电炉除尘器冶炼烟气的组成特点与捕集净化措施分析
进入21世纪，科技进步和-生产力极大提高的同时，人口剧增、资源过度消耗、环境污染、生态破坏等全球性的重大问题日益突出。钢铁企业因其具有资源密集、能耗密集、生产规模大等特点，长期以来一直被公认为是 废气排放量大、污染严重的企业，特别是 以废钢为原料的电炉炼钢尤为突出。近年来，我国随着“短流程”炼钢工艺的发展，电炉炼钢的产量及产尘量正在迅速增加，电炉除尘设备炼钢的排尘量已由80年代的1t钢产生4kg粉尘增加到现在的1t钢产生12~18kg粉尘，同时烟气中还存在着二噁英等有毒有害污染物，是 一个不可忽视的污染源。所以，必须采取有效的捕集净化措施加以治理，使其达标排放，以减轻对环境的污染和危害。
1、电炉冶炼烟气的组成与特点
电炉冶炼一般分为熔化、氧 化和还原3个冶炼期。熔化期主要是 由于炉料(废钢)中的油脂类可燃物质的燃烧，以及金属在高温时的气化而产生黑褐色的烟气；氧 化期主要是 由于吹氧、加矶使炉内熔融态金属激烈氧 化脱碳，产生大量赤褐色烟气；还原期为除去钢液中的氧和硫，调整钢水的化学成分，而投入炭粉或硅铁等造渣材料，产生白色或黑色烟气。在3个冶炼期中，以氧 化期产生的烟气量最多、烟气温度最高、含尘浓度最大、粉尘粒度最细。
2、烟气含尘量
烟气中含尘量的大小与炉料的品种、清洁度及所含杂质有关，也与冶炼工艺和操作有关。一般中小型电炉每熔炼1t钢约产生8一12kg的粉尘，而大电炉每熔炼1t钢产生的粉尘量可高达20kg；在吹氧时，烟气含尘浓度(标态)可达20一30g/m³。
3、烟气温度电炉烟气的温度很高，一般容量为30t左右的电炉，其炉口排烟温度为1200一1400℃，而超高功率电炉其烟气温度可高达1600℃。电炉粉尘的颗粒度根据电炉工艺操作条件变化而变化，颗粒度分布于0.1~100μm之间，且随着熔化期向氧 化期转移，其粉尘颗粒度逐渐变细。
对于电炉烟气，目前采用的治理对策主要是 安装除尘系统。除尘系统包括两大部分：一是 烟气捕集系统；二是 烟气净化系统。
电炉烟气治理的关键是 如何能够尽可能多地捕集到电炉所排放的烟气。如果烟气捕集率不高，即使再好的净化设备，也达不到治理效果。目前，对于电炉烟气的捕集，国内外采取的捕集形式主要有：“第四孔”、“屋顶罩”、“侧吸罩”、“第四孔+屋顶罩”、“全密闭罩”和“半密闭罩”等。通过对上述捕集形式在生产实践上应用的实际情况进行研究，本文对各种捕集形式的工艺流程及性能进行了对比。
各种捕集形式各有利弊。从捕集效果来看，全密闭罩和半密闭罩效果最好；从投资额度来看，四孔排烟投资较少；从方便工人操作来看，屋顶罩和半密闭罩比较实用。综合考虑，半密闭罩的性价比较高。目前，国内已有越来越多的电炉炼钢企业采用半密闭罩这种捕集形式，如：杭州钢厂、广州钢厂、株洲钢厂、抚顺钢厂、大连钢厂等。这种半密闭罩的捕集形式具有以下几方面的优点：
(1)若整个除尘系统设计合理，可获得较高的捕集效率，捕集率可大于90%；
(2)电炉在熔化期、氧 化期及还原期均可排烟，不影响冶炼工艺；
(3)对电炉产生的高分贝噪声起到一定的降噪作用；
(4)可大大改善天车司机的工作条件，使其从高温辐射、噪音及烟尘的污染中解脱出来；
(5)当冶炼发生沸腾意外爆炸事故时，密闭罩可起到相当于安全防护罩的作用。
目前，随着我国钢铁行业的不断发展，电炉冶炼技术也在不断地更新，大容量、高功率甚至超高功率电炉越来越多，冶炼加碳氧、油氧喷桶，铁水热装等技术普遍应用，这使得电炉除尘设备冶炼烟气的强度也不断加大。为更好地捕集冶炼烟气，国内各设计院所都在努力探索和研制新的更为有效的捕集方式。
近几年来，新的捕集形式不断出现，如“四孔+密闭罩”、“天车通过式集烟罩”等等。特别是 由无锡东方环境工程设计研究所研制的天车通过式集烟罩，以其结构简单、不影响冶炼工艺、投资少等特点受到了许多炼钢厂的好评。这种天车通过式集烟罩是 由半密闭罩和屋顶罩演化而来。它主要由顶吸罩、移动导流罩、固定导流罩等部分组成。电炉冶炼、加料、出钢时，产生的大量烟气依靠热抬升力上升，此时导流罩迫使电炉烟气在导流罩的范围内依据热辐射原理上升，同时减少空气混入和抑制车间内横向风的干扰。烟气上升至顶吸罩下沿时受引风机的负压作用，加上热烟气原有的运动惯性，进入顶吸罩，然后通过管道进入除尘器净化。天车通过式集烟罩形式。
这种集烟罩集屋顶罩和半密闭罩的优点于一体，不仅可以将电炉冶炼全过程的烟气进行收集，而且还保持了半密闭罩的收尘效率，更重要的是 它完全不影响电炉正常冶炼的工况，尤为适用于冶炼强度高、烟气热抬升速度大的高功率、超高功率电炉。该集尘形式首先在首都钢厂和石家庄钢厂应用，取得了显著的效果。现在，抚顺钢厂、本溪钢厂和吉林铁合金钢厂等多家钢铁企业都采用了这种集尘形式。对于电炉冶炼烟气净化来说，目前不论国内还是 国际，绝大部分采用袋式除尘器，其技术已经成熟。袋式除尘器的优点：
(1)对净化含微米或亚微米数量级的粉尘粒子的净化效率较高，一般可以达到99.00%，甚至可达99.99%；
(2)可以捕集多种感性粉尘，特别是 高比电阻粉尘采用袋式除尘器净化要比电除尘器的净化效率高得多；
(3)运行可靠，不会产生污泥处理和腐蚀等问题，操作、维护简单。
目前，我国对电炉烟气的治理还基本停留在对粉尘的治理。然而，用作电炉原料的废钢，通常多带有有机化合物的涂层和油类。这些涂层中的涂料、增色剂、印色等在其生产过程中添加了多氯联苯；油类中高温用润滑油、切削油、空压机油等的主要成分含多氯联苯。这些废钢在预热、炉内预热和电炉内熔炼产生的烟气中就会含有一定量的二噁英。我国目前已经开始对电炉冶炼产生的二噁英污染治理问题进行研究，但并不广泛和深入。综合国外报道的一些治理对策，主要表现在以下几个方面。
在电炉熔炼前对废钢进行拣选。尽量减少使用含有油漆、涂料、塑料和切削油等的废钢，以降低熔炼排放的二噁英和氯苯类等有毒物质的总量。
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