淺談鋼鐵工業(yè)中袋式除塵技術(shù)的措施

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1鋼廠環(huán)境污染現(xiàn)狀

1．1鋼廠主要污染源

我國(guó)鋼鐵工業(yè)自1996年成為世界第一鋼鐵生產(chǎn)大國(guó)以來，鋼產(chǎn)量逐年創(chuàng)出新高，如今我國(guó)的鋼產(chǎn)量占世界鋼產(chǎn)量的40%以上。

1．2廠房冒煙現(xiàn)象

眾多鋼廠除塵和運(yùn)行維護(hù)投入始終跟不上鋼鐵產(chǎn)能的擴(kuò)展，采用的除塵技術(shù)和裝備水平也相對(duì)落后，爐窯類一次和二次除塵系統(tǒng)能力有限。當(dāng)轉(zhuǎn)爐、電爐等在加料兌鐵或出鋼時(shí)所產(chǎn)生的陣發(fā)性煙氣導(dǎo)致了車間環(huán)境的嚴(yán)重污染和廠房冒煙。造成廠房冒煙現(xiàn)象的因素還有:如目前煉鋼采用大量經(jīng)壓縮打捆、打包的廢鋼，這些廢鋼中含有可燃物，大部分以碳?xì)浠衔锏男问酱嬖冢缬推?、塑料、油脂等，也有電鍍、鍍錫的金屬件。

2除塵關(guān)鍵技術(shù)和可行措施

2．1廠房三次除塵技術(shù)

通常煙氣中的較大顆粒經(jīng)車間大空間后得到沉降，能通過廠房外逸的一次顆粒絕大多數(shù)為PM2．5細(xì)顆粒。廠房三次除塵裝置通常由廠房氣樓集成罩(或屋頂煙罩)與切換閥門組成，其作用:一是對(duì)有污染源的廠房進(jìn)行封閉，改變?cè)袖搹S靠氣樓自然通風(fēng)的設(shè)計(jì)模式，防止PM2．5從廠房屋頂外逸;二是可以有效捕集PM2．5;三是可進(jìn)行除塵抽氣和機(jī)械排風(fēng)的切換，以達(dá)到鋼廠熱車間的通風(fēng)換氣目的。廠房三次除塵技術(shù)最早應(yīng)用在寶鋼集團(tuán)的轉(zhuǎn)爐項(xiàng)目上，廠房頂上沒有了可視煙氣，如今已有10多套轉(zhuǎn)爐采用了這一新技術(shù)。

2．2袋式除塵器的設(shè)計(jì)與加工制造技術(shù)

轉(zhuǎn)爐和高、燒、焦等爐窯產(chǎn)生的煙粉塵特性呈多樣性和復(fù)雜性，煙氣治理技術(shù)向干法除塵發(fā)展。鋼鐵業(yè)需要淘汰落后的小爐窯，除塵系統(tǒng)將隨爐窯向規(guī)?；l(fā)展，除塵器向大型化發(fā)展。鋼廠煙囪林立，實(shí)現(xiàn)PM2．5細(xì)顆粒物排放控制的重任將由高效袋式除塵器擔(dān)當(dāng)。但從目前的使用效果和過濾效率來看還有差距，存在清灰力度過強(qiáng)或過弱，除塵器進(jìn)風(fēng)氣流組織差，過濾風(fēng)速和濾料選用不當(dāng)，花板、袋籠和濾袋加工制作工藝簡(jiǎn)陋粗糙，施工安裝馬虎，設(shè)備漏風(fēng)較大等問題。要解決好上述問題，除熟悉和掌握先進(jìn)除塵工藝技術(shù)外，還應(yīng)突破傳統(tǒng)袋式除塵器的設(shè)計(jì)與加工制造技術(shù)。

2．2．1高效柔性清灰

影響除塵器過濾效率的因素較多，煙粉塵通過濾袋外表面的一層粉塵層進(jìn)行過濾，剛投入使用的新濾料其過濾效率相對(duì)來說是較低的，隨著積聚在濾袋上的粉塵層增厚，除塵效率將逐步上升，此時(shí)也伴隨著濾袋阻力的上升，當(dāng)達(dá)到設(shè)定值時(shí)需進(jìn)行脈沖噴吹清灰，以降低除塵器運(yùn)行阻力。過去人們?yōu)樽非鬄V袋阻力越小越好的目標(biāo)，通常采用強(qiáng)力噴吹或增加清灰頻率。

2．2．2優(yōu)化進(jìn)風(fēng)氣流場(chǎng)分布并降低設(shè)備結(jié)構(gòu)阻力

目前使用的除塵器進(jìn)風(fēng)形式有:下進(jìn)風(fēng)(灰斗進(jìn)風(fēng))，側(cè)面進(jìn)風(fēng)，中間進(jìn)風(fēng)等形式。從現(xiàn)場(chǎng)使用情況反饋來看，不良的除塵器容易出現(xiàn):除塵器各倉室進(jìn)風(fēng)量分配不均，局部風(fēng)速過高、阻力上升，造成過高氣流對(duì)濾袋的沖涮磨損，而且風(fēng)速過高會(huì)導(dǎo)致灰斗內(nèi)產(chǎn)生渦流，造成粉塵的二次飛揚(yáng);局部進(jìn)風(fēng)管道風(fēng)速過低，易造成管道積灰堵塞。研發(fā)除塵器進(jìn)風(fēng)氣流場(chǎng)分布技術(shù)，采用Fluent軟件和三維設(shè)計(jì)，能夠知悉導(dǎo)流前后氣流分布情況，提前消除上述缺陷，使氣流場(chǎng)導(dǎo)流設(shè)計(jì)更為科學(xué)合理，同時(shí)延長(zhǎng)濾袋壽命和降低結(jié)構(gòu)阻力。

2．2．3注重加工制造和施工安裝質(zhì)量防止漏風(fēng)

眾所周知，除塵器整體加工制作裝備水平和施工安裝質(zhì)量的優(yōu)劣，決定了設(shè)備漏風(fēng)率的大小。而除塵器花板和濾袋的加工制作則未引起足夠的重視，細(xì)小的誤差將會(huì)導(dǎo)致PM2．5從灰倉進(jìn)入上箱體。圖4所示是采用激光數(shù)控切割機(jī)工藝進(jìn)行花板制作，這些工藝技術(shù)將有助于對(duì)產(chǎn)品加工制作的精度控制以防止PM2．5細(xì)顆粒物的穿透，滿足更嚴(yán)的環(huán)保排放要求。

2．2．4合理選用濾料

濾料研發(fā)進(jìn)展較快，普通濾料能滿足對(duì)PM10顆粒物的有效過濾，對(duì)PM2．5顆粒物的過濾效率則較低。要有效過濾PM2．5，應(yīng)結(jié)合鋼廠不同生產(chǎn)工藝下的氣體參數(shù)和除塵工藝要求，選用性能優(yōu)、穩(wěn)定性好的水刺氈濾料、新型涂層濾料、腹膜濾料、水刺氈+腹膜濾料等優(yōu)等濾料。圖6為水刺PPS，水刺濾料表面無須經(jīng)過燒毛，孔徑小、分布均勻，非常利于過濾細(xì)顆粒粉塵，后處理應(yīng)用PTFE納米涂層技術(shù)。刺PPS，其針刺表面孔徑大，需要經(jīng)過燒毛處理，空隙宜被燒毛處理后堵塞。

2．2．5過濾風(fēng)速與超長(zhǎng)袋脈沖技術(shù)

除塵器過濾風(fēng)速的高低，與粉塵性質(zhì)、過濾精度、濾袋阻力和設(shè)備的一次投資等有關(guān)。通常在一定的條件下，過濾風(fēng)速低，則濾袋阻力低，過濾精度就高。目前就鋼廠煙囪林立、煙塵排放密集的情況下，要治霾應(yīng)先控制前體污染物。新穎超長(zhǎng)袋脈沖除塵技術(shù)引起關(guān)注，開發(fā)由6m長(zhǎng)袋向10m和12m的超長(zhǎng)袋技術(shù)，優(yōu)點(diǎn)明顯，能滿足企業(yè)對(duì)除塵系統(tǒng)的擴(kuò)容需求，從而無需更改除塵器占地面積;同時(shí)又能降低濾袋過濾風(fēng)速以提高過濾精度和降低運(yùn)行阻力。

2．2．6袋式除塵與燒結(jié)脫硫脫二噁英組合使用

為消除燒結(jié)煙氣中的SO2和二噁英，人們采用各種形式的脫硫塔工藝，如循環(huán)流化床或旋轉(zhuǎn)噴霧吸收塔等，并向塔內(nèi)噴吹脫硫劑顆粒用以吸收SO2，脫硫劑顆?？梢詢?nèi)循環(huán)使用并在除塵器圖8超長(zhǎng)袋除塵實(shí)驗(yàn)裝置濾袋表面形成粉塵層，以提高除塵效率和再循環(huán)使用率;噴吹褐煤活性炭可以吸收煙氣中的二噁英和重金屬，但要達(dá)到符合排放的環(huán)保要求，還需通過袋式除塵。袋式除塵作為與干法和半干法脫硫塔組合使用的末端凈化裝置，其設(shè)計(jì)與脫硫塔工藝關(guān)聯(lián)密切，德國(guó)許多鋼鐵公司如迪林根鋼鐵公司、薩爾茨吉特公司以及蒂森克虜伯歐洲分公司等，采用了EFA流化床工藝(曳流式吸收塔工藝)，而我國(guó)前期則較多采用了SDA旋轉(zhuǎn)噴霧工藝。

3結(jié)語

鋼鐵企業(yè)是一個(gè)“大進(jìn)大出”的污染大戶和資源消耗大戶，我國(guó)目前還不是鋼鐵強(qiáng)國(guó)，特別是環(huán)保裝備水平和環(huán)保治理深度上與國(guó)外先進(jìn)企業(yè)相比還存在較大差距，面臨著全民關(guān)注的PM2．5排放和呼吸健康問題。鋼廠煙囪林立、煙塵排放密集，PM10里面PM2．5的占比高達(dá)70%以上。如果能做到以鋼廠上空的環(huán)境空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)為要求，將30mg/Nm3的粉塵排放濃度控制到10mg/Nm3，那么我國(guó)7億t鋼產(chǎn)量?jī)H煉鋼、煉鐵、燒結(jié)生產(chǎn)每天排入大氣的粉塵將減少約672t，可想而知采用袋式除塵治霾任重道遠(yuǎn)。故從現(xiàn)在起應(yīng)加大環(huán)保投入和技術(shù)研發(fā)力度，提升袋式除塵技術(shù)和裝備水平，全面提高對(duì)細(xì)顆粒物的捕集效率和過濾精度。

作者：宋七棣 王永忠 徐天平 單位：科林環(huán)保裝備股份有限公司