摘 要：在介紹國內鋼鐵企業(yè)傳統(tǒng)轉爐除塵技術的基礎上，綜述了轉爐LT法 +BF超低排放技術、轉爐OG 系統(tǒng)濕法除塵超低排放技術和聲波團聚超低排放技術。轉爐 LT 法 + BF 超低排放技術能解決全工況下煙塵排放問題，且投資費用低; 轉爐 OG 系統(tǒng)濕法除塵超低排放技術占地面積小，便于施工且均為成熟技術; 聲波團聚超低排放技術除塵效率高，設備運行穩(wěn)定，流程簡單。文中列舉的成功案例為鋼鐵行業(yè)除塵提供了寶貴經驗。

鋼鐵行業(yè)是我國大氣污染的重要來源，現(xiàn)有轉爐除塵技術最低的顆粒物排放量也只是在15mg/m3左右。為了深化工業(yè)污染治理、堅決打贏藍天保衛(wèi)戰(zhàn)，2019 年 4 月底，生態(tài)環(huán)境部會同五部委聯(lián)合印發(fā)了 《關于推進實施鋼鐵行業(yè)超低排放的意見》，明確推進鋼鐵行業(yè)超低排放工作勢在必行，要求鋼鐵企業(yè)轉爐一次煙氣顆粒物排放限值≤10 mg /m3。文章首先簡要介紹目前國內鋼鐵企業(yè)傳統(tǒng)轉爐除塵技術，在此基礎上，詳細介紹轉爐 LT 法 + BF 超低排放技術、轉爐 OG 系統(tǒng)濕法除塵超低排放技術和聲波團聚超低排放技術。

1 轉爐干法一次除塵超低排放技術

1. 1 傳統(tǒng)轉爐干法一次除塵技術

在傳統(tǒng)轉爐干法一次除塵 ( 簡稱 LT 法) 系統(tǒng)中，轉爐產生的 1400 ～ 1600℃ 高溫煙氣經由活動煙罩捕集，通過汽化冷卻煙道對煙氣進行首次冷卻降溫至 800 ～ 1000℃，同時還可以進行熱能回收。煙氣到達蒸發(fā)冷卻器后，通過蒸發(fā)冷卻的方式對煙氣進行二次降溫。為了滿足電除塵器工作的溫度要求，將冷卻器出口煙氣溫度控制在170 ～ 250℃ 。同時冷卻器對粗顆粒粉塵進行捕集，調質處理后使得粉塵的比電阻更利于后續(xù)電除塵器對粉塵的捕集。靜電除塵器進行精除塵，也是滿足超低排放要求的關鍵環(huán)節(jié)。煙氣通過ID 風機變頻調節(jié)后，進入三通切換閥，不符合回收條件的煙氣經由放散杯閥、放散煙囪點火放散; 當煙氣符合回收條件，關閉放散杯閥，打開回收杯閥，煙氣通過煤氣冷卻器降溫除塵再進入煤氣柜。轉爐干法一次除塵系統(tǒng)的工藝流程如圖1 所示。

1. 2 轉爐 LT 法 + 布袋式除塵器超低排放技術

轉爐 LT 法 + BF ( 布袋除塵器) 工藝技術是在傳統(tǒng) LT 法的基礎上，在煙囪前加設布袋除塵器，其最大的技術障礙就是除塵器的安全。布袋的最高承載溫度約 250℃。轉爐煙氣主要成分是O2和 CO，有燃爆的可能性，燃爆會燒毀除塵器。通過對整個冶煉過程 7 個階段中的煙氣成分進行跟蹤檢測，分析確定每個階段產生 O2和 CO的混合交界的情況，最終確定了轉爐 LT 法 + BF系統(tǒng)工藝流程如圖 2 所示。

福建三鋼集團的三明本部煉鋼廠利用大修機會，在原 LT 法基礎上，在放散側增加袋式除塵器 ( BF)，改造前后的排放檢測數(shù)據見表 1。

取樣結果表明，加了布袋后會顯著降低排放指標。根據袋式除塵器的特性，合理設計，制造安裝調試，排放的顆粒物濃度能穩(wěn)定達到設計要求。由于轉爐煤氣周期性波動，以及干法除塵煙氣處理前段需要噴水降溫，所以要控制好煙氣溫度不低于露點溫度，避免在布袋上形成結露影響除塵效果。

1. 3 “煤冷前移” 的超低排放技術

將三通切換閥和回收杯閥后的煤氣冷卻器前移到三通切換閥之前，無論符不符合回收條件的煙氣都要經過煤氣冷卻器的水浴除塵，再經過三通切換閥分別放散和回收?！懊豪淝耙啤毕到y(tǒng)如圖 3 所示。

山東萊鋼轉爐煉鋼廠實際應用了該工藝，現(xiàn)場反映效果良好，能達到超低排放標準。

1. 4 增加濕式電除塵器

在干法除塵系統(tǒng)基礎上增加濕式電除塵器，即在放散杯閥和放散煙囪之間增加圓筒型濕式電除塵器。目前國內暫無成功案例。

2 轉爐 OG 系統(tǒng)濕法除塵超低排放技術

2. 1 傳統(tǒng)轉爐濕法一次除塵系統(tǒng)

在傳統(tǒng)轉爐濕法一次除塵 ( 簡稱 OG 法) 系統(tǒng)中，轉爐煉鋼產生的 1400 ～ 1600℃ 高溫煙氣，通過汽化冷卻煙道降溫至 900℃ 左右; 煙道出口的含塵煙氣再依次進入溢流文氏管、重力脫水器、RD 可調喉口文氏管、90°彎頭脫水器和濕旋脫水器，除去煙氣中的大部分粉塵; 最后經由風機抽出，不具備回收條件的煙氣由放散煙囪點火放散排放，具備回收條件的煤氣經旋轉水封逆止閥后送入煤氣柜。轉爐 OG 法一次除塵系統(tǒng)如圖4 所示。

2. 2 轉爐 OG 法 + 濕式徑流式電除塵器技術

“OG 法 + 濕式徑流式電除塵”技術方案是在現(xiàn)有轉爐濕法一次除塵系統(tǒng)的設施基礎上增加濕式徑流式電除塵器及其配套系統(tǒng)。其工藝流程為: 轉爐高溫含塵煙氣經 OG 系統(tǒng)降溫除塵后，進入濕式徑流式電除塵器; 濕式徑流式電除塵器凈化后的煙氣，通過管道輸送至 90° 彎頭脫水器，脫水器內設置旋流片，煙氣在離心力的作用下進行脫水; 經過兩道 90°彎頭脫水器進一步脫水后，對煙氣進行回收或放散。即 OG 系統(tǒng) +濕式徑流式電除塵器 + 90°彎頭脫水器 + 90°彎頭脫水器的工藝流程，如圖 5 所示。

其中濕式徑流式電除塵器工作原理是將收塵陽極板垂直于氣流方向布置，使得電場力和引風力的方向在同一水平線，粉塵受到的電場力與引風力方向相同，提高了除塵效率。

首鋼遷安煉鋼廠有 3 座 210t 轉爐，最開始采用的是 OG 法除塵技術，排放濃度一直在 80 ～100mg / m3。隨著環(huán)保要求的提高，原排放指標已遠遠不能達到要求。經過改造，在保留已有濕式除塵工藝流程的基礎上嵌入濕式徑流式電除塵器系統(tǒng)，經第三方檢測，升級改造后粉塵排放小于 10mg /m3，環(huán)保指標大幅提高。

3 轉爐聲波團聚除塵超低排放技術

工作原理: 在煙氣進入除塵器之前，采用高強聲場進行輻射處理，調節(jié)聲波到最佳頻率以達到最佳的團聚效果，在短短數(shù)秒內，使得煙氣中的粉塵顆粒發(fā)生團聚，煙氣中的粉塵顆粒粒徑增大、數(shù)量減少，在后續(xù)的除塵過程中獲得較高的除塵效率，從而達到超低排放的標準。優(yōu)點: 除塵效率高，設備運行穩(wěn)點，安全性好; 施工方便、流程簡單、布置緊湊; 投資和運行維護費用低; 高效節(jié)能。

將聲波團聚除塵技術應用于奧森公司 3 臺120t 轉爐一次濕法除塵改造。原系統(tǒng)為濕法 OG系統(tǒng)，將旋流脫水器改造為帶聲波團聚的高效除塵器。表 2 是奧森公司 3 號轉爐超低排放改造前后煙道內排放顆粒物的采樣結果。改造后，顆粒物排放濃度非常低，可見該技術對超凈排放非常有利。

4 結論

表 3 給出了文中列舉的各種超低排放技術的優(yōu)缺點。

目前，國內大多數(shù)鋼廠的傳統(tǒng)干法一次除塵和濕法一次除塵都很難符合現(xiàn)行超低排放標準。在不影響現(xiàn)有運行系統(tǒng)的情況下，需要對已有的工藝設備進行改進和完善，達到小于 10mg /m3的超低排放。在傳統(tǒng)轉爐 LT 法基礎上增加布袋除塵系統(tǒng)，能實現(xiàn)全工況下的超低排放; LT 法+ “煤冷前移”，與增加布袋除塵器相比一次投資和運行費用較低，與干法系統(tǒng)增加濕式電除塵器相比性價比較高; 采用傳統(tǒng) OG 法 + 濕式徑流式電除塵器的超低排放技術，占地面積較小，便于施工; 采用聲波團聚技術，使得細顆粒之間發(fā)生團聚，顯著提高除塵效率，實現(xiàn)超低排放，改造范圍小，難度低。