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(chǎn)國。2018年1月至9月，中國粗鋼產(chǎn)量繼續(xù)增長。生鐵、鋼材、鋼材產(chǎn)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(yù)計2018年我國鋼產(chǎn)量將達(dá)到9億t以上，其中80%以上是轉(zhuǎn)爐生產(chǎn)的。轉(zhuǎn)爐煉鋼過程中會產(chǎn)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(chǎn)生良好的環(huán)境效益，還會帶來巨大的經(jīng)濟(jì)效益，這對于提高企業(yè)的競爭力和長遠(yuǎn)發(fā)展具有重要意義。文章對國內(nèi)外氣體凈化回收技術(shù)進(jìn)行了介紹和簡要評述，以期為國內(nèi)鋼鐵企業(yè)提供參考。

轉(zhuǎn)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(jìn)步轉(zhuǎn)爐煤氣回收率不只能有效降低煉鋼過程的生產(chǎn)成本，而且為完成煉鋼的“負(fù)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(chǎn)。因此，“轉(zhuǎn)爐煤氣回收”稱為現(xiàn)代轉(zhuǎn)爐煉鋼中的重要技術(shù)，被國家列為“十一五”期間重點推廣的技術(shù)之一。

1 韶鋼轉(zhuǎn)爐煤氣回收技術(shù)

1.1 轉(zhuǎn)爐煤氣回收工藝

轉(zhuǎn)爐煤氣回收工藝主要有濕法和干法兩種。

20世紀(jì)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(zhuǎn)爐煤氣凈化回收技術(shù)，該技術(shù)通常采用雙文本技術(shù)，主要包括兩級文丘里+兩級或三級脫水機(jī)。

新OG技術(shù)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(shù)改進(jìn)。飽和噴淋塔代替紙張，環(huán)形接頭代替可調(diào)喉道。

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

韶鋼轉(zhuǎn)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(jìn)一步高速度可調(diào)文丘里管后的污水?！岸睙熿F在90度彎管脫水機(jī)和洗滌器進(jìn)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(fēng)機(jī)在50～70℃之間，含塵量降至0～100mg/Nm3。最后，進(jìn)入風(fēng)機(jī)，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(nèi)許多鋼鐵企業(yè)需要采用新技術(shù)、新工藝來實現(xiàn)節(jié)能減排的目標(biāo)。對轉(zhuǎn)爐煉鋼來說，煉鋼過程中產(chǎn)生的氣體的干法凈化和回收是實現(xiàn)負(fù)能量煉鋼的有效途徑。這一技術(shù)的最大特點就是解決了轉(zhuǎn)爐煤氣干法凈化與回收系統(tǒng)與轉(zhuǎn)爐煉鋼工藝之間密切相關(guān)，互相保證順利運行的問題。因此，無論在新建轉(zhuǎn)爐還是對現(xiàn)有轉(zhuǎn)爐煤氣凈化回收系統(tǒng)進(jìn)行改造，采用轉(zhuǎn)爐煤氣干法凈化回收技術(shù)是鋼鐵企業(yè)的最佳選擇。例如，兩套250t轉(zhuǎn)爐寶鋼120t轉(zhuǎn)爐三組山東萊蕪鋼鐵公司、重慶三組180t轉(zhuǎn)爐鋼鐵和三組150t轉(zhuǎn)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(zhuǎn)爐煤氣干法除塵工藝：轉(zhuǎn)爐煙氣通過汽化冷卻煙道進(jìn)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(jìn)行粗粉塵的煙氣，煙氣粗塵土變成了干缸后進(jìn)一步細(xì)靜電除塵器。當(dāng)煙氣含氧量大于或等于1%時，點火裝置點火后，將站內(nèi)的煙氣切換到釋放煙囪，進(jìn)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(xì)粉塵經(jīng)輸灰裝置排出，送燒結(jié)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(zhuǎn)爐煤氣濕法凈化回收技術(shù)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(wù)要求不復(fù)雜；技能和設(shè)備相對老練，在國內(nèi)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(fēng)機(jī)故障率較高。氣體粉塵質(zhì)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(shè)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(yán)重污染。

2.2 轉(zhuǎn)爐煤氣干法凈化回收技術(shù)特點

（1）優(yōu)點

轉(zhuǎn)爐吹氧冶煉時，反應(yīng)在鐵水氧和碳之間產(chǎn)生含有高濃度的轉(zhuǎn)爐爐氣有限公司干式過程10毫克技術(shù)可以用來恢復(fù)能量，減少廢氣排放，獲得轉(zhuǎn)爐煤氣的熱值高，并能節(jié)省轉(zhuǎn)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(dá)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(zhuǎn)爐內(nèi)，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(fù)雜，需要高質(zhì)量的設(shè)備和儀器來滿意生產(chǎn)要求；施工質(zhì)量要求也很高。它需要高水平的管理和操作。在實踐生產(chǎn)中，管理人員和操作人員必須經(jīng)過良好的訓(xùn)練，熟練操作和保護(hù)。要避免野蠻操作，必須與煉鋼工藝操作密切配合和協(xié)調(diào)。投資很高。從以上特色來看，氧氣轉(zhuǎn)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(guān)煉鋼廠轉(zhuǎn)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(jīng)驗，采用干靜電沉淀技術(shù)可節(jié)省電能。1.1kW#3th和節(jié)約用水每噸鋼鐵，和可以恢復(fù)10.5kg含有超過75%的煙塵鐵和大約20L高質(zhì)量的氣體相當(dāng)于燃油。目前，濕式轉(zhuǎn)爐除塵系統(tǒng)在我國得到了廣泛的應(yīng)用。除韶鋼外，大中型轉(zhuǎn)爐噸鋼除塵平均電耗為6kW·h。小型轉(zhuǎn)爐功率10～15kW·h，轉(zhuǎn)爐煤氣回收率低，轉(zhuǎn)爐除塵廢水處理復(fù)雜，污泥利用不全面。如果大量氧氣轉(zhuǎn)爐煉鋼工廠的年產(chǎn)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(jīng)濟(jì)效益節(jié)省電力，水和生產(chǎn)成本只有3項，這也是根據(jù)保守估計超過1700萬元。

3 結(jié)語

國家對煤氣排放標(biāo)準(zhǔn)、節(jié)能降耗要求越來越高，采用LT凈化轉(zhuǎn)煤氣，大中型轉(zhuǎn)爐除塵噸鋼平均電耗為6kW·h，小轉(zhuǎn)爐除塵平均電耗為 10～15kW·h，可完成低能或負(fù)能煉鋼。值得注意的是，用含鐵塵球替代轉(zhuǎn)爐廢鋼和礦石也將是一筆可觀的額外收入。鋼鐵企業(yè)應(yīng)加速LT法對OG的應(yīng)用，并采用LT法對OG進(jìn)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(dá)標(biāo)的企業(yè)，應(yīng)當(dāng)加速改造腳步。從長遠(yuǎn)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(jīng)濟(jì)效益。