发布时间 : 星期六 文章年产500万吨合格铸坯全连铸转炉炼钢工程除尘系统设计更新完毕开始阅读
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LT干法静电除尘流程如下：
约1400℃的转炉烟气在ID风机的抽引作用下，经过烟气冷却系统(活动烟罩、热回收装置及汽化冷却烟道)；温度降至900℃左右进入蒸发冷却器内，对烟气进行降温、调制、粗除尘，烟气温度降到200℃左右，同时约有40%的粉尘在蒸发冷却器的作用下被捕获，形成的粗颗粒通过链式输送机、双板阀进入粗灰仓由汽车外运，经过静电除尘器精除尘后的合格烟气经过煤气冷却器降温到70℃左右后进入煤气柜，不合格烟气通过烟囱点火装置点火放散，整套系统采用自动控制，与转炉的控制相联系[11]。 LT法除尘系统有如下特点：
①LT系统净化后的烟气含尘量平均在10mg/m3，煤气可直接供用户使用；OG法净化后煤气含尘量在100mg/m3，供用户使用前需再用电除尘器净化 。
②LT系统阻力约为7500pa，湿式系统阻力约为20000pa，因此LT系统耗电量较湿式系统节省。
③LT系统耗水量约为湿式系统的1/5左右，整个系统没有污水。 ④LT系统由于控制程度高，煤气回收时切换速度快，其煤气回收量高。
⑤设备较简单，无需废水处理设施和污水脱水设备等，投资省，占地面积小。 2.4 烟气量的计算
每吨钢产生的炉气量等于：
1000?(4%?0.1%)?22.41??75m3。 120.86?0.1按烟气生成倍率为1.1618，则每吨钢产生的煤气量等于：1.1618×75=87.135 m3，考虑到前后期不回收煤气，定回收率为70%，即每吨钢可以回收的煤气量为：0.7×87.135=60.9945 m3。 3 冷却烟道及喷淋塔的设计 3.1 烟罩的设计
根据设计要求及设计公式计算可得：
(1)活动烟罩固定段拐点高度H和水平倾角?。从防止烟罩结渣考虑，通常取H=3～5 m，取H=4 m，?=60°(H：烟道垂直段拐点高度)。
(2)烟罩固定段内径D1为3.25 m。
(3)熔池直径为5.93 m，炉口直径2.55 m，烟罩固定段下沿到炉口之间的距离为1.28m。 (4)烟罩活动段罩裙下沿直径D2为6.63 m。 (5)烟罩固定段与活动段之间的间隙C0取15 mm。 (6)冷却水消耗量1261.60 m3/h。 3.2 烟气冷却设备
汽化冷却烟道的作用在于引导烟气进入除尘器，并冷却烟气，进行余热回收。进入烟道的烟气温度很高，为了保护设备和提高净化效率，烟道必须冷却。汽化冷却烟道是由无缝钢管排列围
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成的桶状烟道，一般采用密排管式，其加工简单，只需在桶状的密排管外边加上几道钢箍，再在箍与排管接触处点焊而成，密排管即使烧坏，更换也方便。
根据设计要求的转炉生产能力及烟气排放量，经过计算，设计采用的汽化冷却烟道的直径为3.86 m，长度为36.3m。 3.3 喷淋塔的设计
喷喷淋塔主要用于烟气冷却，同时也起一定的净化作用，可以对烟气进行初除尘。其主要参数如下淋塔用?8 mm碗型喷嘴，其流量系数为1.38。分两层布置，上层均布18个，中层均布18个。
经过计算，可得喷淋塔的技术性能如表3.1所示：
表3.1 喷淋空心汽化冷却塔的技术性能
参数名称 处理烟气量 塔体直径 塔体高度 烟气入口直径 烟气入口温度 烟气入口含尘浓度 烟气出口直径 烟气出口温度 烟气在塔内流速
喷水方式 塔内液汽比 喷水量
塔出口工况烟气量 塔出口含尘浓度 上锥顶高度 下锥底高度
4 电除尘器的设计 4.1 电除尘器的选取
本设计选用干法静电除尘器。静电除尘的原理是利用放电作用，使烟气中气体分子电离，由此导致尘粒带电，随即被静电吸引沉积于集尘电极上。当通入30～60KV左右的高压直流电后，电晕电极(阴极)与积尘电极(阳极)之间产生不均匀的电场，在阳极周围的某一空间内，电场强大到足以使烟气中的气体分子电离，电子和负离子向阳极运动时使尘粒带电，并一起移向阳极，于是尘粒便沉积在阳极上[9]。 4.2 除尘器主要参数
选取卧式电除尘器，选取双室、四电场的结构形式，C型断面的长方形极板，阳极采用侧面单边底部振打，阴极采用侧面单边中部振打。进气烟箱采用下进气方式，并设置导流板和两层气流均布板；出气烟箱采用水平出气，并设置槽型板。灰斗采用四棱台形。型号为XWD60×4电除
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单位 m3/h mm mm mm ℃ g/m3 mm ℃ m/s ～ g/m3 t/h m3/h g/m3 mm mm
数值 137701 5870 19630 3230 900 98.98 3020 200 4
顺、逆结流 0.504 69.4 388216 59.4 1320 2470
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尘器，有效断面积为110 m2，处理风量为388216 m3/h，电场风速 1.0～1.3 m/s，除尘效率?99.6%，容许漏风率?5%，本体压力损失?300 pa，气体允许最高温度300 ℃。 4.3电除尘器的技术参数
电除尘器的技术参数如表4.1所示：
表4.1 电除尘器的技术参数
主要参数名称 断面积
生产能力 电场风速 电场长度 沉积极板总面积 阳极型式 阴极型式 烟气通过电场时间 气体允许最高温度
设计效率 内壁宽度 垂直柱间距 水平柱间距 进气箱长度 出气箱长度 除尘器总长度 除尘器总宽度 除尘器总高度
5 风机、烟囱及其它设备的设计 5.1 风机的设计
本设计选用ID轴流式风机，铭牌规格为：ID-2500型煤气抽风机，转速2950 转/分，介质重度0.95 kg/m，升压H=3400毫米水柱，使用温度不超过100 ℃，气量为370433 m/h ，电机功率N=1000 kw，采用液力耦合器调速，其滑压差率为96.5%。 5.2 切换阀的设计
本设计所采用的切换阀为?1100的煤气电动三通阀，其主要的工作参数有公称压力：
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单位 m2 m3/h m/s mm m2 C型 双侧芒刺型
s ℃ % mm mm mm mm mm mm mm mm
数值 110 388216 1.03 16000 7939 - - 15.5 300 99.6 15200 8200 5600 3000 2500 27900 20000 15050
Pg?800毫米水柱；工作介质：含CO为60%左右的转炉煤气；烟气温度：﹤100℃。
5.3 放散烟囱的设计
根据设计经验，未燃法回收期的烟气采取直接放空时，这时烟囱高度可采用比建筑物最高点高出5米，所以烟囱高度应取65米。由于烟气温度随着烟囱高度的增加而降低，烟气量也相应减少，因此在烟囱各个截面处的烟气量是不同的，由上式计算出的各个截面积也不相同，而是形成下粗上细的形状。
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5.4 洗涤塔的选择与设计
洗涤塔是在电除尘器之后，对烟气进行进一步除尘以及降温的设备。本设计采用快速空心洗涤塔，根据设计要求，计算可得洗涤塔的直径为4.63m，有效传热高度为8.14m。当水压为3 kg/cm2，用?26mm碗型喷嘴，其流量系数为13.7，为759.36t/h 。此喷嘴分两层布置，上层均布16个，下层均布16个。 5.5 煤气柜的选择与设计
在转炉煤气回收过程中，煤气柜是主要的设备之一，它可以起到三个作用储存、稳压、混合。经过计算，设计决定选用60000m的湿式螺旋导轨式贮气柜一座。 5.6 粉尘的回收利用
在喷淋塔和静电除尘器的下部，有密封的灰斗和卸灰阀，卸灰口采用氮气吹扫，卸出的粉尘经链式输送机输入储灰仓。粗灰与细灰分别送入压块间的储料罐内存放，储料罐的下部装有卸灰阀，粉尘通过链式输送机、垂直的斗式提升机加入回转窑加热。粉尘在回转窑内滚动、混合、加热的过程中，粒度不断地增大，当到达回转窑出口时温度达到600℃，粉尘从回转窑出口处落入卸料槽，进入热压块机压块。这种热压块的强度很高，含有大量铁成分，是很好的原料，可直接加入转炉使用，还可以用作烧结厂、球团矿或其它产品的原料。 5.7 冷却水的利用
系统中的冷却水可以循环利用，有专用的净化回收和冷却装置，具有节约用水量，防止二次污染等优点。
6 环境保护及安全生产 6.1 环境保护
钢铁工业是中国国民经济的基础产业，对国民经济的发展有着举足轻重的作用，同时，钢铁工业也是中国的重要污染源。
半个世纪以来钢铁企业的生产、技术和环境问题对策经历了以下发展进程： (1)公害治理—污染排放物的末端治理或稀释排放； (2)节能减排—降低能耗及减少排放物等源头治理；
(3)清洁生产、绿色制造—通过完善制造流程、改善产内物质、能源的利用效率、产品绿色化等一系列措施，变为更积极的源头治理。
(4)循环经济—结构社会制造链与工业生态链相结合的策略。 6.2 安全卫生
转炉煤气中含有大量一氧化碳和少量氢气，在净化过程中还混入了一定量的水蒸气，它们的混合物和空气或氧气(如从氧枪中露出的纯氧)混合后，在特定条件下会产生爆炸，造成设备损坏，甚至人身事故，因此防爆措施是转炉烟气净化回收系统安全生产的一个十分重要的问题。 7 投资及技术经济分析 7.1 除尘系统总费用
除尘系统的总费用包括初投资和整个使用年限内的运行维修费这两个部分。
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7.2 除尘系统初投资
初投资包括整个系统的通风除尘设备、排风罩(或吸尘罩)、风管、支架的各种材料和工人工资以及运杂费、设备基础费和各种附加费用等。综合考虑得初投资为1625万。 7.3 除尘系统运行维修费
除尘系统的运行维修费主要指系统在运行和检修所需的动力消耗、工人工资以及大中修过程中所需的材料和易损件等各项费用。
总费用中各项费用及其所占比例如表7.1所示。
表7.1总费用及其各项费用所占比例
费用名称 初投资
运行维护费(按10)
电费 维修工人工资 维修费用 运行维护费小计
总费用 7.5 技术经济分析
从投资、主要费用和收益方面进行了综合比较，若加上水电能源方面节约的费用，LT系统的综合经济效益将更加优于OG系统。LT系统的投资比OG系统约高10%，但较低的能耗与运行费用、粉尘回收的效益以及没有污水处理的费用消耗，使得LT系统在4年左右的时间即可收回投资，而OG系统投资回收期一般需要14年以上。本干法静电除尘系统比湿法文氏除尘系统要优越，显示了其强大的生命力，并且是以后的发展趋势。 主要参考文献
[1].陈志斌.国内转炉煤气回收利用技术的现状及发展[J]，冶金动力，2003，43(1):1-2. [2].胡满银，赵毅等主编.除尘技术[M]，北京:化学工业出版社， 2006，44-46.
[3].张传禹，文保庄. LT法净化回收转炉烟气并与OG法相比较[J]，通风除尘，1997，34(4):6-7. [4].李传薪主编.钢铁厂设计原理(下)[M]，北京:冶金工业出版社，2007，24-25. [5].金国主编.除尘设备设计[M]，上海:上海科学技术出版社，1986，34.
[6].刘凯，忤宗贤等.LT干法除尘在120吨转炉中的应用[J]，莱钢科技，2007，34(1):1-4. [7].王令福主编.炼钢设备及车间设计(第二版)[M]，北京:冶金工业出版社，2007，30-31. [8].王晋芳.电除尘在太钢转炉煤气净化系统的应用[J]，冶金动力，2004，(2):34-56. [9].吴斌.转炉一次除尘净化系统LT法简介[J]，河北冶金学会，2007，10，19~23. [10].高泽平主编.炼钢工艺学[M]，北京:冶金工业出版社，2006，24-25.
投资数(万元) 1625 181.89 9 32.5 223.39 3858.9 占总费用百分比(%) 42.1 81.42 4.03 14.54 5.7 100 9