高炉矿槽系统粉尘排放治理

2015-04-08张英杰

山东冶金 2015年4期

关键词：袋式高炉除尘

张英杰，杨泉

（1山东省冶金设计院股份有限公司，山东济南 250101；2山东省冶金科学研究院，山东济南 250014）

经验交流

高炉矿槽系统粉尘排放治理

张英杰1，杨泉2

（1山东省冶金设计院股份有限公司，山东济南 250101；2山东省冶金科学研究院，山东济南 250014）

分析高炉矿槽区域无组织排放原因，提出采用袋式除尘技术与干雾抑尘技术的措施。通过现场试验效果检测对比，干雾抑尘技术具有除尘效果好、投资少、能耗低、运行费用低的优势。

高炉；矿槽系统；粉尘；除尘技术

近年来随着全社会节能环保意识的不断增强，治理粉尘污染问题越来越受到重视，国家十二五计划中也将粉尘纳入总量控制指标。冶金企业虽然通过技术革新已经大大控制了粉尘的排放，但是在局部物料倒运区域内，由于空间大、密封性差，集中除尘效果不明显，导致灰尘无组织排放超标比较严重。炼铁厂粉尘问题最严重区域是高炉矿槽槽上。现场调查中发现，此处工况比较恶劣，能见度低，最严重的时候粉尘堆积在楼板上超过10 cm厚。由于颗粒小难以清扫，给操作与维修带来较大困难，因此必须采取措施治理。

1 高炉矿槽区域无组织排放原因

目前，矿槽区域无组织排放最严重的部分是卸料车向高架料仓卸料过程中产生的粉尘。较早以前的卸料车90%采用轻型卸料车，没有配套除尘设备，槽上卸料时粉尘随着物料的砸落而扬起。粉尘浓度最高可达1 000 mg/m3，绝大多数是10 μm以下的呼吸性粉尘，车间内能见度不足20 m，楼板上堆积了厚10 cm以上的粉尘。针对这个问题，近年来陆续采取一些措施，例如，在卸料车上增加移动通风槽将粉尘吸走，以及采用橡胶带遮盖下料口等，这些方法虽然一定程度的降低了现场粉尘含量，但是实测卸料时，岗位粉尘浓度仍然高达50 mg/m3，高于国家标准。

现场调查发现，矿槽粉尘浓度超标主要是因为物料进入料仓后下放落差较大，在仓内产生大量的扬尘，部分扬尘会通过进料口密封处存在的缝隙扬出。而配套的移动通风装置只能收集卸料车本身产生的灰尘，无法收集仓内的扬尘，从而产生了灰尘无组织排放。

2 解决方案

为了解决扬尘无组织排放问题，根据目前技术特点，主要有以下两个方案。

2.1 袋式除尘技术

袋式除尘技术是在扬尘点设置密闭吸尘点，通过抽出空气形成负压以防止粉尘扩散，将抽取的含尘空气通过布袋除尘器进行分离与过滤，完成除尘过程。除尘系统的工作机理是利用滤袋纤维层和附着在滤袋纤维上的粉尘层过滤捕捉较大的粉尘颗粒。袋式除尘技术的处理对象主要是直径＜150 μm的粉尘颗粒，粉尘颗粒越大除尘效率越高，粉尘颗粒越小除尘效率越低。适用于除高粘性粉尘以外所有需要除尘的场合。

实施方案：料仓顶部或者侧面开洞设置除尘罩，增加DN300电动阀门，相应增加主抽风机功率以及布袋过滤面积。卸料时开启，卸完料在仓内继续吸尘5 min。

2.2 干雾抑尘技术

干雾抑尘技术是依据云物理学核凝聚理论[1]，由于水滴表面存在张力，极细小的粉尘只有当水滴很小或者加入化学制剂（如表面活性剂）才会聚结成团。如果水雾颗粒直径远大于粉尘颗粒，那么粉尘仅仅跟随水雾颗粒周围的气流运动，无法附着于水雾颗粒表层；如果水雾颗粒与粉尘颗粒大小接近，粉尘颗粒随气流运动时会很容易与水雾颗粒碰撞、接触、粘接，粉尘团会变大加重，随之降落，可有效抑制扬尘。其雾化机理是高压气体与水混合，气液两相流从环形喷嘴口喷出时，由于气体速度很高（200～340 m/s），而液体流速低，因此两流体间有相当大的相对速度，产生较大摩擦力，气流对液体产生强烈的撕裂与剪切作用，液料从而被一次雾化。喷出后，混合的两相流体冲击到扩散头，提高气流速度从而增加雾化效果，形成二次撞击雾化，在气压0.6 MPa下超过50%雾化颗粒直径可达到10 μm以下[2]。干雾抑尘技术处理对象主要是直径＜150 μm的粉尘颗粒，同时对直径10 μm以下的可吸入性粉尘也有很好的抑制效果。

实施方案：压缩空气管道（0.6 MPa）与水管接至仓顶，设6个雾化喷头等距排列在料仓进料口处，卸料时开启，卸完料继续干雾抑尘10 s。

3 应用效果分析

方案实施后，袋式除尘器系统粉尘每小时平均浓度为10.8 mg/m3，干雾抑尘系统粉尘每小时平均浓度3.1 mg/m3。根据相关测算，采用干雾抑尘系统与传统袋式除尘系统相比，初期投资约节省50%，设备能耗节省约60%。考虑干雾抑尘法会增加物料的水含量，对物料的含水量进行计算：卸料车卸料量为1 000 t/h，雾化耗水量10 L/min，计算物料水含量增加0.062 5%，可见干雾抑尘消耗水量对物料的含水率几乎没有影响。

同时，类比考察马钢翻车机干雾抑尘装置安装前后车间的粉尘污染情况[3]：治理前粉尘含量为43.6 mg/m3，现场能明显见到漂浮的灰尘；治理后粉尘含量降为6.8 mg/m3，现场空气中肉眼几乎见不到灰尘漂浮物。

相对于物料的重量，粉尘的重量微乎其微，粉尘被除尘器带走还是被干雾吸附后落在仓里，对高炉顺行几乎没有影响，而且在随后密闭性好的筛分、转运等工艺流程中，此部分灰尘会被袋式除尘器有效去除。

综上所述，对于矿槽系统内灰尘的无组织排放，采用干雾抑尘技术或传统布袋除尘技术均是可行的，可有效降低车间内的粉尘污染。相比较而言干雾抑尘技术更能有效的降低粉尘浓度、改善车间工况。