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如何實現(xiàn)鋼渣處理煙氣的超低排放?

2020-07-09 09:58:00

楊剛 申英俊

  鋼渣是轉(zhuǎn)爐煉鋼的必然產(chǎn)物,約占粗鋼產(chǎn)量的10%~15%。鋼渣的主要礦物組成為硅酸二鈣 、硅酸三鈣、鈣鎂橄欖石、鈣鎂薔薇輝石、鐵酸二鈣、游離氧化鈣、游離氧化鎂等。其中,鐵元素的質(zhì)量分數(shù)約為10%~20%,經(jīng)回收鐵元素后,可作為鋼渣微粉、鋼渣砌塊磚、路基水穩(wěn)層等原料,具有很高的回收利用價值。

  目前,國內(nèi)外大部分鋼鐵企業(yè)都是將熱態(tài)鋼渣進行各種不同的冷卻處理后進行加工,提取其中的金屬后再加以利用。北京博鵬中科環(huán)保科技有限公司在分析國內(nèi)外鋼渣處理方法的基礎(chǔ)上,對鋼渣處理過程中產(chǎn)生的煙氣特點進行了深入研究,同時就煙氣凈化工藝進行優(yōu)化,實現(xiàn)了顆粒物的超低排放。

  一、常見的煙氣凈化工藝分析

  1、水浴式除塵工藝

  主要應(yīng)用于熱燜法鋼渣處理的煙氣,在熱燜過程中,熱燜池加蓋,煙氣通過池子側(cè)面的通風(fēng)管道進入水浴池,洗滌后的煙氣經(jīng)風(fēng)機進入放散煙囪排放。該工藝的優(yōu)點是投資少、工藝簡單。其缺點是凈化效率低,排放不達標;通風(fēng)管道經(jīng)常堵塞,導(dǎo)致煙氣無法抽走;只能處理熱燜時的煙氣,無法處理到渣、攪拌、出渣時產(chǎn)生的煙氣。

  2、旋流噴霧除塵與自激式除塵器的聯(lián)合工藝

  主要應(yīng)用于滾筒法鋼渣處理系統(tǒng),液態(tài)鋼渣水淬工藝排風(fēng)系統(tǒng)污染治理技術(shù)方案如下:

  在煙氣主管道入口處加設(shè)起旋裝置,使煙氣在管道中旋轉(zhuǎn)向前運動,在旋轉(zhuǎn)流管道前端增設(shè)霧化噴淋裝置,霧化后的水滴成為煙塵的凝結(jié)核,使煙塵與液滴碰撞成為大顆粒,在管道底部設(shè)置溜槽,使管道內(nèi)脫除的含塵水經(jīng)溜槽排出;經(jīng)過粗除塵之后的煙氣再進入自激式濕法除塵器,對煙氣進行再次凈化,凈化后經(jīng)風(fēng)機接入放散煙囪進行高空排放。

  其優(yōu)點是運行穩(wěn)定,缺點是設(shè)備比較龐大(管道截面平均風(fēng)速為5m/s),排放濃度能達到50mg/m3,但無法達到超低排放的10mg/m3的要求。

  3、洗滌塔加濕式電除塵器

  工藝流程為:液態(tài)渣冷卻時產(chǎn)生的煙氣→煙塵捕集罩→煙氣收集支管→電動切換閥→煙氣收集總管→噴霧洗滌塔→濕式電除塵器→風(fēng)機→放散煙囪。

  該方案的優(yōu)點是能達到超低排放的標準,缺點是投資大,運行一段時間后,鋼渣粉塵的水硬性會導(dǎo)致電除塵器極板、極線結(jié)垢,影響放電效果,從而影響凈化效果;維護困難,需要定期更換極線、清理極板,維護費用比較大。

  基于以上除塵方法的優(yōu)缺點,研發(fā)投資少、運行穩(wěn)定、顆粒物排放濃度達到超低排放要求的新工藝迫在眉睫,北京博鵬中科環(huán)保科技有限公司為此研發(fā)出了以聲波團聚技術(shù)為核心的除塵工藝,達到了超低排放的要求,解決了運行不穩(wěn)定的問題。

  二、實現(xiàn)超低排放的新工藝特點和應(yīng)用

  1、除塵新工藝及特點

  集塵罩捕集+凈化裝置技術(shù)是冶金行業(yè)防止粉塵飛揚的通用方法。這種方法是由密閉罩把揚塵點全部密封起來,然后在產(chǎn)生粉塵處設(shè)吸塵罩(吸塵管路入口)。吸出后的含塵氣流經(jīng)凈化裝置進行降塵后,通過負壓風(fēng)機排出系統(tǒng),從而達到治理的目的。

  熱渣處理工藝產(chǎn)生的污染物是混雜著粉塵的水蒸氣,無法采用常規(guī)的布袋除塵器,在凈化時優(yōu)先采取濕法除塵工藝,先通過洗滌塔,將煙氣中含有的粉塵進行凈化,然后再脫水,保證凈化效果及排放煙氣內(nèi)不含機械水。

  為了滿足國家要求的超低排放標準,采用下列工藝:捕集罩→管道→噴霧洗滌塔→高效除塵器(AWDA+旋流脫水器)→風(fēng)機→放散煙囪。

  該流程具體特點如下:

 ?。?)能夠穩(wěn)定可靠地保證排放濃度≤10mg/m3。

 ?。?)兩級除塵,保證凈化效果,系統(tǒng)采用洗滌塔+高效除塵器形式,洗滌塔起到降溫及粗除塵的作用。

 ?。?)高效除塵器采用AWDA+旋流脫水器組合而成的一體機,AWDA為聲波除塵器。高效除塵器放在洗滌塔之后,主要用于精除塵,內(nèi)部設(shè)有精細噴霧裝置,其噴入的霧化顆粒粒徑不大于200μm,利用極小極快的霧化水滴收集微細粉塵,碰撞后形成大的含塵水滴, 含塵水滴靠自身重力進行沉降,達到除塵目的。為了提高除塵效率,在高效除塵器內(nèi)增設(shè)聲波團聚高效捕霧裝置,除塵裝置利用聲波團聚捕霧裝置沖擊粉塵細小顆粒,使沖擊后的粉塵細小顆粒與精細噴霧裝置噴入的霧化水滴碰撞,凝聚成較大的含塵霧滴,在高效除塵器中靠重力脫除一部分煙塵,剩余的煙塵進入上部脫水器進一步去除。其除塵效率可以達到99.9%左右。

  (4)自動控制系統(tǒng)采用北京博鵬中科環(huán)??萍加邢薰镜膶S屑夹g(shù)《STW煙氣凈化智能控制系統(tǒng)V1.0》,可以根據(jù)渣處理工藝設(shè)置不同的煙氣處理模型,以便于更好地控制集塵及放散效果。

  (5)壓縮空氣系統(tǒng)增加快速切斷閥,壓縮空氣可以根據(jù)具體情況進行使用,不需要時可以根據(jù)情況采用自動切斷。

 ?。?)結(jié)構(gòu)簡單,檢修方便,不用進入到設(shè)備內(nèi)部檢修,同時降低了設(shè)備故障率和工人勞動強度。

  2、高效的除塵設(shè)備配置

  一是高效噴霧洗滌塔。高效噴霧洗滌塔系統(tǒng)由洗滌塔塔體、排水水封、霧化系統(tǒng)幾部分組成。

  高效噴霧洗滌塔利用霧化噴槍噴嘴直接噴出霧化水與含塵氣流混合,利用氣體與水的接觸,將氣體中的污染物傳送到水中,然后再將清潔氣體與被污染的水分離,達到凈化煙氣的目的。煙氣經(jīng)由高效噴霧洗滌塔,采用氣液逆向方式處理,即煙氣自塔頂向下流動,水以霧狀(或小液滴)向上噴,達到氣液接觸的目的,然后含塵水滴通過下部排水管排出,煙氣進入后續(xù)除塵設(shè)備,達到再次除塵的目的。

  二是高效除塵器。高效除塵器(AWDA+旋流脫水器)系統(tǒng)由除塵器本體、排水水封、種子系統(tǒng)(精細噴霧裝置)、高效捕霧裝置(聲波發(fā)生裝置)、復(fù)擋組件、旋流組件、擋水板和自動控制系統(tǒng)幾部分組成。

  高效除塵器的原理如下:利用極小極快的霧化水滴收集微細粉塵,碰撞后形成大的含塵水滴, 在洗滌塔下部,氣體流速減緩之后,含塵水滴靠自身重力進行沉降,達到除塵的目的。

  為了提高除塵器除塵效率,在高效除塵器內(nèi)增設(shè)聲波團聚捕霧槍,利用聲波團聚捕霧槍沖擊粉塵細小顆粒,使沖擊后的粉塵細小顆粒與精細噴霧裝置噴入的霧化水滴碰撞,形成較大的含塵霧滴,在高效除塵器中靠重力脫除凝聚后的霧滴。

  在高效除塵器中增設(shè)高效捕霧裝置,為了讓粗除塵之后(洗滌塔)煙氣中仍然存在微小顆粒,在聲波的作用下碰撞、凝聚進行預(yù)處理,便于在旋流脫水器中更加高效地去除。

  為了改善團聚的效果,在高效除塵器中由精細噴霧裝置噴入霧化的水滴作為種子,這樣就可以變團聚為凝聚,使團聚后的細小粉塵變成含塵水滴,含塵水滴繼續(xù)團聚并相互碰撞,凝聚成更大的含塵水滴靠重力脫除,就達到了除塵的目的。

  高效除塵器采用三級脫水方式,在筒體下部靠重力一級脫水,然后是復(fù)擋二級脫水,中上部還有旋流脫水裝置進行三級脫水。當(dāng)含水氣體進入除塵器,氣流速度降到5m/s以下,起到重力脫水的作用,復(fù)擋板和旋流脫水裝置又起到離心脫水的作用。當(dāng)夾雜水滴的氣流進入復(fù)擋和旋流脫水裝置時,細小的水滴在旋流板上撞擊聚集,形成大顆粒水滴,并在氣流的帶動下,水滴沿著葉片按離心方向甩至脫水器內(nèi)壁流下,同時部分夾帶在氣體中的水滴也由于氣流的旋轉(zhuǎn)分離開。其可以在較大的范圍內(nèi)去除煙氣中99%的機械水。

  該工藝已經(jīng)有了成功應(yīng)用,在江蘇、山西、河北等省份的鋼鐵企業(yè)都取得了較好的凈化效果;尤其是今年在河北省有關(guān)鋼鐵企業(yè)投產(chǎn)的2套除塵系統(tǒng)實現(xiàn)了超低排放,顆粒物排放濃度遠小于10mg/m3,多次檢測顆粒物排放濃度都在5mg/m3以下,而且工藝簡單,運行穩(wěn)定。

來源:中國冶金報-中國鋼鐵新聞網(wǎng)

編輯:陳曦

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