蔡偉均

（廣東韶鋼能源環(huán)保部，廣東 韶光 512000）

中國是主要的鋼鐵生產國。2018年1月至9月，中國粗鋼產量繼續(xù)增長。生鐵、鋼材、鋼材產量分別為5.8億 t、7億 t、8.2億 t，同比增長 1.2%、6.1%、7.2%。預計2018年我國鋼產量將達到9億t以上，其中80%以上是轉爐生產的。轉爐煉鋼過程中會產生大量富含CO的高溫含塵氣體。CO的平均含量為70%，所攜帶的能量約為1GJ/t（潛能+顯能）。而煙塵含量為100～120g/m3，其主要成分為FeO和Fe2O3（FeO+Fe2O3≈75%）。一氧化碳和氧化鐵都是有價值的二次能源。如果將其回收再利用，不僅會產生良好的環(huán)境效益，還會帶來巨大的經濟效益，這對于提高企業(yè)的競爭力和長遠發(fā)展具有重要意義。文章對國內外氣體凈化回收技術進行了介紹和簡要評述，以期為國內鋼鐵企業(yè)提供參考。

轉爐煤氣是鋼鐵企業(yè)重要的二次能源，也是我國二次能源利用的薄弱環(huán)節(jié)之一。進步轉爐煤氣回收率不只能有效降低煉鋼過程的生產成本，而且為完成煉鋼的“負能量”奠定了根底，能夠大大削減煉鋼廠排放的污染物總量，完成清潔生產。因此，“轉爐煤氣回收”稱為現(xiàn)代轉爐煉鋼中的重要技術，被國家列為“十一五”期間重點推廣的技術之一。

1 韶鋼轉爐煤氣回收技術

1.1 轉爐煤氣回收工藝

轉爐煤氣回收工藝主要有濕法和干法兩種。

20世紀60年代，新日鐵與川崎股份有限公司共同開發(fā)并成功開發(fā)了OG轉爐煤氣凈化回收技術，該技術通常采用雙文本技術，主要包括兩級文丘里+兩級或三級脫水機。

新OG技術采用飽和噴淋塔+環(huán)接頭洗滌器（RSW或AGE），是對傳統(tǒng)OG方法的技術改進。飽和噴淋塔代替紙張，環(huán)形接頭代替可調喉道。

目前，新的OG除塵方法在新建改造項目中應用較多，如寶鋼158t轉爐3臺、新余鋼鐵集團210t轉爐2臺。韶鋼現(xiàn)有5座130t轉爐，建成投用均采用濕塵除塵技術。

韶鋼轉爐煤氣濕法除塵工藝：爐口排氣煙氣通過活動，固定的煙道，蒸發(fā)冷卻煙道，水冷肘，溫度約900℃，溢出到文丘里管，它的滅火過程，作用是冷卻、除塵、爆炸中也扮演了重要的角色。后”是“基本飽和溫度的煙氣溫度約70℃，然后由重力脫水器、水分離排去進一步高速度可調文丘里管后的污水?！岸睙熿F在90度彎管脫水機和洗滌器進一步脫水除塵。在二冷除塵脫水過程中，煙氣溫度基本控制風機在50～70℃之間，含塵量降至0～100mg/Nm3。最后，進入風機，送入回收系統(tǒng)或由氣動三通雙蝶閥釋放。

1.2 干法塵除塵工藝

隨著國家節(jié)能減排政策的實施，國內許多鋼鐵企業(yè)需要采用新技術、新工藝來實現(xiàn)節(jié)能減排的目標。對轉爐煉鋼來說，煉鋼過程中產生的氣體的干法凈化和回收是實現(xiàn)負能量煉鋼的有效途徑。這一技術的最大特點就是解決了轉爐煤氣干法凈化與回收系統(tǒng)與轉爐煉鋼工藝之間密切相關，互相保證順利運行的問題。因此，無論在新建轉爐還是對現(xiàn)有轉爐煤氣凈化回收系統(tǒng)進行改造，采用轉爐煤氣干法凈化回收技術是鋼鐵企業(yè)的最佳選擇。例如，兩套250t轉爐寶鋼120t轉爐三組山東萊蕪鋼鐵公司、重慶三組180t轉爐鋼鐵和三組150t轉爐高錳鎳耐磨不銹鋼全部采用LT除塵方法和目前運行狀態(tài)良好。

韶鋼轉爐煤氣干法除塵工藝：轉爐煙氣通過汽化冷卻煙道進入蒸發(fā)冷卻器，蒸發(fā)冷卻器通過安裝在汽化冷去卻煙道末端的噴槍噴水，把煙氣800～1000℃到200～250℃，并進行粗粉塵的煙氣，煙氣粗塵土變成了干缸后進一步細靜電除塵器。當煙氣含氧量大于或等于1%時，點火裝置點火后，將站內的煙氣切換到釋放煙囪，進入火炬運行模式，排放到大氣中。蒸發(fā)冷卻器和靜電除塵器收集的粗、細粉塵經輸灰裝置排出，送燒結廠回收利用。主要工藝流程詳見圖1。

2 濕法和干法除塵的優(yōu)缺點

2.1 轉爐煤氣濕法凈化回收技術特點

（1）長處：系統(tǒng)簡單，備件儀器數(shù)量少，性能要求不高；辦理和事務要求不復雜；技能和設備相對老練，在國內已完全掌握；一次性出資本錢較低。

（2）缺點：耗水耗電量較高，風機故障率較高。氣體粉塵質量濃度較高，為100mg/m3。如果降低到10mg/m3，則在氣罐與壓力站之間增加電除塵器，增加投資成本。體系阻力大于干體系阻力，能耗較大。與干燥體系相比，水處理設備每套添加1500萬元，占地面積較大。不能從根本上處理二次污染問題。尤其是含六價鉻的廢水不能處理，對地下水造成嚴重污染。

2.2 轉爐煤氣干法凈化回收技術特點

（1）優(yōu)點

轉爐吹氧冶煉時，反應在鐵水氧和碳之間產生含有高濃度的轉爐爐氣有限公司干式過程10毫克技術可以用來恢復能量，減少廢氣排放，獲得轉爐煤氣的熱值高，并能節(jié)省轉爐廢水處理系統(tǒng)。LT方法具有以下顯著優(yōu)點：

①采用電場除塵，除塵效率高達99%，可可粉直接將煙氣中的粉塵含量凈化到10mg/Nm3以下，供用戶使用；

②可節(jié)約龐大的循環(huán)水系統(tǒng)；

③可將回收的粉塵粉體回收到轉爐內，代替鐵礦石的利用；

④系統(tǒng)電阻損耗小，節(jié)約能源消耗。

（2）缺陷：系統(tǒng)復雜，需要高質量的設備和儀器來滿意生產要求；施工質量要求也很高。它需要高水平的管理和操作。在實踐生產中，管理人員和操作人員必須經過良好的訓練，熟練操作和保護。要避免野蠻操作，必須與煉鋼工藝操作密切配合和協(xié)調。投資很高。從以上特色來看，氧氣轉化爐氣體的干法凈化回收技能具有共同的優(yōu)勢，因而越來越多的國家采用濕法代替。

根據(jù)韶關煉鋼廠轉爐煤氣濕凈化及收回系統(tǒng)、枯燥凈化收回系統(tǒng)的運行經驗，采用干靜電沉淀技術可節(jié)省電能。1.1kW#3th和節(jié)約用水每噸鋼鐵，和可以恢復10.5kg含有超過75%的煙塵鐵和大約20L高質量的氣體相當于燃油。目前，濕式轉爐除塵系統(tǒng)在我國得到了廣泛的應用。除韶鋼外，大中型轉爐噸鋼除塵平均電耗為6kW·h。小型轉爐功率10～15kW·h，轉爐煤氣回收率低，轉爐除塵廢水處理復雜，污泥利用不全面。如果大量氧氣轉爐煉鋼工廠的年產量300萬t鋼從噩LT干電動除塵，它假定等于煙塵中回收的能量和年度經濟效益節(jié)省電力，水和生產成本只有3項，這也是根據(jù)保守估計超過1700萬元。

3 結語

國家對煤氣排放標準、節(jié)能降耗要求越來越高，采用LT凈化轉煤氣，大中型轉爐除塵噸鋼平均電耗為6kW·h，小轉爐除塵平均電耗為 10～15kW·h，可完成低能或負能煉鋼。值得注意的是，用含鐵塵球替代轉爐廢鋼和礦石也將是一筆可觀的額外收入。鋼鐵企業(yè)應加速LT法對OG的應用，并采用LT法對OG進行改造，特別是在缺水和污泥站。污水處理才能不足、排放壓力大、達標的企業(yè)，應當加速改造腳步。從長遠利益來看，選擇LT法將是明智之舉，不但可為企業(yè)解決環(huán)境問題，又可為企業(yè)創(chuàng)造經濟效益。