冶煉電爐除塵系統技術問題分析

  摘   要：分析了影響電爐除塵系統效果、運行費用的三個關鍵性因素：除塵器過濾布袋濾料的品質、清灰技術和煙氣溫度。 
      關鍵詞：除塵器；濾料品質；清灰技術；煙氣溫度 
      隨著我國環保法規的健全與完善 、人們環保意識的提高，在引進國外或改造已有電爐冶煉技術與設備的同時應考慮與之配套的世界先進電爐除塵系統。近幾年，電爐增設氣(油)氧噴槍、熱裝鐵水等工藝改進，生產節奏加快、冶煉時間縮短，產量相應提高。除塵系統也就出現了能力不足、效果降低的現象，各廠也紛紛從技術上論證，采取措施達到國家規定的排放指標。就此，對電爐除塵系統提出三個關鍵性問題，進行分析。 
      一、除塵系統工藝流程 
      1、普遍采用的工藝流程 
      電爐爐內一次排煙、電爐密閉罩及廠房屋頂二次排煙及精練爐、上料系統排煙、風機加壓送入電爐除塵系統主管道相結合的煙氣捕集、濾袋過濾的干式除塵方法、負壓操作的工藝流程，見圖1。

圖1　電爐除塵普通工藝流程

      2、PLC自動控制 
      (1)脈沖(設定時間或壓差)反吹清灰。 
      (2)根據冶煉工況自動調節各煙塵捕集點的風量、風壓和風機功率。 
      二、關鍵技術問題 
      1、除塵器布袋濾料的品質 
      濾料的品質選擇，決定了除塵器的運行阻力和運行費用、投資費用，直接影響煙塵的排放濃度。 
      2、清灰技術 
      清灰性能的好壞直接影響過濾效率率和布袋的壽命。 
      3、煙氣溫度 
      煙氣溫度控制直接影響密閉罩及廠房屋頂排煙效果、爐內微負壓形成和布袋的壽命。 
      三、技術分析 
      1、布袋濾料 
      常用的布袋濾料為滌綸針刺氈，其過濾原理是依據布袋表面的一次粉塵層(塵餅)來實現過濾。電爐煙塵特 點：輕、細、分散性大和流動性差；極易堵塞布袋，即"糊袋"。煙氣中的主要成分與粉塵成分(見表1、表2)。

      FeO、FeO／Fe2O3和CaO容易在布袋表面結晶成塊覆蓋濾料的孔隙，再加上粉塵滲入濾料內層久而久之堵塞孔隙，使得通過布袋氣流量下降，壓力損失增加，除塵器運行阻力增高(圖2)。各個吸塵點對煙塵捕集“有氣無力”，煙塵向外彌散污染環境；布袋反吹清灰周期變短甚至不間斷反吹清灰，降低布袋疲勞壽命而破裂，造成煙塵排放超標(大于100mg/Nm3)。為達到環保排放要求，不得不更換布袋，增加運行費用。另外，系統難免的事故水也將是 煙氣中水分的來源。因此，布袋濾料選擇原則建議傳統滌綸針氈進行特殊處理，以滿足： 
      a. 憎水性，水份不與布袋結合，不粘塵，粉塵、水份沉落灰倉。 
      b. 布袋濾料纖維斷裂強度，建議：橫向綻裂強度＞120kg/5 cm；縱向綻裂強度＞70kg/5cm。
 

圖2　除塵器運行阻力

      2、清灰技術 
      (1)清灰用具可調壓力的介質氣體。布袋濾料使用初期，其過濾效率較高，布袋堵塞程度較輕，清灰反吹壓力可控制在3～4kg。避免布袋長期在較高壓力下運行而提前疲勞；布袋濾料使用后期，布袋堵塞程度越來越重，運行負荷持續上升，低壓力反吹難以清灰，此時可用5～7kg壓力清灰，使過濾壓降盡可能降低，保持較好的清灰效果，達到延長布袋疲勞壽命的效果。但此時應增加文氏管防止高壓氣體偏吹造成布袋破裂。 
      (2)清灰用介質氣體應無水無油，對鋼廠而言使用氮氣較為理想。因為在一定壓力、溫度下壓縮控制中含有一定量的水份(見圖3)。
 

圖3　不同壓力下壓縮空氣中飽和含濕量

      (3)除塵器停止運行后應繼續反吹清灰兩個周期，避免空氣中水份與布袋表面灰塵結合結塊糊袋。 
      3、煙氣溫度 
      (1)進入除塵器的煙氣溫度(T)過高，布袋濾料收縮變形使運行阻力增加。如果煙氣溫度(T1)超過濾料軟化溫度點，將使布袋失效或燒毀。因此，在進入除塵器前必須有事故保護的混風機構，使得外界自然空氣充分與煙氣混合、冷卻，保證煙氣在布袋濾料軟化溫度點以下進入除塵器。 
      (2)如果煙氣長期在事故狀態下進入除塵器，必將使整個除塵系統管網“短路”，造成各個吸塵點捕集煙塵效果極大降低；T2溫度過高，水冷，滑套自動滑離爐蓋煙氣彎頭，爐內微負壓難以形成。要求煙氣管路有充分的冷卻能力；如水冷煙道有足夠長或相當直徑，機力冷卻器有足夠的冷卻面積。 
      四、結論 
      選擇防油防水滌綸針刺氈，采取合理的清灰技術，控制好電爐除塵系統的煙氣溫度，將會使系統運行阻力小、除塵效果好、布袋壽命較長，運行費用低。三者間有機、合理地匹配，完全立足國產化即可滿足電爐除塵系統達到環保規定的排放指標。