電爐負能除塵概述

負能除塵技術是在傳統(tǒng)煙氣除塵系統(tǒng)基礎上更新、發(fā)展的新一代除塵技術，它將傳統(tǒng)高溫煙氣除塵由單一的降溫散熱的長流程工藝簡化為兼具降溫和余熱回收為一體的超短流程工藝。該工藝在實現(xiàn)傳統(tǒng)除塵目標的同時，首先精簡環(huán)節(jié)進一步降低系統(tǒng)能耗，其次將原來向環(huán)境釋放的高溫煙氣熱能轉化為飽和蒸汽形式的熱能加以回收利用，其余熱回收效益可抵消部分或整套除塵系統(tǒng)的運行能耗甚至還可實現(xiàn)盈余，一舉改變了除塵系統(tǒng)長期以來僅僅具有社會效益而幾乎沒有經濟效益的傳統(tǒng)思維定式，將環(huán)保達標和效益產出實現(xiàn)了有機的統(tǒng)一，是除塵系統(tǒng)順應循環(huán)經濟發(fā)展的一次本質性跨越。

負能除塵的關鍵環(huán)節(jié)是換熱技術，以熱管換熱器為主的熱力系統(tǒng)是實現(xiàn)除塵負能化的核心設備，該設備作為一種高效的余熱利用裝備，廣泛應用于冶金、化工、建材、水泥、電力等高耗能、高排放行業(yè)，可將介于200℃～1000℃之間難以回收的廢氣、廢水、廢渣的高溫余熱回收轉化為飽和蒸汽，產生的蒸汽能直接應用于抽真空、加熱、采暖、制冷、發(fā)電、動力驅動等工業(yè)和民用領域，具有顯著和廣泛的應用價值。

特別在冶金行業(yè)的高溫煙氣除塵領域，如：電爐一次煙氣、轉爐一次煤氣、鐵合金爐煙氣、燒結機頭機尾煙氣等煙氣溫度波動大、傳統(tǒng)余熱鍋爐難以適應的場合，熱管換熱器熱力系統(tǒng)具強大的優(yōu)勢，針對煙氣特性、粉塵特性、生產工藝特性而開發(fā)的熱管換熱器同除塵系統(tǒng)的結合而產生的“負能除塵”，具備煙氣降溫、除塵凈化、余熱回收三大功能，是冶金除塵領域節(jié)能減排技術的重要成果。該技術整合當今除塵和余熱回收領域內的成熟、先進技術，通過對冶金爐冶煉工藝的合理匹配和植入，目前已成功在國內三十套以上電爐、轉爐、礦熱爐、加熱爐上推廣應用，效果優(yōu)秀市場反應強烈。該技術配合負能冶煉工藝最終以負能除塵為實現(xiàn)目標，必將在很長一段時間內主導未來高溫煙氣治理的方向。

“負能除塵”系統(tǒng)主要由熱管換熱器熱力系統(tǒng)和除塵系統(tǒng)兩大部分組成。含塵高溫煙氣先經過沉降室初除塵和燃燒均溫，然后由熱管換熱器回收煙氣熱量，并將煙氣溫度降到除塵允許溫度，進入除塵器，達標后經風機排入大氣。傳統(tǒng)工藝是長流程，單純降溫，消耗能源，放散熱能，設備復雜，運行費高，維護量大花錢散熱，耗能除塵。

負能除塵工藝是短流程，流程簡化，回收余熱，節(jié)能環(huán)保，創(chuàng)造價值。變廢為寶，負能除塵。

特色與創(chuàng)新

從負能除塵的整體思路出發(fā)，把除塵與余熱利用作為一個完整的獨立體，集中除塵和余熱利用的技術優(yōu)勢，整合出一條適合各類冶金高溫煙氣余熱利用 除塵的新工藝。熱管是依靠自身內部工作液體相變來實現(xiàn)傳熱的傳熱元件。由熱管組成的熱管換熱器具有以下優(yōu)點：

通過換熱器的中隔板使冷熱流體完全分開，在運行過程中單根熱管即使因為磨損、腐蝕、超溫等原因發(fā)生破壞，也只是單根熱管失效，而不會發(fā)生冷熱流體的摻雜。所以熱管換熱器具有很高的可靠性。

冷、熱流體完全分開流動，可以比較容易實現(xiàn)冷、熱流體的完全逆流換熱；同時冷熱流體均在管外流動，由于管外流動的換熱系數(shù)遠高于管內流動的換熱系數(shù)，且兩側受熱面均可采用擴展受熱面，所以用于品位較低的熱能的回收非常經濟。

針對含塵量較高的煙氣，熱管換熱器通過調整熱管結構尺寸和擴展受熱面形式，有效解決換熱器的磨損堵灰問題。 余熱煙氣一般都具有腐蝕性，而熱管換熱器可以通過調整蒸發(fā)段、冷凝段的傳熱面積來調整熱管管壁溫度，使熱管盡可能避開最大的腐蝕區(qū)域同時防止結露板結。換熱效率高：采用熱管這一新型、高效導熱元件，最大限度地回收煙氣余熱，產生優(yōu)質蒸汽直接用于生活、生產乃至發(fā)電。翅片熱管不漏水：能適應于煙氣溫度波動、高含塵等特點。在熱交變工況與煙氣含塵量大的情況下，仍能保證系統(tǒng)安全可靠，即使單根熱管損壞，不會造成系統(tǒng)漏水，也不影響換熱器連續(xù)運行，更不影響煉鋼生產。短流程設計使降溫效果顯著，僅熱管蒸發(fā)器一個部件就能替代傳統(tǒng)的高溫水冷煙道、機力冷卻器、噴霧冷卻器等換熱效果差的設備組合，簡化了系統(tǒng)配置，流程短。

耗能低：混入冷風量少，因而減少了系統(tǒng)風量，能耗降低；采用保溫煙道，并減少了水冷煙道，使運行和維護費用進一步降低。單向換熱使煙氣低溫階段換熱面不向管外放熱，保持蒸汽壓力效果好。清灰好不粘堵：采用激波清灰，徹底解決因粘性粉塵引起的換熱面堵灰問題。余熱回收與除塵不再是矛盾，而是相互依存。 2100433B

全書分為9章，詳細介紹了電爐煉鋼車間有害物的來源和特點，電爐除塵的多種排煙方式和煙氣量的確定，多種高溫煙氣冷卻器的設計計算和除塵方案的確定以及除塵系統(tǒng)的控制和檢測等，另外，還介紹了除塵設備的設計選用和性能要求等。

目錄

第一章 原始數(shù)據(jù)

第一節(jié) 電爐車間有害物的來源

第二節(jié) 爐氣量的確定

第三節(jié) 煙塵性質

第二章 排煙方式和排煙量的確定

第一節(jié) 電爐爐內排煙方式

第二節(jié) 電爐爐外排煙方式

第三節(jié) 其他生產設備的排煙方式

第四節(jié) 排煙量的確定

第三章 高溫煙氣冷卻器的設計

第一節(jié) 冷卻器的形式

第二節(jié) 直接冷卻型設備的設計

第三節(jié) 間接冷卻型設備的設計

第四節(jié) 燃燒室設計

第四章 袋式除塵器

第一節(jié) 袋式除塵器的技術性能

第二節(jié) 濾料

第三節(jié) 袋式除塵器常用規(guī)格及應用

第五章 輸排灰裝置

第一節(jié) 機械輸送裝置

第二節(jié) 氣力輸送裝置

第三節(jié) 排灰裝置

第四節(jié) 貯存?zhèn)}

第六章 除塵配套設備

第一節(jié) 管道閥門

第二節(jié) 火花捕集器

第三節(jié) 煙氣混合室

第四節(jié) 煙囪

第七章 除塵管網技術

第一節(jié) 除塵管道

第二節(jié) 管道滑動支座

第三節(jié) 管道膨脹補償技術

第四節(jié) 保溫和涂裝

第八章 風機

第一節(jié) 風機的運行特性

第二節(jié) 風機、電機和液力耦合器的設計選用

第三節(jié) 風機系統(tǒng)的設計和運行要求

第九章 除塵系統(tǒng)方案設計

第一節(jié) 除塵系統(tǒng)的組成和排煙方式的劃分

第二節(jié) 除塵系統(tǒng)按設備設置劃分

第三節(jié) 除塵系統(tǒng)按工藝爐型劃分

第四節(jié) 除塵系統(tǒng)的檢測

第五節(jié) 除塵系統(tǒng)的操作和控制

附錄

參考文獻

電爐主要參數(shù)及煙氣特性：

(1)熔化溫度：1250～1450℃

(2)煙氣成分：CO、氧化鐵、錳、硅粉塵、硫

(3)煙氣濃度：8～15g/m3

(4)煙氣林格曼黑度：3～4級

(5)粉塵比分布狀態(tài)：小于10μm，占70～80%

設計原則及指標

1、前提

在確保達到《GB9078-1996工業(yè)窯爐熔煉一類地區(qū)排放標準》的前提下，將“運行可靠、不影響冶煉工藝及工人操作”作為重要設計目標考慮，同時盡可能降低運行費用，節(jié)省工程投資。

2、設計指標

(1)捕集率>80%

(2)煙塵排放濃度<50mg/m3

(3)煙氣林格曼黑度<1級

3、關鍵采用技術

(1)煉鋼爐的加料方式是人工從爐體上部投料，冶煉后的鋼水從爐體前部傾斜出料，為了不影響正常的工序及操作要求，我們認為較為理想的收塵方式，是采用熱過程傘形罩作為捕塵用。為了不影響人工操作及加料，該傘形罩為可移動式的，材質為不銹鋼。該捕集罩已用于多臺中頻煉鋼爐的煙氣收塵，捕集效率高，煙氣溫度低。

(2)除塵器選用

過濾面積、耗氣量、設備阻力、處理風量、過濾風速

煙氣收塵工藝線路

1、工藝流程

中頻爐—–煙氣捕集罩—–閥門—旋轉裝置—-支管道—-主管道—沉降室—除塵器—-風機——煙囪

(1)煙氣捕集罩

中頻爐在熔煉過程中為典型熱源，故除塵器系統(tǒng)采用熱過程傘形罩作為煙氣捕集罩。為了不影響工人操作及上料，煙氣捕集罩設計為可移動式的。即在正常工作及出鋼時捕集罩在爐子上方，在上料或檢修時捕集罩可移動到其他位置，以不影響加料與檢修。

(2)旋轉裝置

該裝置處于活動管道與固定管道之間，以利于捕集罩的移動。

(3)因為煙氣中含有少量硫成分，故設備主體和主管道采用4號鋼板制作，支管和吸塵罩用不銹鋼制作，防止短時間腐蝕壞。

采用離線回轉脈沖除塵器

除塵系統(tǒng)工藝參數(shù)的確定

系統(tǒng)廢氣量 、管道流速、主管道直徑：

環(huán)境溫度、煙氣溫度高峰值、系統(tǒng)阻力、風機選擇

型號、流量、全壓、電機

粉塵收集及儲運

根據(jù)廠方要求另外配備或者自備

電器控制

采用自動、手動兩種控制方式。電控元件采用PLC可編程序控制器，主回路自鎖、連鎖方式。

四、處理后的效果

煙氣處理后達到《GB9078-1996工業(yè)爐窯熔煉爐一類地區(qū)排放標準》。

即：煙塵<50mg/m3，煙氣林格曼黑度<1級，崗位粉塵<10mg/Nm3。