宝瑞负能耗除尘介绍

宝钢工程技术集团有限公司高温烟气负能耗除尘新技术介绍2010年11月Contents123概述负能耗除尘新技术中试1概述技术领域涉及冶金、化工、电力等行业高温烟气节能减排260℃以下的高温烟气袋式除尘技术已普遍应用260℃以上尤其是400℃以上的高温烟气负能耗除尘，即进行高温除尘的同时回收烟气余热，目前国内外尚无应用案例涉及范围钢厂电炉、AOD、转炉、烧结以及电石炉等高温烟气除尘和蒸汽、煤气回收负能耗除尘新技术研发目的冶金、化工、电力等行业的各种工业炉窑所排放出来的废气不仅温度高，而且含有大量的粉尘和有害气体，是造成环境污染的主要因素之一。随着经济的发展，节能减排要求日趋严格。当前，国内外对260℃以下的高温烟气袋式除尘技术应用已非常普遍，而对260℃以上尤其是400℃以上的高温烟气除尘和余热回收即负能耗除尘技术尚无应用的案例。因此，高温烟气负能耗除尘技术是亟需开发的重要课题。负能耗除尘新技术应用场合•电炉和AOD等高温烟气一次除尘和蒸汽回收，并使其二次除尘技术更优•转炉煤气干法除尘，用耐高温除尘器取代静电除尘器，稳定和提高除尘效率的同时第二次回收蒸汽•电石炉烟气除尘和蒸汽、煤气回收•其他行业高温烟气除尘等负能耗除尘新技术高温烟气除尘特点如下：气体温度高，高达400~1200℃气体含尘浓度高，高达30g/Nm3以上；颗粒物排放标准高，新拟的排放标准基本在10~30mg/Nm3粉尘颗粒细，通常粒径在0.1μm～5μm范围气体含湿度低，粉尘颗粒凝聚现象降低气体成分复杂，滤料的耐高温和抗腐蚀要求高负能耗除尘新技术电炉生产节奏加快、兑铁水比例增大，烟气热量大幅增加绝大多数电炉烟气余热不回收，采用水冷烟道和空冷器等多道次冷却设备，耗费资源热管式等余热锅炉回收蒸汽，采用先降温后回收蒸汽（将1200℃以上的电炉烟气，通过掺风冷却到700℃以下）。因电炉烟气未经除尘，大量粉尘将粘结在热管受热面上，而对于环向翅片管的热管元件积灰、堵塞现象更加严重，增加了维护工作量和运行阻力、降低了热管传热效率和蒸汽产量，使用寿命大大缩短电炉、AOD除尘现况转炉煤气除尘•目前转炉煤气除尘主要有湿法（OG）和干法（LT）二种•OG法和LT法均采用汽化烟道冷却装置仅回收800℃以上的烟气余热，然后均采用喷水和喷雾冷却和粗除尘方法•OG装置不同程度的存在着：高的粉尘排放浓度，高的设备运行能耗，高的运行维护费用•LT装置投资偏高、粉尘排放浓度不稳定、除尘设备故障较多，及操作维护要求很高按冷却介质的不同，可分成水冷与风(空气)冷两种。按冷却介质之间换热方式的不同，又可分为直接冷却和间接冷却两大类直接冷却水冷，饱和喷水冷却与不饱和喷雾蒸发冷却两种掺风冷却，通过混风阀将一定量的常温空气直接混入高温烟气中间接冷却间接水冷，水冷套管和水冷密排管间接风冷，自然对流空气冷却和强制吹风冷却（管式、扁管式、片状式）高温烟气传统冷却方式2负能耗除尘新技术技术经济环保效益其他高温滤料高温除尘器电炉除尘新技术AOD除尘新技术新技术高温滤料滤料是袋式除尘器的重要组成部分，其性能将直接影响到除尘器的过滤效果、使用寿命和运行能耗。目前除尘市场上通常将温度低于130℃称呼为常温滤料，高于130℃低于260℃称呼为高温滤料，原因是目前尚未有260℃以上的滤料投用。开发用于400℃及以上的高温气体除尘滤料的市场品种主要有：多孔金属（纤维、粉末）材料，多孔陶瓷（纤维、粉末）材料，和玄武岩纤维等，但都没有工业应用的案例。新技术将不锈钢加工拉拔成微米级的长丝束，每束含数千根至数万根不锈钢纤维。不锈钢纤维毡采用不锈钢纤维经无纺铺制、叠配及高温真空烧结工艺压实而成的一种高效过滤材料，主要用途为过滤、分离、高温气体除尘等领域。具有：强度高、抗腐蚀、耐高温、可折叠、可再生、寿命长等特点，可在450℃左右的高温环境下工作，其化学稳定性、水解稳定性均很好不锈钢纤维毡无静电现象，可避免静电火花点燃粉尘引起燃烧和爆炸事故的发生。高温滤料金属材料—不锈钢纤维毡新技术高温除尘器袋式除尘器是一种能有效控制大气污染的环保设备，其在气体干法除尘领域的设备占有率达80%左右。高温袋式除尘器滤料为金属材料，处理烟气温度500摄氏度左右。根据处理的气体成分不同，除尘器可做成矩形或圆形；除尘器由：本体含壳体保温、过滤装置、脉冲喷吹装置、输灰装置、气体置换装置、以及控制系统等组成。高温袋式除尘器多台并联，可实现单台除尘器离线检修。新技术电炉除尘新技术电炉除尘新技术，将传统电炉一次除尘与二次除尘分开设置。（1）一次除尘：水冷移动管、水冷烟道或汽化冷却装置、燃烧降尘室、耐高温除尘器、压力调节阀、余热锅炉、旁通管、切换阀、除尘风机含调速装置、烟囱、输灰及控制系统等组成，见流程图。（2）二次除尘：密闭罩、屋顶罩、调节阀、常温除尘器、除尘风机含调速装置、烟囱、输灰及控制系统等组成，见流程图。新技术电炉除尘新技术电炉负能耗除尘新技术工艺流程电炉一次除尘流程图电炉二次除尘流程图新技术AOD除尘新技术AOD除尘新技术，除尘流程和原理基本类同电炉除尘。新技术电炉和AOD负能耗除尘新技术的特点如下：高的除尘效率，减排效果好除尘效率达99.9%以上，颗粒物排放浓度在20mg/标m3以下，同时能提升二次除尘系统的除尘效果蒸汽回收率高，投资回收期非常短以100t电炉年产70万t钢计算，t钢可回收蒸汽约180kg，每年回收蒸汽达12.6万t。若按电炉一次除尘系统含余热回收装置投资约3000万元、并扣除传统的一次除尘投资计算，则3-5年即可回收全部投资。同样，以30tAOD年产15万t钢计算，年回收蒸汽约3.7万t。3-5年可回收全部投资。新技术电炉AOD除尘新技术电炉和AOD负能耗除尘新技术的特点如下：维护费用低，不影响工艺生产没有空气冷却器管道积灰堵塞和增压风机叶轮的磨损等维护问题；消除了余热锅炉积灰堵塞和使用寿命短、传热效率低的缺陷；二次除尘系统除尘器入口浓度降低，大大延长了滤袋的使用寿命；高温除尘器和余热锅炉的维护不会影响工艺正常生产。系统节能效果好独立设置的一次和二次除尘风机，将按照电炉和AOD冶炼阶段工况变化，真正实现二次除尘大型风机的调速节能运行；另外，余热锅炉出口的净热气体还可用于：工艺需用热风场所，或热交换水用于采暖、洗浴及其他用途。新技术电炉AOD除尘新技术新技术转炉烟气干法除尘新技术新颖的转炉烟气干法除尘新技术，目的是消除OG和LT系统的缺点，同时回收500℃左右的转炉次高温烟气余热，即二次回收蒸汽。转炉烟气干法除尘新技术工艺系统主要由：汽化烟道冷却装置、高温蒸发冷却塔、高温袋式除尘器、余热锅炉、煤气风机、消声器、切换阀站、放散烟囱、眼镜阀、煤气冷却塔及自动控制系统等组成，见工艺流程图。新技术转炉烟气干法除尘新技术新技术转炉烟气干法除尘新技术转炉烟气干法除尘新技术既可用于新建项目，又非常适合改造项目。新技术的特点是：•除尘效率高，颗粒物排放浓度稳定在20mg/标m3以下•蒸汽回收率高，投资回收期非常短•系统运行能耗低，阻力约在11kPa（OG系统阻力约22kPa）•没有系统堵塞和水的二次污染问题，风机寿命长•袋式除尘器多台并联，可实现单台除尘器故障时离线检修从而不影响转炉生产等优点电石炉等矿热炉高温烟气除尘铁水脱磷除尘化工、电力等高温烟气除尘新技术其他创新技术－高温除尘及蒸汽和煤气回收电石炉除尘和煤气回收采用耐500℃的高温袋式除尘工艺新技术：（1）消除当前的密闭电石炉除尘效果差和煤气放空现象，即取消空冷器二次冷却设备，消除电石炉烟气温度过高或过低引起的袋式除尘器滤袋烧损和糊袋现象，提高除尘效率，实现向气烧窑或向蒸汽发电提供稳定洁净的煤气源。（2）解决当前密闭电石炉只能回收煤气现象，即设置余热锅炉时，还可回收蒸汽，用于生活采暖等。新技术创新技术新技术创新技术新技术创新技术特点：•除尘效率高（颗粒物排放20mg/标m3以下）•没有滤袋烧损或糊袋现象•没有空冷器的运行维护和能耗•能同时回收蒸汽和煤气•系统不影响电石炉的正常生产（锅炉保养和故障检修以及多台并联的除尘器检修等）•灵活配置和运用蒸发冷却塔、高温除尘风机、余热锅炉，以适应不同用户的需求3中试中试对象宝钢股份电炉烟气高温除尘中试目的检验除尘器清灰效果和设备运行阻力检验除尘器除尘效率和颗粒物排放浓度高温条件下除尘器材质、结构形验除尘器清灰效果中试中试结果耐高温除尘器工业试验建立在实验室试验的基础上，采用不同精度的滤料，其除尘效率和滤料阻力是不同的。对除尘器颗粒物排放浓度以及过滤风速，前后进行了二个阶段五次测定，测试结果如下（以长圆袋除尘器为例）：第一阶段第一次测定，颗粒物排放浓度为1.8mg/Nm3，过滤风速为0.75m/min；第一阶段第二次测定，颗粒物排放浓度为10.7mg/Nm3，过滤风速为0.8m/min；第二阶段第三次测定，颗粒物排放浓度为4.5mg/Nm3，过滤风速为1.38m/min；第二阶段第四次测定，颗粒物排放浓度为11.8mg/Nm3，过滤风速为1.1m/min；第二阶段第五次测定，颗粒物排放浓度为6.4mg/Nm3，过滤风速为0.94m/min；上述，除尘器入口粉尘浓度达10g/Nm3，除尘效率达99.88%~99.95%。中试取得了理想的效果，由于是初次研发，相信通过试验和工业化应用，将不断完善和提高高温除尘系统包括除尘器和滤料的技术水平。