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如何實現鋼渣處理煙氣的超低排放?

2020-07-09 09:58:00

杨刚 申英俊

  钢渣是转炉炼钢的必然产物,约占粗钢产量的10%~15%。钢渣的主要矿物组成为硅酸二钙 、硅酸三钙、钙镁橄榄石、钙镁蔷薇辉石、铁酸二钙、游离氧化钙、游离氧化镁等。其中,铁元素的质量分数约为10%~20%,经回收铁元素后,可作为钢渣微粉、钢渣砌块砖、路基水稳层等原料,具有很高的回收利用价值。

  目前,國內外大部分鋼鐵企業都是將熱態鋼渣進行各種不同的冷卻處理後進行加工,提取其中的金屬後再加以利用。北京博鵬中科環保科技有限公司在分析國內外鋼渣處理方法的基礎上,對鋼渣處理過程中産生的煙氣特點進行了深入研究,同時就煙氣淨化工藝進行優化,實現了顆粒物的超低排放。

  一、常見的煙氣淨化工藝分析

  1、水浴式除塵工藝

  主要應用于熱焖法鋼渣處理的煙氣,在熱焖過程中,熱焖池加蓋,煙氣通過池子側面的通風管道進入水浴池,洗滌後的煙氣經風機進入放散煙囪排放。該工藝的優點是投資少、工藝簡單。其缺點是淨化效率低,排放不達標;通風管道經常堵塞,導致煙氣無法抽走;只能處理熱焖時的煙氣,無法處理到渣、攪拌、出渣時産生的煙氣。

  2、旋流噴霧除塵與自激式除塵器的聯合工藝

  主要應用于滾筒法鋼渣處理系統,液態鋼渣水淬工藝排風系統汙染治理技術方案如下:

  在煙氣主管道入口處加設起旋裝置,使煙氣在管道中旋轉向前運動,在旋轉流管道前端增設霧化噴淋裝置,霧化後的水滴成爲煙塵的凝結核,使煙塵與液滴碰撞成爲大顆粒,在管道底部設置溜槽,使管道內脫除的含塵水經溜槽排出;經過粗除塵之後的煙氣再進入自激式濕法除塵器,對煙氣進行再次淨化,淨化後經風機接入放散煙囪進行高空排放。

  其優點是運行穩定,缺點是設備比較龐大(管道截面平均風速爲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

  工藝流程爲:液態渣冷卻時産生的煙氣→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→風機→放散煙囪。

  該方案的優點是能達到超低排放的標准,缺點是投資大,運行一段時間後,鋼渣粉塵的水硬性會導致電除塵器極板、極線結垢,影響放電效果,從而影響淨化效果;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缺點,研發投資少、運行穩定、顆粒物排放濃度達到超低排放要求的新工藝迫在眉睫,北京博鵬中科環保科技有限公司爲此研發出了以聲波團聚技術爲核心的除塵工藝,達到了超低排放的要求,解決了運行不穩定的問題。

  二、實現超低排放的新工藝特點和應用

  1、除塵新工藝及特點

  集塵罩捕集+淨化裝置技術是冶金行業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,然後在産生粉塵處設吸塵罩(吸塵管路入口)。吸出後的含塵氣流經淨化裝置進行降塵後,通過負壓風機排出系統,從而達到治理的目的。

  熱渣處理工藝産生的汙染物是混雜著粉塵的水蒸氣,無法采用常規的布袋除塵器,在淨化時優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淨化,然後再脫水,保證淨化效果及排放煙氣內不含機械水。

  爲了滿足國家要求的超低排放標准,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)→風機→放散煙囪。

  該流程具體特點如下:

  (1)能夠穩定可靠地保證排放濃度≤10mg/m3。

  (2)兩級除塵,保證淨化效果,系統采用洗滌塔+高效除塵器形式,洗滌塔起到降溫及粗除塵的作用。

  (3)高效除尘器采用AWDA+旋流脱水器组合而成的一体机,AWDA为声波除尘器。高效除尘器放在洗涤塔之后,主要用于精除尘,内部设有精细喷雾装置,其喷入的雾化颗粒粒径不大于200μm,利用极小极快的雾化水滴收集微细粉尘,碰撞后形成大的含尘水滴, 含尘水滴靠自身重力进行沉降,达到除尘目的。为了提高除尘效率,在高效除尘器内增设声波团聚高效捕雾装置,除尘装置利用声波团聚捕雾装置冲击粉尘细小颗粒,使冲击后的粉尘细小颗粒与精细喷雾装置喷入的雾化水滴碰撞,凝聚成较大的含尘雾滴,在高效除尘器中靠重力脱除一部分烟尘,剩余的烟尘进入上部脱水器进一步去除。其除尘效率可以达到99.9%左右。

  (4)自動控制系統采用北京博鵬中科環保科技有限公司的專有技術《STW煙氣淨化智能控制系統V1.0》,可以根據渣處理工藝設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)壓縮空氣系統增加快速切斷閥,壓縮空氣可以根據具體情況進行使用,不需要時可以根據情況采用自動切斷。

  (6)結構簡單,檢修方便,不用進入到設備內部檢修,同時降低了設備故障率和工人勞動強度。

  2、高效的除塵設備配置

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

  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,將氣體中的汙染物傳送到水中,然後再將清潔氣體與被汙染的水分離,達到淨化煙氣的目的。煙氣經由高效噴霧洗滌塔,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,然後含塵水滴通過下部排水管排出,煙氣進入後續除塵設備,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)系統由除塵器本體、排水水封、種子系統(精細噴霧裝置)、高效捕霧裝置(聲波發生裝置)、複擋組件、旋流組件、擋水板和自動控制系統幾部分組成。

  高效除尘器的原理如下:利用极小极快的雾化水滴收集微细粉尘,碰撞后形成大的含尘水滴, 在洗涤塔下部,气体流速减缓之后,含尘水滴靠自身重力进行沉降,达到除尘的目的。

  爲了提高除塵器除塵效率,在高效除塵器內增設聲波團聚捕霧槍,利用聲波團聚捕霧槍沖擊粉塵細小顆粒,使沖擊後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後的霧滴。

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

  爲了改善團聚的效果,在高效除塵器中由精細噴霧裝置噴入霧化的水滴作爲種子,這樣就可以變團聚爲凝聚,使團聚後的細小粉塵變成含塵水滴,含塵水滴繼續團聚並相互碰撞,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,然後是複擋二級脫水,中上部還有旋流脫水裝置進行三級脫水。當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,複擋板和旋流脫水裝置又起到離心脫水的作用。當夾雜水滴的氣流進入複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,並在氣流的帶動下,水滴沿著葉片按離心方向甩至脫水器內壁流下,同時部分夾帶在氣體中的水滴也由于氣流的旋轉分離開。其可以在較大的範圍內去除煙氣中99%的機械水。

  該工藝已經有了成功應用,在江蘇、山西、河北等省份的鋼鐵企業都取得了較好的淨化效果;尤其是今年在河北省有關鋼鐵企業投産的2套除塵系統實現了超低排放,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,運行穩定。

來源:中國冶金報-我哥的女人

編輯:陳曦

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