一、研究的背景與問題
隨著國家對(duì)鋼企環(huán)保要求越來越高，轉(zhuǎn)爐一次除塵實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)全過程的超低凈化技術(shù)還存在壁壘，為進(jìn)一步推進(jìn)實(shí)施鋼鐵行業(yè)超低排放的科技創(chuàng)新發(fā)展，在轉(zhuǎn)爐蒸發(fā)冷卻器后端增設(shè)“金屬膜除塵器”替代現(xiàn)有“干法電除塵器”，此替代過程為煤氣放散及回收狀態(tài)下的全過程替代，實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)爐生產(chǎn)全流程煙氣凈化，即煙囪排放煙氣及煤氣柜煤氣回收雙流向凈化，金屬膜除塵器在轉(zhuǎn)爐一次除塵上的成功應(yīng)用是國內(nèi)及國際首臺(tái)套實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)爐一次除塵超低排放的科技創(chuàng)新技術(shù)。
轉(zhuǎn)爐煉鋼是鋼鐵提質(zhì)的基本冶煉工藝，轉(zhuǎn)爐煉鋼生產(chǎn)過程中將產(chǎn)生大量的含塵氣體，轉(zhuǎn)爐產(chǎn)生的煙氣分成三部分，分別是轉(zhuǎn)爐一次煙氣、轉(zhuǎn)爐二次煙氣和轉(zhuǎn)爐三次煙氣。轉(zhuǎn)爐二次、三次煙氣的凈化工藝比較成熟，目前采用現(xiàn)有技術(shù)均可滿足“超低排放”的要求。
轉(zhuǎn)爐一次煙氣中煤氣(CO)含量較高，具有很高的回收利用價(jià)值。目前轉(zhuǎn)爐一次煙氣凈化工藝主要有OG法(濕法)和LT法(干法)，但由于轉(zhuǎn)爐一次煙氣特性和目前煙氣凈化工藝的技術(shù)特點(diǎn)，目前轉(zhuǎn)爐一次煙氣凈化后的顆粒物很難達(dá)到超低排放要求(≤10mg/Nm3)，現(xiàn)狀基本為50mg/Nm3?；厥者^程中經(jīng)過煤氣冷卻器（GC）洗滌冷卻后也很難實(shí)現(xiàn)顆粒物達(dá)標(biāo)，煤氣品質(zhì)得不到保障。通過金屬膜除塵器在轉(zhuǎn)爐一次除塵上的成功應(yīng)用可同時(shí)解決轉(zhuǎn)爐煉鋼環(huán)節(jié)的全流程超低凈化。
二、解決問題的思路與技術(shù)方案
利用現(xiàn)有轉(zhuǎn)爐一次煙氣凈化系統(tǒng)，在現(xiàn)有轉(zhuǎn)爐干法系統(tǒng)中的“EC”(蒸發(fā)冷卻器)后面增設(shè)“金屬膜除塵器”替代現(xiàn)有“EP” (干法電除塵器)。此替代過程為煤氣放散及回收狀態(tài)下的全過程替代。從轉(zhuǎn)爐蒸發(fā)冷卻器后端并入金屬膜除塵器，在并入過程中充分考慮了轉(zhuǎn)爐各種工況條件下的適應(yīng)性問題及各種技術(shù)參數(shù)的匹配性問題。
金屬膜除塵器與EP電除塵器進(jìn)行并聯(lián)布置，并在金屬膜除塵器進(jìn)出口設(shè)置切斷閥。來自EC工序的煙氣直接進(jìn)入金屬膜除塵器系統(tǒng)進(jìn)行高精度除塵，凈化除塵后的潔凈煙氣去動(dòng)力風(fēng)機(jī)。動(dòng)力風(fēng)機(jī)為除塵器過濾和煙氣流動(dòng)提供動(dòng)力。金屬膜除塵器攔截得到的粉塵通過氣力輸灰及時(shí)輸送至灰倉。金屬膜除塵器頂部設(shè)置反吹氣包，使用氮?dú)膺M(jìn)行定壓/定時(shí)反吹，清除濾芯表面粉塵以恢復(fù)膜通量。
三、主要?jiǎng)?chuàng)新性成果
1、金屬膜以金屬粉末為原料，利用偏擴(kuò)散成孔機(jī)理，在真空條件下經(jīng)高溫?zé)Y(jié)反應(yīng)生成的金屬間化合物多孔材料。通過選擇與過濾對(duì)象相匹配的金屬粉末、控制燒結(jié)反應(yīng)溫度和時(shí)間，可制得預(yù)先設(shè)計(jì)的孔隙形態(tài)及性能的膜材料，壓差可滿足現(xiàn)有風(fēng)機(jī)匹配需求。
2、金屬間化合物膜材料具有金屬鍵和化合鍵，組成了混鍵結(jié)構(gòu)，形成了相當(dāng)穩(wěn)定的化學(xué)結(jié)構(gòu)，從而具有單質(zhì)金屬材料不具有的優(yōu)良性能。在耐腐蝕性、抗氧化性、抗硫化性、抗疲勞性、耐磨性等方面尤為突出。
除了具有優(yōu)異的理化與力學(xué)性能外，金屬間化合物膜以其開孔率高、孔徑均勻可控、曲折因子小等性能滿足了現(xiàn)代工業(yè)對(duì)高溫、高精度、高穩(wěn)定性、低阻力的過濾材料要求。
四、應(yīng)用情況與效果
工程實(shí)施后，煙塵排放濃度由50mg/Nm3降低至10mg/Nm3以下（實(shí)際目前第三方檢測(cè)2.5mg/Nm3），可滿足超低排放要求，有效的降低了粉塵顆粒物的排放量。年可多回收除塵灰約40噸（按100萬噸產(chǎn)量計(jì)算）。
信息來源：內(nèi)蒙古包鋼鋼聯(lián)股份有限公司
