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    转炉烟气(converter   fume   and   dust)
    转炉吹炼过程中排出的棕色浓烟。它是炉气和烟尘的混合物。炉气的主要成分是CO,此外还含有少量的CO2及微量的其他高温气体和烟尘。
    炉气和烟尘成分转炉炉气成分CO86%,CO210%,N23.5%,O20.5%;温度为1400~1600℃。烟尘含量在80~150g/m3范围其成分见表;烟尘约10~20μm,为细微颗粒,难于分离。烟气的温度很高,若不加以利用,会浪费许多热量;而炉气中的CO如能回收,也是很好的燃料和化工原料;烟尘如果直接排放到大气中,会对大气造成严重污染,若能将其回收,制成烧结矿或球团矿,则是很好的炼铁原料。因此,转炉烟气的净化回收具有很大的经济价值。

(图)转炉烟气转炉烟气

 

 

 


    收集方式转炉烟气的收集方法有燃烧法和未燃法。燃烧法是使含有大量CO的炉气,在出炉口时与吸入的空气混合,在烟道内燃烧,生成高温废气,利用其所含热量发电,再经冷却净化后排散到大气中去。未燃法是用可升降活动烟罩和控制抽气系统的调节装置(包括用控制炉口微正压和氮封的方法等),使烟气出炉口时不与空气接触(因而不燃烧或燃烧量处于极低限),经过冷却、净化,抽入回收系统贮存起来,加以利用。未燃法与燃烧法相比,其烟气量少、温度低,净化设备体积小、占地少、投资少;由于炉气未燃,所以烟尘的颗粒较大,易于净化。
    20世纪60~70年代,未燃法刚问世的初期,有3种未燃法在工业中得到采用:一种是日本的OG法,一种是法国的CAFL法,另一种是德国的Krupp法。3种方法的最主要区别在烟罩部分。OG法采用活动唇罩,CAFL法采用大容量活动裙罩;Krupp法则采用双层式烟罩,将烟气收集分成主副两个系统。经过若干年的应用比较,迄今Krupp法已基本被淘汰,CAFlL法的应用已日趋减少。应用最多的是OG法。OG法的烟罩构造示于图1。由图可以看出,该罩的特点之一是固定罩直径大、罩身长,二是唇罩呈管状,可降至水冷炉口顶部,整个烟罩容积比较大,有利于适应炉子产气量的波动及进行微差压调控。

(图)转炉烟气图1

 

 

 

 

 

    图2所示为未燃法炉气净化回收系统。炉气经文氏管除尘系统进入贮气柜,再由贮气柜流出经加压机加压后,供给用户使用。微差压调控的目的,是使烟气系统的抽风量与炉口排气量接近一致。具体做法是在烟罩上开设测压点,根据罩口内外气压差,通过差压变送器和调节单元带动执行机构动作,用改变文氏管喉口大小的办法来改变风机抽力。采用“未燃法”收集烟气系统时须特别注意安全问题。因为CO气的爆炸界限范围宽。炉气中的自由氧含量必须严格保证不超过2%。为此,除需保持良好的微差压调控外,还需设置磁氧分析仪和采用正确的回收炉气工艺制度。此外,枪口和料口均需设置氮封,将炉气与空气隔绝。在日本还采用通入氮气来冲淡和清洗管路的制度。

(图)图2图2

 

 

 

 


 

    由于转炉吹炼时只是在碳氧化期生成大量CO,而吹炼初期和临近终点时炉气生成量少而且CO含量也低,所以回收炉气只在碳激烈氧化期(中期)进行。前、后期的炉气可与一定比例的空气混合燃烧,然后排入高空大气。为保证回收的炉气质量,同时也是为了安全,在不回收炉气的前、后期要抬高烟罩,以增加抽引进入的空气量,使炉气完全燃烧生成CO2和N2。它们通过回收管路系统时,清扫了管路中原有的空气和煤气,既能防止爆炸又提高了回收煤气的纯度。
    炉气除尘细小弥散的烟尘颗粒必须从炉气中分离出来。炉气排入大气时,允许的含尘量≤120mg/m3;回收的炉气送入贮气柜时,允许的含尘量≤50mg/m3。自随着对环境保护认识水平的提高,允许含尘量标准有更加严格的趋势。
净化炉气的方法有湿法与干法之分,湿法是将烟气中的尘粒通过水力机械作用,将其转移到水中。再将被污染并含有大量尘粒的污水进行净化处理,然后返回除尘净化系统中继续使用。处理污水的方法,通常采用沉淀池沉淀,并配合粗颗粒分离器、磁盘分离器以及加药处理等方法。经沉积变浓的污水自沉淀池底部流出,进入真空过滤器进一步浓缩,浓缩后的污泥,大约含30%~40%水,可以通过加石灰消化浓缩后送烧结厂烧结,也可以通过烘烤成形,供转炉使用。
    静电除尘能在干燥状态下除去其中尘粒,原理如图3所示。高压静电源的两电极间有极大电位差(约4kV/cm),使通过其间的含尘气体游离带电,带电荷的尘粒被吸引到沉淀极放电沉落。干式电除尘效率高,阻力损失小,不消耗水并且免除污水的净化。干式除尘在不可燃废气上广泛应用,如有色金属冶炼、电炉和平炉炼钢。转炉炉气是可燃的,随着控制技术的提高,也可以用静电除尘。奥钢联(VAI)所开发的LT法就是转炉炉气干式除尘法。干式除尘法可使回收的炉气含尘量<10mg/m3。而且当烟尘含锌(在转炉中使用镀锌板废钢将使烟尘带有锌)时容易将锌分离回收。由于干式除尘系统中没有文式管所造成的巨大阻力损失,除尘系统电耗大约只有湿法除尘系统的一半。再加上干式除尘节约水的优点。其应用范围正日趋扩大。

(图)图3图3

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