钢铁烧结烟气除尘装置分析

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摘 要：钢铁企业废气中有一半来自烧结工序，烧结烟气粉尘污染已成为制约我国冶金行业持续协调发展的一个重要因素，对烧结烟气粉尘污染控制已经成为中国环境保护和实现钢铁冶金行业的持续发展的必然选择，其控制技术根据工作机理不同，主要有机械式除尘器、湿式除尘器、过滤式除尘器、电除尘器，文中重点介绍了电除尘器。

关键词：钢铁烧结 烟气 除尘

中图分类号：TU2 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2012）09（a）-0144-01

钢铁企业是中国废气排放大户，全国40个行业废气排放量在100万m3（标）以上的76个大户中，钢铁企业即有14户，占18.4%，其每年废气排放量高达12000亿m3左右。钢铁企业废气中有一半来自烧结工序，尤其是近年来，由于钢铁企业的持续高速发展，烧结矿耗量大幅度增加，烧结烟气粉尘污染已成为制约我国冶金行业持续协调发展的一个重要因素，对烧结烟气污染控制已经成为中国环境保护和实现钢铁冶金行业的持续发展的必然选择。

1 烧结烟气粉尘特点

1.1 烧结烟气粉尘的产生

烧结烟气是烧结混合料点火后，随台车运行，在高温烧结成型过程中所产生的含尘废气。烧结是将各种粉状含铁原料，混合适宜的燃料和熔剂后放于烧结设备上点火烧结，在燃料产生高热和一系列物理化学变化的作用下，使部分混合料颗粒表面发生软化和熔化，产生一定数量的液相，并湿润其他未熔化的矿石颗粒，冷却后液相将矿粉颗粒粘结成烧结矿。烧结粉尘主要来源于原料、燃料、熔剂在破碎筛分和配料混合及其在转运过程中产生的灰尘、扬尘和混合料在烧结过程中由机头、机尾及抽风系统产生的烟尘、粉尘以及烧结矿在破碎、筛分整粒过程中及其在转运中产生的粉尘和扬尘等。因此，有的产尘量多且分散；有的是大面积开放型；有的具有高温、高湿、高浓度；有的比重轻且粒度细。

1.2 烧结烟气特点

烧结烟气产生量大；烟气温度较高；烧结烟气含尘量较大；含湿量较大；含有腐蚀性气体。烧结烟气粉尘脱除的难度在于去除废气中极细颗粒空气悬浮物（0.125～0.25mm）。粉尘的粒径、粒径分布、粉尘的基本性质等对烧结机烟气粉尘脱除装置的性能影响很大。

2 除尘装置的性能及分类

2.1 除尘装置的性能

除尘装置的性能评价指标包括技术指标和经济指标。技术指标主要有处理能力、除尘效率、压力损失和负荷适应性等；经济指标主要有基建投资、运行费、占地面积、使用寿命、维修管理费等。上述性能相互关联、相互制约。选择除尘器时，必须在充分了解粉尘颗粒特性、烟气特性的基础上全面考虑有关因素，通过技术经济指标分析做出合理的选择。

（1）除尘装置的技术性能：除尘效率、压力损失、处理气体量、负荷适应性。

（2）除尘装置的经济指标：设备投资费和运行费用。

2.2 除尘装置的分类

工程上常用的各种除尘器往往不是简单地依靠某一种除尘机理，而是多种除尘机理的综合运用。根据主要除尘机理的不同，可将除尘设施归为四大类：机械式除尘器、湿式除尘器（又称湿式洗涤器）、过滤式除尘器、电除尘器。

3 除尘器的选择

3.1 除尘器选择时应注意的几个问题

除尘器的选择要在调查研究的基础上，根据处理粉尘的不同，主要从除尘效率、处理能力、动力消耗与经济性等几个方面综合考虑。应按下列因素通过技术经济比较确定：（1）含尘气体的化学成分、腐蚀性、爆炸性、温度、湿度、露点、气体量和含尘浓度；（2）粉尘的化学成分、密度、粒径分布、亲水性、磨琢度、比电阻、粘结性、纤维性和可燃性、爆炸性等；（3）处理气量：确定合理的烟气量，作为净化系统设计的依据；（4）除尘器的压力损失、除尘效率；（5）粉尘的回收价值和回收利用形式；（6）除尘器的设备费、运行费、使用寿命、场地布置及外部水电源条件等；（7）维护管理的简繁程度。

在选择设计除尘器时应特别注意以下匹配问题：除尘器出口净化后气体的粉尘浓度要与环保规定的排放浓度要求相匹配；除尘器的性能要与处理的气体特性和粉尘性质相匹配；除尘器的收尘方法要与除下粉尘的处理方法相匹配；选择的除尘器应与环境因素相匹配，要有一定的环境效益、经济效益和社会效益。

3.2 电除尘器的应用

由于烧结烟气温度较高、烟气量大、且含酸废气，电除尘器在烧结机机头、机尾烟气除尘净化中的广泛应用，常用的有双室三电场电除尘器、三电极电除尘器、阳/阴极480mmC型板、ZT-24型板等。

3.2.1 电除尘器的工作原理

电除尘是利用强电场使气体发生电离，粉尘荷电，气体中的粉尘荷电在电场力的作用下，沉积在集尘板，分离出来的装置。静电除尘器由本体及直流高压电源两部分构成。本体中排列最基本的组成部分是一对电极（高电位的放电电极和接地的收尘电极），即数量众多的、保持一定间距的金属集尘电极（又称收尘电极或极板）与放电电极（又称电晕极或极线），用以产生电晕、捕集粉尘。设有清除电极上沉积的粉尘的清灰装置、气流均布装置、存输灰装置等。向除尘器送入含尘气体并供电后，实现下列除尘过程：气体电离公式（电晕放电）粉尘荷电收尘清灰。

3.2.2 捕集效率方程式

电除尘器捕集效率与粉尘性质、场强、气流速度、气体性质及除尘器结构等因素有关，所以严格地从理论上推导捕集效率方程式是困难的，必须作一定的假设。关于捕集效率方程式由许多专家从理论上进行了研究，并推导出了计算式，多依奇（Deutsch）方程式和安德逊方程式。

4 结语

钢铁工业烧结工段是大气的污染重要污染源，其烟气粉尘治理必须贯彻综合治理的原则。改革工艺、采用先进的工艺及设备，努力降低能耗和原料消耗，以减少生产工艺废气的排放，这是减少废气排放的根本途径之一。同时要积极采用高效节能的治理方法和设备，强化废气的治理、回收，大力开展综合利用。烧结烟气粉尘的治理必须在充分了解粉尘颗粒特性、烟气特性的基础上全面考虑有关因素，通过技术经济指标分析做出合理的选择。

参考文献

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