烧结烟气治理将何去何从？专家谈烧结机头烟气颗粒物治理技术现状及发展趋势
2024-02-18 14:23:54   来源：第一新闻网   评论：0 点击：

　　我国在电力行业实现超低排放改造后，钢铁行业的超低排放已迫在眉睫。国家生态环境部发布的《关于推进实施钢铁行业超低排放的意见》提出：到2025年底前，重点区域钢铁企业低排放改造基本完成，全国力争80%以上产能完成改造。烧结作为炼铁的主要工序，其污染物排放量占钢铁行业污染物排放总量的20%。我国现有烧结机约1100台，针对这一情况，当前烧结机头烟尘治理现状如何？未来技术发展趋势如何？湖北省科技厅专家库专家、中钢集团天澄环保科技股份有限公司装备事业部部长徐尧先生为大家带来了详细解读。徐尧，中钢集团天澄环保科技股份有限公司装备事业部部长，化学工程硕士，湖北省科技厅专家库专家，CNKI（中国知网）评审专家，正高级工程师，注册环保工程师，注册一级建造师，在工业大气污染防治领域工作近二十年，曾带领团队针对烧结机头烟气治理的技术难点，开展了工业化应用案例，并取得成功，在烧结烟气治理方面有着丰富的经验。

　　电除尘在烧结机头烟气治理应用广泛，但是仍有很多问题亟待解决

　　烧结机头烟气一般采用电除尘。而烧结机头烟尘比电阻高、颗粒细、粒径小、粘度大等，是目前电除尘技术面临的挑战和难题。

　　对此徐尧先生表示，烧结机头、机尾排放烟气成分复杂，烧结粉尘颗粒外表毛刺多而坚硬，外形粗糙，磨琢性很强，且含有微量钠、钾元素，极易粘附在设备内部，加上粉尘中含有10～20％的CaO，遇水易结垢。由于烟气中含少量SO2，所以烟尘具有一定腐蚀性，特别是当烟气温度低于露点时会产生较严重的酸腐蚀。此外，钢铁行业的环保重任在烧结，而烧结环保的关键在机头，但是，烧结机头脱硫脱硝系统并非都能稳定运行，如湿法脱硫塔结垢、积灰、堵塞，影响脱硫效率，活性炭装置吸附效率和稳定性受到影响，颗粒物超标，粉尘中含重金属，影响脱硝效率等，从而不能稳定实现超低排放，停机检修又影响烧结生产，难以保障企业的环境绩效达到A级，成为企业“卡脖子”的痛点难点。究其原因是电除尘效率不高，出口颗粒物含量太大。

　　传统袋式除尘面对烧结机头烟气工况，存在着不确定性

　　传统袋式除尘技术优点是除尘效率高，一般在99%以上，对亚微米粒径的细尘有较高的分级除尘效率。结构比较简单，操作维护方便。在保证相同的除尘效率前提下，造价和运行费用低于电除尘器。处理气体量的范围广，并可处理含尘浓度非常高的气体。

　　对此徐尧先生介绍道，袋式除尘技术缺点是不适于在高温状态下运行工作，当烟气温度超过260℃时，要对烟气进行降温处理，否则袋式除尘器的高温滤袋也变得不适应。当烟气中粉尘含水分重量超过25%以上时，粉尘易粘袋堵袋，造成清灰困难、阻力升高，过早失效损坏，故不能在“结露”状态下工作。袋式除尘器因无法解决烧结烟气结露、滤袋板结、腐蚀等瓶颈问题，同时还存在烟气高温、火星、烟气超过负压等诸多问题，历来被业内视为“禁区”，成为一个世界性难题。

　　解决烧结机头烟气治理的思路与技术前瞻

　　电除尘、袋式除尘都是应用非常广泛且高效的除尘技术，他们拥有各自的优缺点，并无好坏之分。针对烧结机头袋式除尘存在的瓶颈问题，从电除尘及袋式除尘的技术性而言，徐尧先生指出未来应着重从烧结机头除尘工艺、关键净化装备、过滤材料和风险防控等核心技术上取得突破。

　　对此徐尧先生从四个方面进行了详细地阐述：

　　1．新型袋式除尘器研发

　　传统的袋式除尘器不能直接用于烧结机头烟气除尘，针对烧结机头烟气的特性，可采用一种节能降耗袋式除尘器新结构，即“顶部垂直进风袋式除尘器”，这种结构形式从根本上解决了火星捕集、粗颗粒预除尘和结构抗高负压的问题，同时，显著降低了过滤阻力，实现了节能运行。

　　顶部垂直进风袋式除尘器包括灰斗、中箱体、花板、上箱体、顶部垂直进风管、惯性冲击器（芯管）、滤袋及袋笼、脉冲喷吹清灰装置和出风管等。其工作原理是：含尘气体从顶部垂直进风管进入除尘器，利用惯性冲击器的作用预分离粗颗粒和火星，下降气体通过芯管以辐射状向滤袋区域均匀扩散并过滤，净化后的气体汇集到上箱体从侧面或顶部排出。

　　核心技术之一是花板和清灰装置新颖性布置，为实现模块化和标准化，花板和清灰装置围绕着垂直进风管以旋切状布置。

　　核心技术之二是在除尘器内部设置芯管，可以起到预除尘和火星捕集作用；同时，通过芯管的结构优化，可使下降气体以辐射状向滤袋区域扩散，等量分配。

　　核心技术之三是将除尘器结构做最大限度的简化，将结构阻力减少到极致，克服了传统袋式除尘器气流曲里拐弯流动的缺点，使流动成为短流程，更为简洁和平缓，大幅度减少运行阻力能耗，节能降碳。

　　核心技术之四是研发理想的气流分布型式，即烟气在芯管中向下流动的同时，以辐射状向周围等量扩散的气流分布方式。

　　核心技术之五是除尘器内部形成三维空间网架支撑结构，能够承受超高负压。

　　2．袋式除尘滤料研发

　　滤料是烧结机头烟气袋式除尘器的核心部件，决定了烧结机头烟气袋式除尘的成败，长久以来市场上还没有此类产品，必须开展专项研发。针对烧结机头烟气的特性，要求滤料必须同时具有抗结露、耐高温、耐酸碱腐蚀、耐氧化、阻燃的功能。重点考验滤袋对烧结烟气的适应性，即破袋、结露、腐蚀、板结、强度、透气性等情况。

　　3．除尘器防腐试验

　　烧结机头烟气SO2含量较高，湿度大，氧含量16%～18%，烟温有时低到80℃，因此，除尘器内部钢结构腐蚀较严重。研究人员需开展防腐试验。

　　4．袋式除尘安全运行保障措施

　　为保障烧结机头烟气袋式除尘安全稳定运行，研究人员还需研发配套技术措施，包括：防治滤袋超高温烧蚀和超低温结露的自控保护技术、防治除尘器超高负压结构安全的泄压技术、防止油雾糊袋技术、灰斗高低料位可靠报警技术、防止灰斗积灰自燃的灭火技术、滤袋保护的预涂粉快速混匀技术、烧结机开机生产协同技术等。

　　“目前行业内对上述四个关键技术均已有突破，也建立了示范工程，但还需要时间和市场的检验，相信未来的发展趋势一定是采用新型布袋除尘技术，未来这项全新的技术将会在烧结烟气治理领域大有作为。”最后徐尧先生满怀信心地说道。（作者：杨润钰）