钢铁企业粉尘超低排放技术研究进展

钢铁工业是我国最主要的资源、能源消耗以及污染物排放行业之一，其烟尘排放被认定为主要的大气污染排放源。目前，我国钢铁企业造成的环境污染问题十分严峻，特别是粉尘排放问题。钢铁企业的粉尘具有粒度小、亲水性差且含有较多的有害元素的特点，在一定程度上造成了除尘技术难度的增加。钢铁企业实现粉尘超低排放的重点必须解决烧结机、高炉和转炉等工艺流程中的大气污染问题。要实现烧结机、高炉和转炉粉尘的超低排放，一方面应降低烧结烟气发生量、调整高炉炉料结构、发展新的炼铁和炼钢技术，减少污染物的排放量；另一方面，还应采用先进的除尘技术，提高粉尘的捕集效率，最终实现烧结机、高炉和转炉等工艺的超低排放。

1 烧结机除尘技术发展现状

烧结机可以将矿粉烧结成块，并在烧结的过程中消除部分有害杂质。因为烧结过程中生成的烟气对环境的污染日益加重，许多学者们对烧结烟气循环工艺进行了研究。20世纪60年代，国外烧结厂大多数使用旋风除尘器和多管除尘器。20世纪70年代开始全部采用电除尘器，大大地提高了净化效果。20世纪70年代末，日本提出了烧结烟气循环的概念，并在1981年首次在烧结机上使用了烧结烟气循环装置，此装置充分利用了烧结烟气中的显热，取得了令人满意的成果。1997年，Siebenhofer等研究了火法、湿法联合处理技术，利用火法处理和湿法冶金处理工艺来处理烟气中的粉尘，获得较好的处理效果[1]。2013刘宪等采用了阻火器和布袋除尘器的串联除尘工艺对湘钢180 m2烧结机机尾除尘技术改造。运行结果显示，除尘系统可使粉尘排放浓度小于20 mg/m3。2015年，杨来怡等提出了在铁矿烧结工艺中使用湿式除尘技术，通过此技术会对烟尘中细颗粒物捕集获得较好的效果。2016年，王鹏等采用均流式电袋复合除尘器取代原有电除尘器，实现了排放的粉尘浓度小于10 mg/m3。2017年，马鸿良等为了能有效的降低烟尘的排放浓度，提出柔性电极湿式电除尘器，该除尘系统可对烧结烟气进行深度处理。同年，李风民等对邯钢400 m2烧结机使用的SDA（喷雾干燥工艺）脱硫工艺，采用圆型振动浆液技术以及对关键技术参数进行优化后，烟气脱硫效率超过80%。2018年，常州东方特钢有限公司为了实现烧结烟气超低排放10 mg/m3的标准要求，提出了烧结烟气湿法脱硫+湿式电除尘器+SCR脱硝的综合烟气净化系统。同年，阳春新钢铁利用布袋除尘器与现有的电除尘器串联的方式进行烧结机尾除尘?，实现排放浓度在10 mg/m3以下的目标。烧结机采用“电—袋”除尘技术，电除尘对烟气进行预除尘之后，可使进入布袋除尘器的烟气负荷大幅降低，粉尘浓度大幅减少。2019年，八钢烧结机机尾采用电袋复合除尘器取代了电除尘器，对第一电场电极进行了修复，在第三电场与风机之间新增布袋区，烧结机机尾出口含尘浓度小于5 mg/m3。2020年，鞍钢将烧结机电除尘器改为袋式除尘器的方案，使得粉尘浓度降低至5.0～7.2 mg/m3。

目前，烧结机除尘技术主要采用电除尘器和布袋除尘器相结合的除尘设备来代替过去单一的除尘设备，并且这种复合除尘器结合了电除尘器和布袋除尘器的优点，除尘效果远超于其单独作用的除尘效果。

2 高炉煤气除尘技术发展现状

高炉煤气除尘技术包括干法除尘技术和湿法除尘技术。干法除尘技术分为布袋除尘技术和电除尘技术。湿式除尘技术主要采用文氏管洗涤除尘技术。

2.1 干法除尘技术

在国外，干法除尘工艺主要采用以电除尘技术。20世纪50年代，苏联、美国都曾使用袋式除尘器对高炉煤气进行净化，因一些原因未大面积推广。20世纪60年代，高炉布袋除尘器为了提高除尘效率，采取湿法降温技术，但此技术仍存在一些弊端。1972年，德国丁格勒作为最早使用高炉煤气干法除尘净化的国家之一，将袋式除尘器应用于高炉烟气的净化。20世纪80年代后期，日本大多数高炉都采用干法布袋除尘工艺，但是住友小仓、川崎千叶等对1 200～4 500 m3高炉采用干法除尘和湿法除尘并用工艺。

在国内，仅有武钢和邯钢的2座高炉将电除尘技术应用于高炉煤气除尘，主要限制因素是电除尘器需要国外引进，投资较高，设备制造周期长，技术难度大。近年来，高炉煤气除尘均以布袋除尘技术为主。国内布袋除尘工艺具有除尘效率高、节水节电的优点。目前，国内高炉大多采用干法布袋除尘技术，节能效果明显[2]。20世纪50年代开始，我国的高炉煤气采用干式袋式除尘器，在小高炉上的净化高炉煤气的试验采用袋式除尘器。20世纪70年代末，干式袋除尘器除尘技术在小高炉煤气的净化成为主流技术。1988年，邓立人等发明了一种布袋除尘器反吹控制方法。将此方法应用在300 m3的高炉上，结果显示：干法除尘的烟气含尘量达到10 mg/m3，湿法除尘的净煤气含尘量为46 mg/m3，由此可以得出干法除尘的效率要优于湿法除尘。韶钢在2004年建成的一座750 m3的中型高炉，采用了大量新技术，其中最明显的改进是将全干法脉冲布袋尘技术应用于高炉煤气除尘。布袋除尘排放含尘量达到10 mg/m3。2009年宝钢1号高炉采用了干法布袋除尘技术，使煤气中平均含尘量基本降至5 mg/m3。2013年龙承俊研究了旋风除尘加布袋除尘的全干法除尘技术，将此技术应用在鞍钢2 580 m3高炉上，旋风除尘器除尘效率可达到85%，具有很好的发展前景。2014年贾彩清采用了全干法静电除尘技术，预期成果能够实现全干法电除尘，具有较好的节能效果，并带来了不错的经济效益。2020年，山钢日照5 100 m3高炉煤气布袋除尘系统设计选型结合国内外高炉干法布袋除尘器的设计、规范要求和生产经验，布袋除尘后的净煤气粉尘含量应不大于5 mg/m3。

文章来源：《烧结球团》 网址: http://www.sjqtzz.cn/qikandaodu/2021/0513/492.html