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转炉一次除尘设备介绍及技术原理

 1.转炉一次除尘设备介绍

    转炉一次除尘设备转炉一次除尘系统采用两文一塔式的湿法除尘或采用塔文加二文式的半干法除尘除尘设备投入成本低运行稳定除尘效果好完全满足国家有关标准除尘系列产品适用转炉容量由20至210吨。

  除尘设备主要包括喷淋塔、重力脱水器、长颈环缝二文喉口、脱水器、旋风脱水器旋风复挡脱水器、溢流水封箱等设备。

  另外根据用户要求又开发了半干法除尘主要包括蒸发冷却洗涤塔、环缝式二文喉口、90°弯头脱水器、旋风脱水器,悬浮球脱水器等设备。

  我公司的转炉除尘设备包括二文喉口供水方式设计、专用喷嘴、带破渣捅针的炉口微差压取样控制装置、微差压全自动闭环自动控制、PLC内置调节系统等。

  另外二文喉口液压伺服系统输出扭矩大反应速度快可以在微差压闭环工作状态下炉口压差控制在±10Pa之内在需要煤气回收的工作场合有较大的技术优势。

在需要煤气回收的工作场合有较大的技术优势主要特点有二文喉口用水量、水嘴、水箱供水等经过专门设计水箱压力均衡可以在阀体内建立完整的水封面用水量小在同样除尘、冷却效果下用水量最小其除尘效果及气排放优于国家标准。

微差压取压检测部分采用专有的取压环管、破渣捅针控制及氮气反吹扫装置保证取压系统工作稳定可靠这套系统运行后可以在炼完每一炉钢后自动投入工作完成破渣及吹扫保证微差压系统工作稳定不会出现堵塞现象。

 

2.一次除尘设备改造技术原理

系统工艺流程:汽化冷却烟道→末端烟道气雾喷枪→汽化冷却夹套→溢流文氏管→重力脱水器→重砣式环缝文氏管→180度冲水弯头→90度弯头脱水器→叶轮旋流脱水器→管道→风机

一、末端烟道气雾喷枪

在转炉末段汽化冷却烟道出口处安装气雾喷枪,对转炉烟气进行强制冷却、快速降温,并有效减轻烟气进入下一级除尘装置中的负荷,延长设备使用寿命。这在目前国内转炉一次除尘烟气净化系统中属创新技术、首次应用,效果显著。

鉴于烟道末端烟气温度较高(约900℃左右),喷枪材质选用耐高温、耐腐蚀的不锈钢。喷枪外部带水冷保护管,冷却保护喷枪管。此外,根据热平衡计算,确定喷枪喷水流量与烟道出口烟气温度的关系,建立模型,采用PLC自动控制,喷枪用水量随烟道出口烟气温度变化自动调节。

二、汽化冷却夹套

汽化冷却夹套设计在系统改造过程中,用汽化冷却夹套代替了目前的水冷夹套。该装置主要包括:与汽化冷却烟道出口连接的法兰,密排管冷却器,下降管,上升管,排污管,汽化冷却夹套下部筒体。其上升管与汽化冷却烟道的上升管相连接,下降管与汽化冷却烟道的下降管相连接,利用喷雾(水)蒸发的汽化潜热,吸收烟气的热量,从而实现烟气迅速降温除尘。

与水冷夹套相比,此装置的应用不仅能大幅减少循环水用量,而且还可以有效降低烟气进入溢流文氏管的温度,提高后续除尘设备的除尘效率,降低风机的能耗。

三、重砣式环缝文氏管及其开度控制

R-D翻板可调喉口文氏管,R-D翻板旋转角度范围小(0-45°),不能适应烟气流量波动大、急剧时的变化调节,不能有效地控制转炉炉口处的微压差,使系统烟气量不能灵活调节。在系统改造中,采用重砣倒装式环缝文氏管替代原R-D翻板式文氏管,中心雾化喷嘴喷水,对烟气进行精除尘及有效调节转炉炉口微压差,保证煤气回收质量,同时具有汽水混合均匀,除尘效率高,维护清洗方便,不堵塞喉口也不堵塞喷嘴的优点。

环缝开度采用新型PLC控制程序进行控制,通过计算建立控制模型,将转炉吹氧信号、冶炼时间与环缝开度联锁,取代转炉炉口微差压信号与环缝开度的联锁控制方式。根据冶炼过程各阶段产生烟气量的不同来调节环缝开度,并随冶炼过程(阶段)自动调节,使通过喉口处的烟气流速保持恒定,有效控制炉口微差压。四、叶轮旋流脱水器

叶轮旋流脱水器是转炉一次除尘系统中的精脱水设备,是烟气中的水滴能否到达风机叶片的关键设备,若叶轮旋流脱水器脱水效果不好,则大量烟气携带水滴进入风机叶片,使风机叶片粘灰严重,堵塞叶轮通道,降低除尘效率,缩短风机叶轮的检修周期等。

叶轮旋流脱水器设计采用了叶轮与挡板双脱水设计,当夹杂液滴的气体经脱水器叶轮后,未被叶片甩出的水滴向上被挡水板挡下进行第二次脱水。叶轮旋流脱水器的设计创新点,一、采用转圈理论分析模型,确定脱水器脱水段的最佳长度,提高除尘效率。二、在叶轮旋流脱水器中应用双流体节能型喷雾喷枪,通过雾化大量气体,增大烟气颗粒直径除去微细粉尘,使烟气捕集更容易,同叶使叶轮脱水效果更明显。

叶轮旋流脱水器设备结构简单,不易堵塞,易清理,故障率低,设备阻力低、脱水效率高。


3.转炉一次除尘现有工艺及特点

尽快淘汰传统OG湿法已成为共识,但该采用哪种工艺还有不同观点。不同企业有不同要求,现在企业采用的一次除尘工艺及其特点如下:

.干法

干法主要有引进的LT法、DDS法,也有国产系统。

优点:

1.回收煤气粉尘浓度低,可达10mg/Nm3

2.吨钢节电3~4 kWh/t钢

3.不需要庞大的循环水处理系统。主要问题是对转炉的装备、操作要求高,自动控制连锁多,中小转炉由于装备低不敢采用,还有干法排放不稳定、存在爆炸隐患、设备维修费用高等不同程度的问题。除了操作维护原因外,工艺本身还有改进之处。

.新OG湿法

OG湿法有引进的系统,也有全国产的。它采用一座空心饱和洗涤塔替代传统的一级文氏管,系统阻力降低3 kPa,排放浓度可以达到30mg/Nm3;能耗有所降低。主要问题是没有减少水处理环节。

.半干塔文法

半干法除尘是全国产化工艺,粉尘浓度可降低到20mg/Nm3、节能1~4 kWh/t钢、减少水处理量50%~90%。

比较分析

比较转炉一次除尘工艺,应从正确理解除尘的任务开始。实际上转炉炉气含有70~200 g/Nm3(或10~20 kg/t钢)的粉尘,所以,除尘的首要任务是一个固气分离、减少粉尘排放、回收利用粉尘的过程

第二个任务是由于烟气中CO含量最高达90%,且烟气温度达1500℃,因此,要回收转炉煤气和余热第三个任务是采用湿法除尘相应带来了供排水和水处理的任务。

简单地说,转炉除尘的任务就是在最大限度地回收利用粉尘、转炉煤气和余热的前提下,能量消耗最少和运行费用最低。


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