钢铁工业除尘系统

钢

铁

工

业

除

尘

系

统

司

有限公

保设备

利仁环

泊头市

30

o9.

2018

钢铁工业除尘系统

改革开放以来，我国钢铁工业发展迅猛，已经成为国民经济的重要支柱产业。

随着产量的不断攀升，钢铁企业的烟粉尘污染问题日益严重。同时，钢铁工业已经

成为我国工业烟粉尘的第三大排放源。

钢铁冶炼粉尘排放量大，污染严重，影响面广，因此世界各国都很重视，对其

发生量、影响危害和控制技术作了大量研究工作.物料破碎、筛分、输送过程中粉

尘的发生量随物料性质、生产工艺和设备、管理水平的不同相差很大。从历年大气

环境监测数据和各种大气污染物排放量统计数据的评价分析结果证明，粉尘是钢铁

工业的主要大气污染物。

粉尘对人体的危害程度，除与吸入量有关外，还与粉尘理化特性有密切关系。

一般来说，较大的尘粒在空气中停留时间较短，不易被人体吸入，即使被吸入到呼

吸道，也往往被鼻腔、鼻咽和上部气管的粘膜或纤毛所阻留。较小尘粒可较长时间

地悬浮在空气中，较易被人体吸入，可通过呼吸系统到达肺泡管.细微尘粒可深入并

滞留在肺泡内，从而对肺组织造成危害。颗粒越细的粉尘，化学活性越强，在人体内

造成肺组织纤维化的作用也越显著。此外，细粉尘特别是金属氧化物粉尘具有较强

的吸附和催化作用，大气中有许多有害气体或元素易被其吸附。如果吸附有害成分

的粉尘被人体吸入，更加剧了对人体的危害。

我国典型钢铁企业烧结、球团、炼焦、高炉炼铁、转炉炼钢、热轧、冷轧、自

备电站和石灰窑等是钢铁企业的十大烟粉尘重点排放源。在烟粉尘治理上，可以针

对性的对这些工序中的重点排放源开展除尘设备改造升级和系统优化，泊头市利仁

环保设备有限公司根据钢铁企业烟粉尘重点排放源采取的烟粉尘治理措施：

钢铁厂烧结机除尘器

随着我国粗钢产量的逐年增长，钢铁行业大气污染问题愈加严重。烧结作为钢

铁生产过程中污染最严重的工艺环节之一，其烟气治理已经成为重中之重。GB28662

—2012《钢铁烧结、球团工业大气污染物排放标准》提高并新增了多种污染物排放

限值，对烧结烟气污染物防治提出了更高的要求。

烧结过程烟气量大，污染物种类多，含量波动大，烟气温度高。目前烧结机头

烟气污染物的治理措施主要分为3个阶段：源头减排、过程控制和末端治理。

源头减排是在保证烧结矿性能不受影响的前提下，通过对烧结原料中的S、N、

矿物元素以及不完全燃烧的碳颗粒物等成分的控制，从源头上减少烟气中多种污染

物的排放浓度，降低末端治理设备的净化压力。

过程控制是在烧结生产过程中进行污染物减排。主要方法是采用烟气循环技

术，去除烟气中的多种污染物，减少烟气和污染物的排放总量，并利用循环烟气中

的余热，降低能耗.

末端治理则是采用电除尘器（ESP）、布袋除尘器（FB）和湿法脱硫（WFGD）等

净化设备来脱除烧结烟气中的各种污染物。为满足愈发严格的排放要求，必须改造

升级优化设备，或者更换更高脱除效率的净化设备。同时，净化过程产生的废弃物

若处置不当会造成二次污染。

烧结工厂根据烧结机尾部除尘排气量大、气体温度高和含尘浓度高的特征，在

为烧结机选择除尘器体系时，依据烧结机的不同情况进行分析，以使布袋除尘器达

到更好的除尘作用。

钢铁厂烧结机布袋除尘器功用特征

1、选用上部抽袋办法，改进了换袋的操作作业.

2、完善的控制体系，自动化水平的提高，保证除尘体系的长效、稳定作业.

3、紧凑的进出口风道以及均风设备，气流阻力小，降低能耗和运营成本。

4、设备选用双离线控制，可实现不停机换袋，检修不影响设备正常作业。

5、选用分室脉冲喷吹清灰，清灰周期长，消耗低，可成倍延长滤袋与脉冲阀

寿数。

6、箱体选用气密性规划，密封性好，查看门用优质的密封材料，制造过程以火

油检漏，漏风率低.

7、选用脉冲喷吹清灰技术，清灰能力强，除尘效率高，排放浓度低，能耗低,

钢耗量少，作业稳定牢靠，经济效益好。

根据烧结机尾现场情况，保留原有静电除尘器整体混凝土基础结构；保留一、

二电场整套高压控制系统不变，利用三、四电场原有壳体结构不变，拆除三、四电

场内部阴、阳极机构，在其内部分室布置布袋结构区，重新安装滤袋袋笼装置、清

灰系统、提升阀、压力差压及温度检测装置等；拆除原三、四电场配套高低压控制

柜，更换三、四袋除区的控制柜，并与一、二电场控制的衔接。把原电除尘器改造

成二电二袋的电袋复合式除尘器。

钢铁厂烧结机除尘器采用电袋复合式除尘器，其特点优势：除尘效率高，不受

烟气粉尘比电阻值及其它工况条件的影响，可以使除尘器出口颗粒物浓度长期高

效、稳定保持在10mg/m3以下.与电除尘器相比，烟气粉尘性质的适用范围更广，

对不同性质的烟气，都具有较好效果。电力损耗方面，其耗电量比较低，综合能耗

更优。与常规布袋除尘器相比，其工作的负荷比较低，清灰周期是常规布袋除尘器

的2倍以上，设备的滤袋能够使用较长时间。除尘设备运行稳定可靠，整体维护量

少，可以大幅降低除尘器滤袋及配件的更换维护费用。

也袋复合式除尘器工作机理：它采用前电后袋结构，利用前级电场的高效除

尘性能先将烟气中80%以上的颗粒物收集，并使通过电场且未被收集的少量颗粒物

电离荷电。荷电后的颗粒物进入后级布袋除尘区，被滤袋拦截过滤捕集而达到净化

烟气目的，同时降低了布袋除尘区的负荷并避免粗颗粒对滤袋的冲刷磨损。是一种

有机结合电除尘器与布袋除尘器的高效节能除尘器，它采用了静电除尘和布袋除尘

的原理，能充分发挥两者的除尘优势。电袋复合式除尘器前级电场的预除尘作用和

荷电作用为提高电袋复合式除尘器的性能起了重要作用。电袋复合式除尘器具有除

尘效率高、透气性强、滤袋阻力低、使用寿命长等特点。

烧结机除尘器注意事项：

(1)输灰装置、减速机等机械运动部件应按规定注油和换油，发现有不正常现

象应及时排除。

(2)脉冲阀膜片损坏应及时更换.如有故障，应及时地排查，内部有水分、杂

质，应进行清洗

(3)一线员工应熟悉布袋除尘器和电除尘器的性能、原埋、使用状况，并掌握

维修和调整方法。

(4)使用定阻式脉冲控制仪，应定期检查压力开关的工作情况，测压口是否

堵塞，并进行清理。

⑸开机时，应先接通压缩空气至储气罐，接通控制电源，开启排灰装置，如系

统中还有其它机械设备，应先启动下游设备。

(6)气源三联件、储气罐中的分离器应每天排污一次，且油水分离器应每隔4

一8月清洗一次，油雾器应经常检查存油情况，及时加油。

(7)定期测定工艺参数，如烟气量、浓度、温度等，发现问题，应及时查找原

因并处理定时脉冲控制仪，定期测定清灰周期是否准确，否则应进行调整。

(8)停机时，在工艺系统停止之后，应保持布袋除尘器和引风机继续工作一会

儿，得以排除设备内的水分和灰尘，注意的是，在布袋除尘器停止工作时，一定反复

操作除尘器进行清灰(用手动清灰检查是否有积灰)，将除尘滤袋上的粉尘除掉，以

防受潮气影响而糊虑袋。

烧结机除尘器安装位置设立在高炉附近.有进风管道分别与各高炉的吸尘罩

连接，管道上各安装一个蝶阀。电袋复合式除尘器是钢厂烧结机除尘器的发展趋势。

是解决烧结机烟气的理想除尘设备，利仁环保针对钢铁厂烟尘排气量大、气体温度

高和含尘浓度高的特点，在为烧结机选择除尘器系统时，根据烧结机的不同情况进

行分析，以使除尘器的除尘效果达到环保要求。

球团厂的除尘系统

球团生产工艺是一种提炼球团矿的生产工艺，球团与烧结是钢铁冶炼行业中作

为提炼铁矿石的两种常用工艺。球团矿就是把细磨铁精矿粉或其他含铁粉料添加少

量添加剂混合后，在加水涧湿的条件下，通过造球机滚动成球，再经过干燥焙烧，

固结成为具有一定强度和冶金性能的球型含铁原料。

铁矿球团厂一般由原料准备、配料、混匀、造球、焙烧及成品冷却等系统组

成，球团厂在生产过程中产生和散发的烟气及有害废气、粉尘湿法处理过程中产生

的污水、高速运转设备发出的噪音，复合流程中分出的废渣等等，都将对环境造成

综合的污染，其中粉尘是比较大和严重的主要的污染物.为了防止污染保护环境，必

须采取有效地措施对球团厂烟气进行除尘。

我公司采用的大气反吹布袋除尘器，是在负压、外滤、下进风净化烟气的，

反吹风布袋除尘器通常都设有多个过滤室，每个过滤室依次进行喷吹，其它室仍能

够正常的过滤。它的工作原理是含尘烟气经过除尘器进口烟道进入各室花板下部，

由于灰斗中设有挡板，烟气中较粗的尘粒被分离落至灰斗，然后含尘烟气防磨导流

短管至各室布袋内部，经布袋过滤除尘后的净化烟气有各室上部的烟气出口汇集，

经出风管由风机至烟筒排入大气。

由布袋过滤除下的粉尘，一部分在运行中自行落入灰斗，一部分沉积在布袋的

内部，并导致除尘器的进出口的压差逐渐增大，当压差超过设定的阻力值时，反吹

清灰程序控制器开始动作，并按选定的程序，一次关闭各除尘器的出风阀门，开启

反吹风阀门对各室滤袋经行程序反吹清灰，使阻力下降至选定值时，布袋除尘器各

室依次恢复正常的过滤。

焦化厂的除尘系统及烟气

焦化厂简单来说就是通过煤冶炼成焦化炭的过程，在此过程中通过技术手段提

取和回收化学产品，至今炼焦化学工业的产品已达数百种，中国炼焦化学工业已能

从焦炉煤气、焦油和粗苯中制取一百多种化学产品，这对中国的国民经济发展具有

十分重要的意义.焦化厂一般由备煤车间、炼焦车间、回收车间、焦油加工车间、

苯加工车间、脱硫车间和废水处理车间组成.其中在运输、破碎、筛分、干熄焦等

环节会产生大量的粉尘和烟气污染环境。考虑到国家节能减排日趋严格，布袋除尘

器的低排放具有极大优势，同时布袋除尘器维护检修容易且成本低，而且低压脉冲

除尘器为现今布袋除尘器中技术较为先进且成熟的，具有清灰效果好，排放浓度低

的特点所以本除尘系统选取低压脉冲防爆除尘器。焦化厂地面站除尘使用袋式除尘

器实现对装煤烟尘捕集，炉顶与地面站烟气转送，烟气温度调节控制，烟气净化一

体化，利用推焦过程中收集在滤袋表面的焦粉来防止装煤过程中烟尘含有焦油和水

汽粘结滤袋，保障了设备长期安全稳定运行。

地面除尘站涉及的除尘点包括炉顶导烟孔、装煤机侧、拦焦炉门、导焦栅、熄

焦车上方。烟尘通过吸尘罩和管道收集后，经和炉顶导烟车、装煤推焦车和拦焦车

连接行进的皮带小车，由通风槽导入蓄热式火花捕集器，再通过长袋低压脉冲袋式

除尘器净化，净化后的干净气体经风机、烟囱排入大气。布袋除尘器收集的粉尘经

星形卸灰阀、埋刮板机、中间灰仓、无尘装车机，由汽车外运.

装煤除尘系统由两大部分组成，炉顶部分是带烟尘捕集装置的除尘装煤车，由

活动烟罩、导烟管、烟气调节阀、空气调节阀、安全阀、伸缩连接器等组成烟尘抽

吸系统.通过伸缩连接器开启集尘干管上的接口翻板阀。装煤时冒出的烟气与定量

的空气混合，经集尘干管送到与焦侧除尘合为一体除尘地面站净化处理。另一部分

是推焦装煤合二为一烟尘净化地面站，在地面站内设风机，离线式脉冲袋式除尘器，

带液力偶合器的排烟机机组，除尘器回收焦粉输灰装置等以及相应配套的电气、仪

表设备，以及压缩空气和冷却水系统。

焦化厂地面站除尘器采用低压清灰方式，滤袋喷吹程序和控制时间等由电气PLC

系统进行控制，回收的粉尘可外卖或拉至料场处理。除尘系统设计在确保除尘效果

和除尘系统安全可靠运行的条件下，根据除尘系统阻力和焦炉的运行情况，调整确

定风量。

焦化厂地面站除尘器优点

1、装愫除尘采用非燃烧方式兑入大量的空气，使烟尘中的可燃成分含量远低于爆

炸下限，保证了烟尘进入除尘大系统中是安全的；

2、焦侧除尘系统收集的是二燥的焦粉和气体能有效的吸收装煤烟尘中的有害成分，

焦油和水分，不需考虑除尘设备的保温，力口热，防结露等措施；

3、采用低压管喷脉冲除尘器大大的提高了除尘器的清灰能力，防止粉尘粘结滤料，

而增大系统阻力；

4、本系统设计充分发挥地面除尘设备的净化处理能力，通过风机和管路系统的特殊

设计和控制使装煤除尘与焦侧除尘合为一个系统，可大大节省改造投资。

焦化厂除尘器的流程

焦炉出焦的大量高温含尘烟气，经导焦槽上大型吸气罩捕集后，通过接口翻板

阀进入集尘主管，送入蓄热式冷却器冷却，然后进入袋式除尘器净化。净化后的烟

气通过风机、消音器及烟囱排入大气。通过布袋除尘器和冷却器捕集下来的粉尘经

气动双层排灰阀进入刮板输送机，再由斗式提升机将粉尘送入粉尘仓，最后由加湿

卸灰机定期将粉尘装入汽车运出.为节省电能，在通风机和电机之间配置了调速型

液力偶合器，通过摩电道将信号传输到除尘站她面控制系统，通风机由低速转为高

速时产生较大的吸力，将粉尘抽到除站进行处理，推焦后，偶合器勺管由高位转为

低位，风机由高速变为低速。

在通风机由高速转为低速时，开启冷风阀及旁通阀，使除尘器在滑灰时处于离

线状态，同时使冷却器蓄热板冷却，为下次出焦做准备.脉冲电磁阀自动进行脉冲

反吹，然后振动器振打排灰.

焦化厂除尘器工艺流程

在装煤过程中产生的烟气由接口翻板进入除尘管，然后和预喷涂料仓来的预喷

涂料混合进入脉冲袋式除尘器净化，净化后的烟气经除尘器管道排入大气。在除尘

中被捕集下来的粉尘经气动双层排灰阀排入刮板运输机，由斗式提升机将粉尘送入

粉尘仓，最后由加湿卸灰机定期将粉尘装入汽车运出。煤车打开接口盖时自动将信

号送到地面站使风机高速运转，装煤后风机自动转为低速，脉冲控制仪启动进行脉

冲反吹，然后进行振打，排灰。

炼钢厂的除尘系统

炼钢厂转炉烟气除尘属于高温气体除尘，布袋式除尘器等常规除尘手段无法应

用，因此应用文丘里烟气处理系统的企业较多。但文丘里烟气处理系统的典型缺点

是压力损失大（可达到10kpa左右），因此能耗较高.现阶段全国节能减排的背景下，

如何既能对与高温尾气进行处理，又能够大幅度降低能耗，是每个企业与研究机构

郑重不断探索的。

炼钢转炉烟气除尘系统

某钢厂转炉在兑铁水、加废钢、倾动出钢、出渣时均产生大量烟气，转炉吹炼

时从罩裙与炉口之间也有知分烟气逸出，这些烟气统称转炉的二次烟气.为防止二

次烟气对环境的污染，设置二次烟气除尘系统。根据同行业转炉二次烟气除尘系统

存在转炉二次烟气除尘系统除尘器采用大气反吹清灰袋式除尘器，由于反吹式清灰

方式的清灰能力较差，使除尘器运行一段时间以后，阻力增加，除尘效率下降；转

炉二次烟气温度较高，有时会造成除尘布袋损坏，导致排放浓度超过国家标准；布

袋除尘系统风机转速恒定，当转炉在非兑铁水状态，风机全速运转，造成电能浪费；

这些缺陷，直接影响除尘效果，运行成本也较高。

针对这些问题，公司在为该钢铁厂设计转炉二次烟气布袋除尘系统时采取以下

措施：

(1)转炉二次烟气布袋除尘器采用长袋低压脉冲除尘器。

(2)将转炉加料除尘系统的风量直接加入转炉二次烟气布袋除尘系统，达到

冷却效果，使布袋除尘器入口的烟气温度保证低于120°C.

(3)为节能降耗，风机设计采用变频电机，根据冶炼工况的变化对风机转速进行

调节。

系统的设计

2。1、除尘器方案的确定

该钢铁厂转炉二次烟气除尘器的吸尘罩最佳方案是将转炉操作层以上部分的

转炉四周全封闭起来，设炉前吸尘罩。吸尘罩为两侧吸风式，由吸尘罩主体及活动

垂帘构成，由于吸尘罩口烟气温度较高，为防止吸尘罩长期受强热辐射热影响而烧

坏、变形，在烟罩内侧受强热辐射热部位加衬耐火材料。炉前吸尘罩的二次烟气，

经管道进入布袋除尘器，净化后的烟气通过风机、烟囱排放，排放浓度控制在

50mg/m3o

202、布袋除尘系统风量的确定

2。2o1、转炉二次烟气除尘系统风量以兑扶水时为最大，转炉二次烟气量统

计如下:

1）、兑铁水烟气量为270000m3/h;工作温度：220℃;

2）、吹炼烟气量为210000m3/h；工作温度：80℃;

3）、拆修炉烟气量为120000m3/h；工作温度：80℃;

4）、氧枪维修烟气量为30000m3/h；工作温度：80℃;

2.2o2、为避免因烟气温度过高而造成布袋除尘器的除尘布袋造价高，将烟气

温度冷却至120℃以下。设计将转炉加料系统的除尘风量加入转炉二次烟气除尘系

统，一方面直接降低了系统的烟气温度，另一方面也解决了转炉加料系统的除尘问

题。

将转炉加料系统的除尘风量作为冷空气，直接风冷即是在高温烟气中直接进

入冷空气进行冷却进入布袋除尘器，按热平衡式进行计算，将转炉二次烟气温度

220℃降到120℃,需渗入227803m3/h的冷空气，即转炉加料系统的除尘风量。系统

总风量包括原始风量、直接渗入冷空气量（转炉加料系统除尘风量），总计为

497803m3/h,换算成烟气温度为120℃时的烟气量为7•17X105m3/ho

2.3、转炉布袋除尘系统的阻力

转炉布袋除尘系统阻力包括设备阻力、风管总压损。设备阻力包括布袋除尘器、

消声器的阻力，风管总压损包括局部压损和沿程压损，确定管内风速在兑铁水时为

30m/s,吹炼时为25m/s,其余工作状态为17m/s,计算得出，风管的总压损为3210Pao

2.4、风机的选择

根据在其它钢铁厂在布袋除尘器方面的运行经验，风机的风量应在系统风量上

加20%,全压为系统总压力损失：风管的总压损3010Pa、除尘器阻力1500Pa、消声

器阻力150Pa、风机动压损失50Pa,4项的和为5110Pa,取储备系数175,则风机

的全压取5877Pa,配电机轴功率2032kW。选择风机时宜采用风机中间支承（F式）

的传动方式以保证运行平衡性。尤其是风机，因为叶轮磨损和积灰后会影响转子的

平衡，容易引起风机振动。由于转炉工况是变化的，如果对风机转速不进行必要的

调节，将造成大量电能浪费，所以应根据转炉工况所需风量对风机转速进行调节。本

设计采用变频电机.

2.5、除尘器的选择

为使设备阻力变得更低，转炉二次烟气除尘应用了适合转炉二次烟气治理的长

袋低压大型脉冲袋式除尘器，其主要特点是：

1）、转炉低压脉冲除尘器主要由箱体、灰斗、进风均流管、出口风管、支架、

滤袋及喷吹装置、卸灰装置等组成。它采用薄板型提升阀实现离线三状态，清灰技

术先进、工作可靠。

2）、转炉布袋除尘器设计合理的进风均流管和灰斗导流技术解决了一般布袋

除尘器常产生的各分室气流不均匀的现象。

3）、转炉低压脉冲除尘器袋袋结构按不同工况有多种结构形式（八角形、圆形

等）。更换滤袋快捷简单。

4）、转炉布袋除尘器滤袋上端采用弹簧胀圈形式，密封好；维修更换布袋笼标

准长度为6m,还可根据需要增长1—2m.

5）、转炉布袋除尘器电磁脉冲阀易损件膜片的使用寿命大于100万次。除尘器

控制可采用先进的程控器，具有差压、定时、手动三种控制方式，对除尘器离线网、

脉冲阀、卸灰间等实现全面系统控制。

6）、清灰能力强.清灰时滤袋壁得到的加速度为重力加速度g的60~200倍（反

吹风袋式除尘器只能达到3~5g[3]），所以设备阻力低。即使对于各种炉窑（如炼

钢电弧炉）烟尘，仍能保持正常的设备阻力（低于1600Pa）。

7）、喷吹压力低，达到上述清灰强度所需的压力为0・15~0・2MPa。这是由

于采用了压力损失小而启闭迅速的直通式快速脉冲阀以及设计合理的喷吹管，可在

最短的时间内向滤袋内输送充分的清灰气流，因而能以低压力和相同的压气耗量获

得更好的清灰效果.由于喷吹压力低，可采用管网压力，不需专设空压机。

8）、除尘器控制可采用先进的程控器，具有压差、定时、手动三种控制方式，

对除尘器离线阀、脉冲阀、卸灰阀等实现全面系统控制，现场无需设操作人员，实

现了除尘系统无人职守。

长袋低压大型脉冲袋式除尘器技术参数：

除尘器过滤面积：15000m2；

除尘器过滤风速：0.7~0.8m/min

除尘滤袋数量：50400条

脉冲阀数量:3600套

离线阀数量：360个

结论

该钢厂转炉二次烟气除尘器选用长袋低压脉冲除尘器，风机采用电频电机，公

司设计将转炉加料除尘系统风量直接与转炉二次烟气除尘系统合并为一台布袋除

尘器.布袋除尘系统投产后，烟气排放浓度小于30mg/m3,烟气温度在110℃以下。

实践证明，该脉冲布袋除尘系统具有节能、捕集率高、排放浓度低、自动化程度高

等特点。

石灰窑的除尘

根据石灰粉的相关特性以及石灰生产的生产工艺系统，包括采集和加工处理的

各个工序（运输、干燥、破碎、筛分和包装等），在这些工艺过程中，会产生大量的

粉尘泄漏，为了减少泄漏石灰粉对环境的危害，需要有良好的除尘系统。这些粉尘

如果不及时的给予捕集回收，不仅污染了环境，严重影响岗位操作人员的身体健康,

也浪费了宝贵的能源和资源。因此，凡是与粉尘有关的生产工序必须有防尘设计。

除尘系统的设计计算包括除尘管道流量和阻力损失的设计计算、除尘设备阻力确定

以及风机和电机的选择等，其中最主要是管道系统的阻力计算。

气体内所含的粉尘为石灰石粉尘，石灰石粉尘粒径较小，为了达到排放标准，

采用布袋除尘器。布袋除尘器是一种依靠过滤材料来实现分离含尘气体中粉尘的选

用、过滤风速的确定、烟气流量的确定、过滤面积的确定、滤袋数量与实际流速的

确定、除尘器型号的确定、清灰喷吹制度的确定、除尘效率的核算等。

石灰窑布袋除尘器具有清灰能力强、设备阻力低，占地面积小，运行