转炉钢厂除尘工艺流程详解

转炉钢厂除尘工艺流程详解一、引言转炉炼钢作为钢铁生产的核心工序，吹炼过程会产生大量含尘烟气。这些烟气若直接排放，不仅会造成铁资源浪费，还会对环境和人体健康形成严重威胁。一套高效稳定的除尘系统，既是企业满足环保合规的刚性需求，也是提升资源利用率、降低生产成本的关键支撑。本文将从烟尘特性入手，系统解析转炉除尘的核心工艺与技术要点，为钢厂除尘系统的设计、运维提供参考。二、转炉烟尘的产生与特性转炉炼钢的烟尘产生阶段以吹炼期为主（产尘量占比超80%），出钢、出渣、加料等辅助工序也会产生少量烟尘。吹炼时，氧气与铁水、废钢中的碳、硅、锰等元素剧烈反应，高温烟气裹挟着大量金属氧化物（以FeO、Fe₂O₃为主）、粉尘颗粒及CO气体。烟尘具有以下核心特性：高温高湿：吹炼烟气初始温度可达1400~1600℃，且含饱和水蒸气；含尘浓度高：原始烟气含尘量可达60~120g/Nm³，粉尘粒径多为0.1~10μm（超细粉尘占比高）；易燃易爆：烟气中CO体积分数可达60%~80%，与空气混合易形成爆炸性混合物；成分复杂：粉尘含Fe、Ca、Mg、Mn等金属氧化物，兼具回收价值与腐蚀性（含硫氧化物时腐蚀性更强）。三、除尘工艺系统组成与核心流程转炉除尘系统分为一次除尘（主烟气除尘、煤气回收）和二次除尘（环境除尘、控制无组织排放），辅以输灰、污水处理、自动控制等子系统。（一）一次除尘系统：烟气净化与煤气回收一次除尘的核心目标是净化高温烟气、回收CO煤气（热值约7500kJ/Nm³），主流工艺分为湿法（OG法）和干法（LT法），二者流程差异显著。1.湿法除尘（OG法）：成熟可靠，水耗较高OG法（转炉煤气湿法净化回收工艺）通过“冷却+洗涤”实现除尘，典型流程为：烟气冷却：转炉烟气→汽化冷却烟道（利用烟气余热产生蒸汽，降温至800~1000℃）→蒸发冷却器（向烟气喷水，降温至200~300℃，同时粗除尘，去除大颗粒粉尘）。精除尘与脱水：降温后的烟气→文氏管除尘器（高速水流冲击烟气，粉尘被水捕集，烟气进一步降温至60~70℃）→脱水器（分离烟气中的水雾，确保煤气含水量≤4g/Nm³）。煤气回收/放散：净化后的烟气→风机（克服系统阻力）→煤气柜（CO浓度≥35%时回收）或放散塔（点火燃烧后排放，避免CO污染）。关键设备特点：汽化冷却烟道：双套管结构，蒸汽压力约1.27MPa，余热回收率超85%；文氏管：采用“溢流文氏管+可调文氏管”组合，前者稳定水位，后者通过调节喉口开度控制除尘效率（喉口越小，除尘效率越高，但阻力增大）。OG法优缺点：优点：技术成熟、投资低、适应高粉尘浓度；缺点：水耗大（吨钢水耗约1.2~1.5m³）、产生含尘污水（需配套处理系统）、煤气含湿量高（影响热值利用）。2.干法除尘（LT法）：环保高效，干灰回收LT法（转炉煤气干法净化回收工艺）以静电除尘器替代湿法洗涤，流程为：烟气冷却：转炉烟气→汽化冷却烟道（降温至800~1000℃）→蒸发冷却器（喷水降温至180~200℃，控制粉尘比电阻，利于静电除尘）。静电除尘：烟气→干式电除尘器（通过高压电场使粉尘荷电，吸附于极板，振打后干灰落入灰斗）→风机→煤气柜（CO浓度达标时回收）。关键技术要点：电除尘器设计：采用“多电场、低风速”结构，确保粉尘荷电充分；极板材质需耐温（≥250℃）、抗腐蚀（如采用不锈钢或特殊涂层）；温度控制：烟气进入电除尘器前需稳定在180~200℃（温度过高易烧损设备，过低易结露腐蚀）。LT法优缺点：优点：水耗极低（吨钢水耗＜0.1m³）、干灰品质高（Fe含量≥55%，可直接返回烧结）、煤气热值高（含湿量＜1g/Nm³）；缺点：投资高（约为OG法的1.5~2倍）、对烟气温度波动敏感、维护要求高（需定期清理极板积灰）。（二）二次除尘系统：无组织排放控制二次除尘针对转炉无组织排放源（加料口、出钢口、渣道、炉口烟罩缝隙等），通过“集气罩+管道+除尘器”实现净化，流程为：烟尘收集：各排放点设置密闭罩/伞形罩（如出钢口采用活动烟罩，加料时用固定罩），通过负压将烟尘吸入管道；净化处理：烟气→布袋除尘器（或电除尘器）→引风机→烟囱排放（粉尘浓度≤10mg/Nm³，满足环保要求）。设备选型要点：布袋除尘器：滤料选用PPS（聚苯硫醚）或PTFE（聚四氟乙烯），耐温160~200℃，过滤风速≤0.8m/min，确保效率＞99%；集气罩设计：罩口风速≥1.5m/s，避免烟尘外溢；出钢口烟罩需随转炉倾动同步调整，保证捕集效率。（三）辅助系统：保障工艺稳定运行1.输灰系统一次除尘（干灰/湿灰）和二次除尘（干灰）的粉尘通过气力输送（如正压浓相输送）或机械输送（刮板机+斗提机）送入灰仓，干灰可直接外卖（用于烧结、制砖），湿灰需脱水后再利用。2.污水处理系统（仅OG法配套）OG法产生的含尘污水→沉淀池（重力沉降大颗粒）→过滤装置（如带式过滤机）→冷却塔（降温）→循环水池（加药调节pH、除油）→重新用于蒸发冷却器、文氏管，实现“零排放”。3.自动控制系统通过PLC/DCS系统监控温度、压力、流量、液位等参数：汽化冷却烟道：监控蒸汽压力、烟温，自动调节给水量；文氏管/电除尘器：自动调节喉口开度（OG法）或电场电压（LT法），保证除尘效率；煤气回收：实时检测CO浓度，自动切换“回收/放散”模式（CO≥35%时回收，否则放散燃烧）。四、工艺优化与环保升级方向（一）高效除尘技术迭代新型滤料应用：二次除尘布袋采用“PTFE基布+PPS覆膜”，耐温提升至220℃，过滤风速提高15%，降低设备投资；电除尘升级：LT法电除尘器采用“宽间距极板+高频电源”，粉尘比电阻适应范围扩大（10⁴~10¹²Ω·cm），除尘效率提升至99.9%。（二）余热与资源深度利用蒸汽梯级利用：汽化冷却产生的蒸汽优先用于厂区供暖、发电，剩余蒸汽用于污水处理系统；干灰高值化：LT法干灰通过“磁选+造粒”制成含铁球团，直接返回转炉，吨钢回收铁资源约3~5kg。（三）智能运维与低碳转型数字孪生系统：建立除尘系统三维模型，实时模拟流场、温度场，提前预警设备故障（如电除尘器极板积灰、文氏管喉口结垢）；低碳工艺：优化煤气回收逻辑，延长回收时间（如转炉前期CO浓度低时，通过“蓄热燃烧+余热发电”处理，减少放散损失）。五、结语转炉除尘工艺需兼顾“环保达标、资源回收、成本控制”三大目标。OG法与LT法各有适用场景（中小型钢厂多选OG法，大型钢厂倾向L