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干法除尘的工艺流程及工作原理干法除尘的工艺流程及工作原理一、干法除尘的工艺流程：Ⅰ高温、未净化的转炉烟气Ⅱ高温未净化的转炉烟Ⅲ高温未净化的转炉烟气Ⅳ冷却后、粗净化的转粗灰Ⅴ冷却后、粗净化的转炉烟气Ⅵ冷却后、净化的转细灰不合格的转炉煤气二、干法除尘设备工作原理：1、干法除尘的设备组成：通过对干法除尘设备的功能来看，干法除尘的设备主要分成五大块，分别为转炉烟气的冷却设备（即EC系统）、转炉烟气的净化设备（即EP系统）、转炉烟气的动力设备（即ID风机）、转炉煤气的回收和排放设备（切换站和煤气冷却器）、粉尘排放设备（即EC粗输灰系统和EP细输灰系统）。2、转炉烟气冷却设备（EC系统）转炉冶炼时，含有大量ＣＯ的高温烟气冷却后才能满足干法除尘系统的运行条件。蒸发冷却器入口的烟气温度为800～1200C，出口温度的控制应根据静电式除尘器的入口温度而定，一般EC的出口温度控制在200～300C，才能达到静电除尘器的要求。为此，EC系统采用14杆喷枪进行转炉烟气的冷却，喷枪通过双流喷嘴对蒸汽和冷却水进行混合，达到冷却水的雾化效果，提高冷却水与气流的接触面积，使得转炉烟气得到良好、均匀的冷却。喷射水与转炉烟气在运行的过程中，水滴受烟气加热被蒸发，在汽化过程中吸收烟气的热量，从而降低烟气温度。蒸发冷却器除了冷却烟气外，还可依靠气流的减速以及进口处水滴对烟尘的润湿将粗颗粒的烟尘分离出去，达到一次除尘的目的。灰尘聚积在蒸发冷却器底部由链式输送机排出。蒸发冷却器还有对烟气进行调节改善的功能，即在降低气体温度的同时提高其露点，改变粉尘比电阻，有利于在静电除尘器中将粉尘分离出来。除了烟气冷却和调节以外，占烟气中灰尘总含量约15%的粗灰也在蒸发冷却器中进行收集、排放。另外，通过对喷射水流量的控制（水调节阀），可控制EC的出口温度，使之达到静电式除尘器所需要的温度。3、转炉烟气净化设备（EP系统）静电除尘器为圆筒形静电除尘器，它是转炉烟气干法除尘系统中的关键除尘设备，其主要技术特点为：①优异的极配形式。由于转炉煤气的含尘量较高，在进入电除尘器时，一般为80～150ｇ/Ｎｍ3，而除尘器出口的排放浓度要求小于15ｍｇ/Ｎｍ3。这就要求电除尘器具有非常高的除尘效率，而除尘效率高低的主要因素就取决于其极配设计的合理性。该除尘器分为4个独立的电场。每个电场均采用了C型阳极板，由于烟气具有较高的腐蚀性，所以A、B电场的阳极板采用了不锈钢材料。为了防止阴极线的断裂，阴极采用锯齿形的整体设计。通过对投入运行设备的检测，证明了该极配形式能够保证除尘效率。②良好的安全防爆性能。由于转炉煤气属于易燃易爆介质，对设备的强度、密封性及安全泄爆性提出了很高的要求。该除尘设备采用了抗压的圆筒外形，并且在制作时采用锅炉设备的焊接要求，另外在锥形进出口各装有4套泄爆装置，从而保证了除尘器长期运行的安全可靠性。③除尘器内部的扇形刮灰装置。电除尘器内部刮灰装置是电除尘器中非常重要的一部分，电除尘器排灰是否顺利，会影响到整个系统的正常运转。该除尘器的刮灰装置采用齿轮带动弧形销齿传动，并采用干油集中润滑，保证了刮灰装置的顺利运行。④耐高温的双排链式输送机。由于该除00尘设备除尘效率高，所以有大量的灰需要即时输送出去。设备采用了可靠的耐高温的双排链式输送机进行输灰，确保输灰顺畅。主要通过对阴极线施加高压电，阴极框架和阳极板之间形成闭合的电场，通过静电感应形成电流，将通过电场气流中的粉尘颗粒进行击打，使其中的灰尘分别带有正电荷和负电荷，分别吸附在阴极线和阳极板上，仅有以分子形态存在的气流通过除尘器，从而将粉尘与气流分离开，达到除尘的效果。吸附在阴极线和阳极板的灰尘通过阴、阳极振打，落在除尘器内，并通过A、B扇形刮灰机将灰尘排到输灰来系统中。出入口分布板的作用：从管道中过来的气流能够均匀的通过除尘器，防止除尘器内出现局部灰尘过大的现象，并通过分布板振打装置将黏附在分布板上的灰尘振落。4、转炉烟气的动力设备（ID风机）为干法除尘系统提供动力，将转炉在生产过程中产生的烟气和灰尘吸到除尘器内，通过除尘器对转炉烟气进行净化，净化后的转炉烟气分别送往煤气柜或者排放到大气内。5、转炉煤气的回收和排放设备（切换站和煤气冷却器）切换站的功能通过煤气分析仪对转炉烟气的成分的化验和分析，进行煤气的回收或放散，由两套液压驱动的杯阀实现煤气的回收或者放散。煤气冷却器在静电除尘器后主要对合格的转炉煤气进行洗涤和降温，将转炉煤气的(100℃～150℃)温度降到70℃以下后排入煤气柜。煤气冷却器内上部装有两层喷水系统，合格的转炉煤气从煤气冷却器下部进入顶部排出，从而达到降温作用。通过煤气分析仪的检测，将不合格的转炉煤气直接通过燃烧释放到大气中。6、粉尘排放设备（即EC粗输灰系统和EP细输灰系统）。主要通过双排链式结构的输灰链条将由EC系统和EP系统产生的粉尘输送到储灰罐中，达到粉尘的排放功能。电除尘的工作原理、控制和影响除尘效果等因素的探讨目前，氧气转炉炼钢的煤气净化回收主要有两种方法，一是采用煤气湿法(ＯＧ法)净化回收系统，二是采用煤气干法(ＬＴ法)净化回收系统。干法(ＬＴ法)除尘系统主要由蒸发冷却器、静电除尘器和煤气冷却器组成。与老式的除尘系统（ＯＧ）法相比，ＬＴ法的主要优点是：除尘净化效率高，通过电除尘器可直接将粉尘浓度降至10ｍｇ/Ｎｍ3以下，对于粒径小于0.1um的微细粉尘，仍有较高的除尘效率；该系统全部采用干法处理，不存在二次污染和污水处理的系统；系统阻损小，煤气回收热值高，回收粉尘可直接利用，节约了能源；系统优化，减少占地面积，便于管理和维护。因此，干法除尘技术比湿法除尘技术具有更高的经济效益和环境效益。干法(ＬＴ法)技术在国际上已被认定为今后的发展方向。由于所回收的煤气可以再利用，太钢的转炉炼钢过程已经实现负能炼钢。经电除尘器（ESP）处理过的铁含量较高的粉尘灰，经压块系统处理后，可以当废钢继续使用。另外，在环境保护和能源方面比较，由于湿法（ＯＧ）净化回收系统存在着能耗高（比如：水，电等资源是LT法的5倍消耗）、二次污染的缺点，湿法（ＯＧ）系统将随着社会的发展而逐渐被干法(ＬＴ法)除尘系统所取代，它将成为冶金工业可持续发展的先决条件。该技术已获得全世界的普遍重视和采用，到目前为止，中国已有宝钢、莱钢、包钢、太钢等钢厂从德国引进该技术，并得到了应用，其应用总数已达18套以上，其中太钢的LT系统除尘效果在国内钢厂中达到领先水平。此外，天津铁厂新引进的LT系统也已于2007年4月28日进行了热试。静电除尘器（ESP）的工作原理静电除尘器的功能是除去转炉煤气的灰尘。在LT工艺中，由于转炉特殊的操作方式，煤气冷却系统和ESP除尘系统必须交替处理含O2和含CO的煤气。为此，整个LT系统按优化流体动力设计，如：对整个气体管路进行密封，防止形成气体爆炸性混合物和产生燃烧；此外，炼钢过程中煤气气流的成分随着转炉操作阶段的改变而改变，而流体的动力设计可以防止混合煤气气流的缓冲压力。在转炉吹氧过程中，烟气燃烧是不可避免的，水平电除尘器的设计能抵抗压力波动，并且在出口和入口安装有选择德国进口的卸压阀，这些阀的关闭位置分别由三个光电开关监控，以此来保证系统的安全性能。静电除尘器分别由平行布置的电极组成。这些电极通过ESP壳体接地，准备被除尘的气体依次流经电极间通道、煤气通道的分布板以及放电电极。放电电极为高压负电的条形带刺电极，由绝缘子支撑，由于在放电电极周围的高磁场密度，形成了放电电晕，从而形成了带负电的煤气电离子。在高压静电磁场的作用下，煤气负电离子流向阳极板，在正电极板上形成了电流，部分负极煤气离子附着在灰尘上，如同放电给电极一样，将带电离子转给灰尘，灰尘则吸附在阳极板（CE）上。从干煤气中收集到的灰尘沉积到电极上，通过CE振打周期性的排出。负离子灰尘则吸附在阳极收尘板上。3静电除尘器(ESP)的配置LT炼钢工艺中的静电除尘器包括一个柱形钢罩，除下部区域外，这个钢罩整体有绝热防护罩，在这个罩子里，安装有4个串联的高压静电场，每个静电场有几个并联的大暗煤气通道。如前所述，煤气通道由接地集电极形成，其中布置有高压放电电极——阴极线(DE)。集电极包括立式阳极板，沿煤气流向一个挨一个布置。一个静电场的集电极包括若干根阴极线组成的阴极框，由一个公共的上下支撑系统支撑。放电系统包括放电电极架，布置在煤气通道中心，上面安装有放电电极。放电电极架包括钢罩上部通过支架、支撑管悬挂的绝热支撑。每个支撑架通过两个安装在绝热支撑子上的支撑管悬挂，绝热支撑安装在阴极吊挂上，可将放电电极的负荷转移到ESP壳体上，在每个放电系统下部，还安装有一个专用的固定装置，防止其掉入刮灰区域。绝缘支撑的电加热器用来防止由于集尘和潮湿产生的电火花。通过加热器给绝缘瓷瓶进行加热。绝缘瓷瓶的温度保持在120℃，绝热支架加热系统的输入功率被监控并转换为信号，防止高压瓷瓶结露和爬闪，保证高压电场的正常运行。4ESP振打系统ESP振打系统包括：阴极振打系统（DErappingsystem），阳极振打系统（CErappingsystem），分布板振打系统（Gasdistributionwallrapping(GDW)system）。5ESP本体的高压装置高压装置是静电除尘器控制中的核心项目，此装置产生放电电极电子释放和集尘所需的高压直流电。电压尽可能保持最高。如仅为放电产生电弧电压之下，要同时确保最大的电晕电流和最大的除尘效率。高压装置主要由两个组件组成：（1）控制柜（HV柜）其主要配置有：●熔断保护的进线柜●开关●单相可控硅整流器（SCR）●测量和监控仪表，如——电压值——安培值信号系统●ON/OFF按键●与远程控制和远程测量相连的光缆接头（口）和PIC166模板●最重要的自动除尘控制。（2）变压器/整流器装置（T/R装置）主要配置有：●一级侧电流极限电抗器●变压器●二级管构成的整流器块●二级侧空气抗电器●高压分离器，测量高压直流电流和高压直流电压●高压侧电弧检测器绝缘油的温度，由带极限开关的监测器监控和连锁。高压设备的控制高压设备的输出与工艺成比例，需对高压装置的输出进行控制，因此，有两种操作模式：（1）装料，吹氧，正常操作时，高压电场满负荷工作。（2）停炉阶段时，高压电场自动变为省电模式。如果卸压阀卸爆后，高压装置跳闸。高压装置的调节在HV控制柜内进行，只有ESP内的电弧或短路产生的卸压卸爆后跳闸可从HMI画面上的到报警信息。ESP系统的实践经验以下是对LT系统中的一个重要组成ESP（电除尘系统），在工作中总结出来的一些实践经验（仅供参考）。（1）卸压阀故障处理的方法：电除尘器入口和出口均安装有3或4个卸压阀（根据转炉的容量而订），电场内压力超过卸爆极限时，此阀打开，压力恢复正常，此阀关闭。为安全起见，每个卸压阀的关闭位置由3个光电检测开关监控。卸压阀上的光电检测开关信号是不可短接的，因为它的密闭性要求非常高，如果卸压阀没有归位，此时短接该阀的检测信号，继续炼钢就会在ESP的高压电场内引起剧烈的燃烧，从而使ESP（电除尘）受到毁灭性的爆炸，无法修复。建议在ESP出口安装一支热电偶进行在线检测，若在画面发现其ESP出口温度高于200℃，并且查看烟道上的激光分析仪检测的CO和O2含量是否将达到燃烧爆炸的危险极限，通过查看，操作工可以点击HMI画面上的事故提枪的连锁按钮，迫使转炉停止吹氧，去现场查看卸压阀的密闭性，来进行保护整个系统的安全性。（2）减少高压电场卸爆和阴极线的断裂的措施和建议：合理控制EC系统的水和蒸汽量，根据EC进出口温度进行调节，保障高压电场除尘的灰是干的。并且想尽一切办法，严格控制转炉吹氧中的氧枪提枪次数，因为只要转炉在炼钢中提枪，再进行后吹就会使得碳氧反应剧烈，造成电场卸爆，间接影响阴极线的使用寿命。在ESP本体控制柜内，增加四个高压电场短路时，进行屏蔽电场的单联开关，使得处理时间会更短，保证转炉的生产节奏。（3）影响电除尘除尘效果的主要因素探讨：●在额定电流或电弧下运行系统●保持电压尽可能处于恰恰低于电弧极板之下●达到一个充分的电弧电流●通过增加电压直至