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钢铁行业大型电弧炉除尘系统方案的研究

2019-05-30信息来源 : 电炉炼钢

随着我国钢铁工业结构调整,超高功率、强化冶炼及铁液热装等电炉炼钢工艺技术的不断发展,环境保护要求的不断提高,电炉烟尘治理的形势将日趋严竣。电弧炉的排烟主要可分为炉内第4孔(或第2孔)排烟与炉外排烟两种方式,通常称为一次烟气排烟和二次烟气排烟。

电弧炉炉内排烟主要捕集电弧炉冶炼时从电弧炉第4孔(或第2孔)排出的高温含尘烟气,良好的排烟装置可以捕获约95%以上的一次烟气。炉外排烟主要捕集电弧炉在加料、出钢、兑铁液时的二次烟气以及电弧炉熔炼时从电极孔、加料孔和炉门等不严密处外逸于炉外的二次烟气,二次烟气通常具有突发性和排放无组织性,且易受车间横向气流的干扰,只有依靠电弧炉炉外排烟装置进行捕集。

空气中的的烟尘等有害物质主要来源于3个方面,工艺生产过程中产生的有害物、生活过程中产生的有害物以及交通运输过程中产生的有害物。铸造行业以其资源密集、能耗密集、生产规模大、物流吞吐量大等特点,长期以来一直被认为是烟尘排放量大、废弃物多、污染大的企业。

特别是铸造厂电弧炉熔炼是造成烟尘污染的最主要来源。本文就结合现已建成并投入使用的某重型铸钢车间60t电弧炉除尘、某公司铸钢车间30t电弧炉除尘,收集整理设计资料等参数,归纳总结出大、中型电弧炉除尘系统的整套数据及系统方案。

一、电弧炉除尘的炉外排烟形式及优缺点

常用的炉外排烟有屋顶罩排烟、密闭罩排烟、导流罩+屋顶罩排烟(又称天车通过式捕集罩)等形式。

1、屋顶罩排烟

屋顶罩出现于20世纪60年代,因不受电炉工艺设备布置的限制、不妨碍电炉车间各生产设备的工艺操作和维修而被广泛采用。屋顶罩排烟是将电炉顶部范围内的厂房屋架以合理的围挡形成排烟罩,它的主要作用使电炉在加料和出钢等过程中瞬间所产生的大量含尘热气流烟尘,即二次烟气贮留在厂房屋架内,然后在一个恰当的时间内有组织地被抽走。所以屋顶罩的捕集效率设计要顾及热气流的上升速度和车间横向气流的干扰,有条件时最好将电炉平台以上的车间建筑物侧3个方向加设挡风墙,同时电炉车间的厂房四周必须做到密闭,不让烟气从厂房四周外逸。另外烟罩结构形式的设计应与建筑密切配合,做到方棱锥体或长棱锥体,椎体壁板倾角以45+60°为佳。屋顶烟罩同时兼有厂房的通风换气作用。

2、密闭罩排烟

早在20世纪70年代中期,当电炉炼钢工艺朝着高功率或超高功率发展时,电炉密闭罩便开始被开发并投入使用。因密闭罩将电炉与车间隔离开来,电炉冶炼时产生的二次烟气被控制在罩内,而且又不受车间横向气流的干扰,所以密闭罩不仅对电炉二次烟气的捕集效果好,而且排烟量也较屋顶烟罩少35%左右。

更为重要的是密闭罩对超高功率电炉产生的弧光、强噪声和强辐射等的吸收和遮挡,都有很好的效果,它可以使在电炉密闭罩外周围的噪声由原115分贝下降到85分贝,同时减少了电炉冶炼中对车间的辐射热。

密闭罩的结构设计应与电炉工艺和土建密切配合,根据电炉工艺的布置情况和操作维修要求进行设计。密闭罩在起重机之下,电炉加料时,密闭罩打开,由起重机将料放入炉内。密闭罩一般不宜太小,以免罩内温度过高,影响电极导电性能。

3、导流罩+屋顶罩排烟(又称天车通过式捕集罩)

天车通过式捕集罩是一种新型的电炉烟气捕集罩。与目前常用的屋顶罩和密闭罩相比,既克服了密闭罩不能捕集加料时烟气的缺点,又避免了屋顶罩易受横风干扰,处理风量大的弊端。当电炉冶炼时产生的大量烟气,由于气流热抬升的作用,烟气上升速度很快。同时,导流罩迫使烟气在导流罩的范围内上升,导流罩减少烟气流与空气的混合。