密閉礦熱爐爐氣干法袋式回收凈化工藝

郭 磊

（合肥合意環(huán)保科技工程有限公司，安徽 合肥 230000）

1 礦熱爐爐氣參數(shù)

爐氣凈化系統(tǒng)（以鎳鐵爐為例）

鎳鐵電爐從爐頂排出的爐氣量：5000Nm3/h

鎳鐵電爐出爐膛溫度700℃，最高可到1000℃

鎳鐵電爐爐頂出口氣體含塵量：最大100g/Nm3

爐氣成分（體積%）：

煙塵成分（重量%）：

成分 SiO2 Fe Ni MgO CaO 其他重量% 3～35 11～13 0.7～1.0 13～14 28～30

2 密閉爐氣凈化工藝概述

煙氣中粉塵潛熱在溫度降溫時(shí)起到很關(guān)鍵作用，粉塵含量越少，其降溫效果越好，因此設(shè)置四級(jí)粗除塵冷卻裝置用來將煙氣中的粉塵去除。礦熱爐尾氣（700～1000℃） 經(jīng)由水冷煙道進(jìn)入一、二、三級(jí)重力沉降冷卻器進(jìn)行粗除塵，此時(shí)可將煙氣中的較大顆粒粉塵捕集下來并可將煙氣溫度適度降低。再進(jìn)入高效旋風(fēng)除塵器進(jìn)一步將煙氣中的細(xì)小粉塵去除，最大限度的去除煙氣中的粉塵顆粒。冷卻系統(tǒng)設(shè)備之間可設(shè)水冷管道，根據(jù)項(xiàng)目的實(shí)際運(yùn)行情況選擇性使用，使煙氣溫度控制在200～260℃之間。冷卻系統(tǒng)末端設(shè)置一臺(tái)粗氣風(fēng)機(jī)，保證電爐爐內(nèi)壓力的同時(shí)克服煙道、冷卻器的阻力，又能為后面的布袋除塵器提供足夠正壓。粗氣風(fēng)機(jī)后設(shè)置正壓布袋除塵器對(duì)煙氣進(jìn)行精除塵，凈化后的煙氣經(jīng)凈氣風(fēng)機(jī)可進(jìn)行煤氣回收或點(diǎn)火放散操作。布袋除塵器的反吹氣源采用壓塑氮?dú)庖员ＷC系統(tǒng)的安全性。整個(gè)干法凈化系統(tǒng)采用集中輸灰，在沉降器、冷卻器以及防爆除塵器的灰斗下面都設(shè)置了星形卸料器，收集下來的粉塵通過星形卸料器落入密封式埋刮板機(jī)送入儲(chǔ)灰倉卸灰外運(yùn)。為使凈化系統(tǒng)有效地工作，必須在整個(gè)流程中輔助兩個(gè)服務(wù)系統(tǒng)，即冷卻水和壓縮氣體系統(tǒng)。冷卻水系統(tǒng)主要為供給風(fēng)機(jī)的冷卻用及水冷管道。氮?dú)庵饕糜冢篈 灰斗下部氮?dú)獯祾?；B 風(fēng)機(jī)、刮板機(jī)機(jī)的密封。

3 爐氣凈化干式除塵的技術(shù)優(yōu)點(diǎn)

3.1 溫度控制

由電爐頂部抽出的高溫含塵爐氣，溫度為700～1000℃進(jìn)入凈化系統(tǒng)，當(dāng)煙氣通過沉降器后溫度降低200℃左右，根據(jù)煙氣進(jìn)口溫度的高低，其降溫幅度也是不同的，當(dāng)溫度越高，降溫幅度越大，后部的冷卻也遵循此規(guī)律。為了保證煙氣進(jìn)入過濾器時(shí)溫度不能過低導(dǎo)致焦油析出，控溫裝置將煙氣溫度控制在200-260℃之間，使煙氣中的粉塵以干燥狀態(tài)被過濾，防止焦油與粉塵混合粘附在管道壁及設(shè)備本體內(nèi)部難以清除。過濾器外部采用保溫使煙氣熱量不會(huì)快速散失，保持過濾后的干凈氣體溫降在20℃內(nèi)，如煙氣需要儲(chǔ)存，則在儲(chǔ)存單元前部設(shè)置降溫裝置以增加儲(chǔ)存單元的儲(chǔ)存量。

3.2 壓力控制

在凈化系統(tǒng)中每個(gè)單元前的管道上均設(shè)置有壓力變送器，實(shí)時(shí)檢測(cè)管道壓力變化情況。整套系統(tǒng)壓力控制以礦熱爐爐壓作為輸出量，一般系統(tǒng)設(shè)置礦熱爐爐內(nèi)壓力為-10～+10Pa，依靠改變粗氣風(fēng)機(jī)的轉(zhuǎn)速來實(shí)現(xiàn)礦熱爐爐內(nèi)壓力控制?？紤]到礦熱爐爐壓發(fā)生異常時(shí)與風(fēng)機(jī)發(fā)生動(dòng)作時(shí)有一個(gè)滯后時(shí)間，在爐壓變化時(shí)系統(tǒng)對(duì)爐壓控制有一個(gè)提前控制量，實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定爐壓的目的。

3.3 煤氣成分控制

在凈化系統(tǒng)中安裝有氫氧分析儀，主要分析煙氣中對(duì)系統(tǒng)有危害的成分，如H2，O2的含量。系統(tǒng)采用全密閉式結(jié)構(gòu)，在安裝結(jié)束后對(duì)整體系統(tǒng)進(jìn)行氣密性實(shí)驗(yàn)，杜絕外部空氣進(jìn)入，減少煤氣中的氧含量。當(dāng)O2達(dá)到煙氣一定的體積或H2達(dá)到一定的煙氣體積時(shí)，系統(tǒng)會(huì)發(fā)出警報(bào)并立即切斷與礦熱爐直接的管道，以防止助燃?xì)怏w進(jìn)入系統(tǒng)內(nèi)部使系統(tǒng)有爆炸或燃燒的風(fēng)險(xiǎn)。

3.4 系統(tǒng)密封性設(shè)計(jì)

為減少系統(tǒng)的漏風(fēng)率，增強(qiáng)系統(tǒng)的密封性，我方在制作冷卻器、過濾器、連接管道的時(shí)候都會(huì)進(jìn)行耐壓試驗(yàn)；在安裝好以后，也會(huì)進(jìn)行氣密性實(shí)驗(yàn)；在閥門連接處，我們采用了耐高溫石墨墊片，可以做到對(duì)外零泄露。為了防止CO 沿著粉塵進(jìn)入到輸灰系統(tǒng)，我們?cè)诼窆伟遢斔蜋C(jī)上設(shè)置三處氮?dú)饷芊饪?，使埋刮板機(jī)內(nèi)一直處于微正壓的狀態(tài)，CO 不會(huì)從中泄露出去，在總儲(chǔ)灰倉頂部設(shè)有一臺(tái)污氮處理器，將粉塵內(nèi)的CO和污氮由污氮處理器排除，并保持系統(tǒng)內(nèi)氮?dú)馄胶狻?/p>

3.5 系統(tǒng)防堵措施

1） 整個(gè)工藝在除塵器前段的工藝管道均采用大傾角設(shè)計(jì)，每個(gè)管道的傾斜角度均高于粉塵的安息角。2） 正常的工況條件下將煙氣溫度嚴(yán)格控制在酸露點(diǎn)和水露點(diǎn)之上，并且高于焦油析出溫度，使粉塵一直處于干燥易清的狀態(tài)。3）為了減小粉塵含量，系統(tǒng)共設(shè)置有三個(gè)預(yù)除塵單元，可以除去系統(tǒng)中大量的粉塵，達(dá)到除焦油的目的。兩種冷卻器內(nèi)部設(shè)計(jì)不存在任何可以積灰的地方。

4 結(jié)語

綜上所述，本文重點(diǎn)闡述了密閉礦熱爐爐氣干法袋式回收凈化工藝參數(shù)及流程，并對(duì)爐氣凈化干式除塵的技術(shù)優(yōu)點(diǎn)進(jìn)行了詳細(xì)的分析，通過分析表明密閉礦熱爐爐氣干法袋式回收凈化技術(shù)，可有效節(jié)約能源，降低成本，因此可進(jìn)行大范圍推廣和應(yīng)用。