiáng)、氣流速度、氣體性質(zhì)及除塵器結(jié)構(gòu)等因素有關(guān),所以嚴(yán)格地從理論上推導(dǎo)捕集效率方程式是困難的,必須作一定的假設(shè)。關(guān)于捕集效率方程式由許多專家從理論上進(jìn)行了研究,并推導(dǎo)出了計(jì)算式,多依奇(Deutsch)方程式和安德遜方程式。
4 結(jié)語
鋼鐵工業(yè)燒結(jié)工段是大氣的污染重要污染源,其煙氣粉塵治理必須貫徹綜合治理的原則。改革工藝、采用先進(jìn)的工藝及設(shè)備,努力降低能耗和原料消耗,以減少生產(chǎn)工藝廢氣的排放,這是減少廢氣排放的根本途徑之一。同時(shí)要積極采用高效節(jié)能的治理方法和設(shè)備,強(qiáng)化廢氣的治理、回收,大力開展綜合利用。燒結(jié)煙氣粉塵的治理必須在充分了解粉塵顆粒特性、煙氣特性的基礎(chǔ)上全面考慮有關(guān)因素,通過技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)分析做出合理的選擇。
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