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AOD高温烟气除尘系统

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AOD高温烟气除尘系统

详细介绍

   世界不锈钢产量每年约以6%的速度增长,截止2009 年已达2800万吨,预测到2010年将达到3000万吨,其中亚洲将占主要份额。中国2009年不锈钢表观消费量达到540万吨,连续4年保持世界第一。

   不锈钢冶炼工艺主要分为二步法和三步法,AOD 炉在不锈钢的生产领域中充当非常重要的角色。

   AOD炉冶炼烟气具有冲击性强、温度高、粒径细等特性,治理过程中存在难捕集,易烧毁滤料等难点,国内目前可参考的成功案例很少。个别大型不锈钢AOD 炉多为引进国外技术,设计有完善的除尘系统,但对于国内设计的中小型AOD 炉。

   由于环保投资相对较少,烟气净化除尘系统设计不合理,造成最终运行效果很不理想。如何针对中小型AOD炉设计出投资省、净化效率高、运行平稳可靠的干法高温除尘系统,是不锈钢冶炼行业亟待解决的共性问题。

   AOD 炉采用常压操作,通过炉体一侧设置的多个风口向炉内输送氧气、氩气和氮气,操作中可根据不同的操作阶段,通过调节供给的气体种类和气量降低一氧化碳的分压来实现降碳保铬的目的。

   AOD炉冶炼过程中产生大量高温烟气,以3吨AOD精炼炉为例,初始烟气量约为5000 m3/h,出口烟气温度>1200℃,烟尘浓度约为12500mg/m³,超过国家规定排放标准限值100mg/m³的100倍以上,仅一台炉子一年的烟尘排放量就约在500吨左右。 

   郑州金烨科技发展有限公司和郑州海特模具有限公司联合对海特模具公司的3吨AOD冶炼炉进行消烟除尘装置研究。该项目得到郑州高新区科技主管部门的高度重视,将其列为高新区重点科技攻关项目。 

除尘系统的选择:

   AOD炉冶炼烟气治理不适合采用湿法除尘(除尘后水中含有Cr6+,污染环境)。干法高温除尘领域,多年来一直以布袋除尘和静电除尘为主。脉冲式滤筒除尘器具有体积小,效率高,投资省,易维护等优点。

   近年来,随着新技术、新材料的不断发展,对滤筒的结构和滤料进行了改进,解决了传统布袋除尘器对超细粉尘收集难、过滤风速高、清灰效果差、滤袋易磨损破漏、运行成本高等难题,使脉冲式滤筒除尘器成为工业除尘器发展的新方向。

AOD炉高温除尘系统技术参数:   

  1. 降温形式:冷风补充+旋风分离器;

  2. 降温系统出口温度:≤120℃;

  3. 滤筒规格:φ325mm×φ210mm×1250mm; 

  4. 滤筒数量:70个;

  5. 过滤面积:840m2;

  6. 处理风量:45000m3/h ;

  7. 滤料孔径:≤5um;

  8. 除尘效率:≥99.6%;

  9. 粉尘排放浓度≤20mg/m³

  10.设备阻力:≤1600 pa。

冶炼炉粉尘特点:

1、烟尘粒度细,吸附力强。2、温度高,治理难度大。3、烟气的阵发性强,无组织排放多。

本项目的技术难点:

   节能、高效、耐用降温装置的研究和设计。

   高温烟气(黏、湿)采用滤筒大面积过滤时滤筒材质、结构的研究设计。

   成套装置的实用性研究,本项目不是纯粹的实验室研究,它要结合实际应用,项目完成后要具有工程实用价值。这麽大的除尘系统要应用于工业生产当中,必须结合应用厂家和生产设备进行验证,因此我们和郑州海特模具有限公司经过友好协商,双方合作完成本项目。合作方承担了大量的基础工作和试验条件。

根据这些特点我们选择了一下设计思路:

(1)排烟罩:

   AOD炉冶炼工艺复杂,活动部件多,排烟量大,烟气温度高,为不影响AOD炉冶炼生产,设计的烟气收集罩为自动行走,并且在收集罩内部镶嵌耐高温硅酸铝耐火砖有效保证收集罩外壳不受到高温烟气的熏烤而变形。制作考虑到粉尘发生机理、飞散方向、速度和临界点等特点,收集罩设计为半密封罩。

(2)降温系统:

   旋风分离器有均化烟气温度和捕集火花等作用。设计了移动式半密闭罩,在集尘罩口处掺入大量的冷风,使进入除尘器烟气的温度小于120℃,完全满足滤筒除尘器的使用要求。

(3)风机:

   大型除尘系统的风量达到每小时数十万立方米以上,电机功率达到数百千瓦,成为炼钢企业中的耗能大户。合理地进行系统设计,有效降低能耗已成为除尘系统设计的一个重要方面。在节能方面,除尘系统要降低能耗,主要就是要设法降低除尘风机的运行功率,使主风机处于节能优化状态。

   根据引风量以及除尘系统的阻力,并考虑到风机控制采用了变频调速装置,本系统选用y5-48系列离心风机,使本系统达到优化节能的效果。

(4)滤料的选择:

   高温滤筒因其过滤烟尘的一些高温特点要求所用的滤料刚性强、抗潮性能好、强度高,清灰容易、耐压、耐酸、耐温等特点。既区别于袋式除尘器用的滤袋,又区别于空气过滤器的滤纸。

最终选用了覆膜聚酯滤料,其性能如下:

  《1》选用100%合成高强度覆膜聚酯纤维材料,其纤维呈光滑的管状,纤维相互交叉,开孔更小,分布更均匀,具有良好的过滤性能;

  《2》覆膜聚酯纤维滤料的应用,使滤筒不仅具有较好的耐酸碱性能,过滤效率更高,运行阻力小,与传统的滤材相比,其具有不可比拟的耐磨性和高强度、耐破度,脉冲反吹及其它方式更易清灰,而且可用水反复清洗,而不损伤滤材,延长使用寿命; 

  《3》滤筒用坚韧耐用的聚酯滤材与防腐钢板网支撑结构结合而成,新型敞开式褶皱设计,有效过滤面积大,且可以使气流恒定,无障碍通过表面;

  《4》与传统的滤袋相比,其过滤面积增加二至三倍,降低了压降,提高了过滤效率,延长了使用寿命;

 《5》优质的滤材,先进的生产流水线和超群的检测设备,保证了滤筒的品质。 

(5)结构

  本除尘器采用分室结构,设置多个以并联方式组合的除尘室单元,每个单元各有一个出风口,出风口装有气动碟阀。

  此种结构综合了分室反吹和喷吹脉冲清灰各类收尘器的优点,克服了分室反吹清砂强度不够,喷吹脉冲清灰和过滤同时进行的缺点,不仅提高了收尘效率,延长了滤筒的使用寿命,还可实现在线检修、更换滤筒等功能。 

(6)控制系统

   整个系统有主控制器系统,显示器系统,温控器系统,远端矩阵柜等组成。整套系统检测数据准确,操作人性化。 风量控制采用西门子变频器,根据烟气量大小,调节变频器控制风机风量。

   以郑州海特模具3吨AOD炉为例,治理前烟尘排放浓度12500mg/m³,小时散发烟尘量62.5kg/h,年运行7200工时计算,全年向大气散发烟尘量450t/年;治理后烟尘排放浓度14mg/m³,小时排放烟尘量0.42kg/h,全年排放烟尘量3.02t/年。治理前后对比,烟尘排放小时消减量62.08kg/h,全年排放消减量447t/年。

   该设备的使用可大大改善生产车间环境,减少空气污染,具有很高的社会价值。本除尘器性价比高,除尘效果好,清灰过程自动化,运输、安装、维修方便,必将具有良好的推广前景和较好的经济效益。 

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