淺談鋼鐵工業(yè)中袋式除塵技術的措施
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1鋼廠環(huán)境污染現(xiàn)狀
1．1鋼廠主要污染源
我國鋼鐵工業(yè)自1996年成為世界第一鋼鐵生產(chǎn)大國以來，鋼產(chǎn)量逐年創(chuàng)出新高，如今我國的鋼產(chǎn)量占世界鋼產(chǎn)量的40%以上。
1．2廠房冒煙現(xiàn)象
眾多鋼廠除塵和運行維護投入始終跟不上鋼鐵產(chǎn)能的擴展，采用的除塵技術和裝備水平也相對落后，爐窯類一次和二次除塵系統(tǒng)能力有限。當轉爐、電爐等在加料兌鐵或出鋼時所產(chǎn)生的陣發(fā)性煙氣導致了車間環(huán)境的嚴重污染和廠房冒煙。造成廠房冒煙現(xiàn)象的因素還有:如目前煉鋼采用大量經(jīng)壓縮打捆、打包的廢鋼，這些廢鋼中含有可燃物，大部分以碳氫化合物的形式存在，如油漆、塑料、油脂等，也有電鍍、鍍錫的金屬件。
2除塵關鍵技術和可行措施
2．1廠房三次除塵技術
通常煙氣中的較大顆粒經(jīng)車間大空間后得到沉降，能通過廠房外逸的一次顆粒絕大多數(shù)為PM2．5細顆粒。廠房三次除塵裝置通常由廠房氣樓集成罩(或屋頂煙罩)與切換閥門組成，其作用:一是對有污染源的廠房進行封閉，改變原有鋼廠靠氣樓自然通風的設計模式，防止PM2．5從廠房屋頂外逸;二是可以有效捕集PM2．5;三是可進行除塵抽氣和機械排風的切換，以達到鋼廠熱車間的通風換氣目的。廠房三次除塵技術最早應用在寶鋼集團的轉爐項目上，廠房頂上沒有了可視煙氣，如今已有10多套轉爐采用了這一新技術。
2．2袋式除塵器的設計與加工制造技術
轉爐和高、燒、焦等爐窯產(chǎn)生的煙粉塵特性呈多樣性和復雜性，煙氣治理技術向干法除塵發(fā)展。鋼鐵業(yè)需要淘汰落后的小爐窯，除塵系統(tǒng)將隨爐窯向規(guī)?；l(fā)展，除塵器向大型化發(fā)展。鋼廠煙囪林立，實現(xiàn)PM2．5細顆粒物排放控制的重任將由高效袋式除塵器擔當。但從目前的使用效果和過濾效率來看還有差距，存在清灰力度過強或過弱，除塵器進風氣流組織差，過濾風速和濾料選用不當，花板、袋籠和濾袋加工制作工藝簡陋粗糙，施工安裝馬虎，設備漏風較大等問題。要解決好上述問題，除熟悉和掌握先進除塵工藝技術外，還應突破傳統(tǒng)袋式除塵器的設計與加工制造技術。
2．2．1高效柔性清灰
影響除塵器過濾效率的因素較多，煙粉塵通過濾袋外表面的一層粉塵層進行過濾，剛投入使用的新濾料其過濾效率相對來說是較低的，隨著積聚在濾袋上的粉塵層增厚，除塵效率將逐步上升，此時也伴隨著濾袋阻力的上升，當達到設定值時需進行脈沖噴吹清灰，以降低除塵器運行阻力。過去人們?yōu)樽非鬄V袋阻力越小越好的目標，通常采用強力噴吹或增加清灰頻率。
2．2．2優(yōu)化進風氣流場分布并降低設備結構阻力
目前使用的除塵器進風形式有:下進風(灰斗進風)，側面進風，中間進風等形式。從現(xiàn)場使用情況反饋來看，不良的除塵器容易出現(xiàn):除塵器各倉室進風量分配不均，局部風速過高、阻力上升，造成過高氣流對濾袋的沖涮磨損，而且風速過高會導致灰斗內產(chǎn)生渦流，造成粉塵的二次飛揚;局部進風管道風速過低，易造成管道積灰堵塞。研發(fā)除塵器進風氣流場分布技術，采用Fluent軟件和三維設計，能夠知悉導流前后氣流分布情況，提前消除上述缺陷，使氣流場導流設計更為科學合理，同時延長濾袋壽命和降低結構阻力。
2．2．3注重加工制造和施工安裝質量防止漏風
眾所周知，除塵器整體加工制作裝備水平和施工安裝質量的優(yōu)劣，決定了設備漏風率的大小。而除塵器花板和濾袋的加工制作則未引起足夠的重視，細小的誤差將會導致PM2．5從灰倉進入上箱體。圖4所示是采用激光數(shù)控切割機工藝進行花板制作，這些工藝技術將有助于對產(chǎn)品加工制作的精度控制以防止PM2．5細顆粒物的穿透，滿足更嚴的環(huán)保排放要求。
2．2．4合理選用濾料
濾料研發(fā)進展較快，普通濾料能滿足對PM10顆粒物的有效過濾，對PM2．5顆粒物的過濾效率則較低。要有效過濾PM2．5，應結合鋼廠不同生產(chǎn)工藝下的氣體參數(shù)和除塵工藝要求，選用性能優(yōu)、穩(wěn)定性好的水刺氈濾料、新型涂層濾料、腹膜濾料、水刺氈+腹膜濾料等優(yōu)等濾料。圖6為水刺PPS，水刺濾料表面無須經(jīng)過燒毛，孔徑小、分布均勻，非常利于過濾細顆粒粉塵，后處理應用PTFE納米涂層技術。刺PPS，其針刺表面孔徑大，需要經(jīng)過燒毛處理，空隙宜被燒毛處理后堵塞。
2．2．5過濾風速與超長袋脈沖技術
除塵器過濾風速的高低，與粉塵性質、過濾精度、濾袋阻力和設備的一次投資等有關。通常在一定的條件下，過濾風速低，則濾袋阻力低，過濾精度就高。目前就鋼廠煙囪林立、煙塵排放密集的情況下，要治霾應先控制前體污染物。新穎超長袋脈沖除塵技術引起關注，開發(fā)由6m長袋向10m和12m的超長袋技術，優(yōu)點明顯，能滿足企業(yè)對除塵系統(tǒng)的擴容需求，從而無需更改除塵器占地面積;同時又能降低濾袋過濾風速以提高過濾精度和降低運行阻力。
2．2．6袋式除塵與燒結脫硫脫二噁英組合使用
為消除燒結煙氣中的SO2和二噁英，人們采用各種形式的脫硫塔工藝，如循環(huán)流化床或旋轉噴霧吸收塔等，并向塔內噴吹脫硫劑顆粒用以吸收SO2，脫硫劑顆?？梢詢妊h(huán)使用并在除塵器圖8超長袋除塵實驗裝置濾袋表面形成粉塵層，以提高除塵效率和再循環(huán)使用率;噴吹褐煤活性炭可以吸收煙氣中的二噁英和重金屬，但要達到符合排放的環(huán)保要求，還需通過袋式除塵。袋式除塵作為與干法和半干法脫硫塔組合使用的末端凈化裝置，其設計與脫硫塔工藝關聯(lián)密切，德國許多鋼鐵公司如迪林根鋼鐵公司、薩爾茨吉特公司以及蒂森克虜伯歐洲分公司等，采用了EFA流化床工藝(曳流式吸收塔工藝)，而我國前期則較多采用了SDA旋轉噴霧工藝。
3結語
鋼鐵企業(yè)是一個“大進大出”的污染大戶和資源消耗大戶，我國目前還不是鋼鐵強國，特別是環(huán)保裝備水平和環(huán)保治理深度上與國外先進企業(yè)相比還存在較大差距，面臨著全民關注的PM2．5排放和呼吸健康問題。鋼廠煙囪林立、煙塵排放密集，PM10里面PM2．5的占比高達70%以上。如果能做到以鋼廠上空的環(huán)境空氣質量標準為要求，將30mg/Nm3的粉塵排放濃度控制到10mg/Nm3，那么我國7億t鋼產(chǎn)量僅煉鋼、煉鐵、燒結生產(chǎn)每天排入大氣的粉塵將減少約672t，可想而知采用袋式除塵治霾任重道遠。故從現(xiàn)在起應加大環(huán)保投入和技術研發(fā)力度，提升袋式除塵技術和裝備水平，全面提高對細顆粒物的捕集效率和過濾精度。
作者：宋七棣 王永忠 徐天平 單位：科林環(huán)保裝備股份有限公司