转炉煤气干法（LT）净化回收技术的应用及防爆措施李建民转炉煤气除尘技术可分为湿法（OG 法）和干法（LT）两种，由于以文氏管喷水除尘为主的湿法除尘技术存在能耗大、污水需二次处理、煤气处理后含尘浓度高等缺点，在全球钢铁行业大力进行节能减排的形势下，转炉煤气干法除尘技术作为一种最佳可行技术得到越来越多的关注，我国已将其纳入《国家重点行业清洁生产技术导向目录》重点推广。

了解国内外转炉煤气干法除尘技术的发展及应用情况，对钢铁企业选择先进的除尘工艺，从而降低吨钢能耗、提高煤气回收率、实现负能炼钢具有重要意义。

一、概述氧气转炉炼钢采用吹氧冶炼，在吹炼过程中，其烟气量烟气成份和烟气温度随冶炼阶段呈周期性变化。

同时在吹炼过程中，会产生大量烟尘和CO气体，特别在吹炼中期CO浓度可达80%以上，一般情况下，转炉煤气成份中CO的含量占55~66%（体积百分比），其烟尘成份中金属铁占13%，FeO占68.4%，Fe2O3占6.8%，当CO含量在60%左右时，其热值可达8000KJ/Nm3，而烟尘量一般为10~20kg/t钢。

从中可以看出，在氧气转炉炼钢中，转炉煤气中CO含量很高，烟尘中铁含量也很高，因此都有很高的回收利用价值。

通过转炉煤气的回收，不仅可以节约大量能源，而且对烟尘加以综合利用，变废为宝，同时又净化了大气环境。

1、国内外概况和发展趋势随着氧气转炉炼钢生产的发展，炼钢工艺的日趋完善，相应的除尘技术也在不断地发展完善。

日本新日铁和川崎公司于60年代联合开发研制成功OG法转炉煤气净化回收技术。

OG法系统主要由烟气冷却、净化、煤气回收和污水处理等部分组成。

其烟气经冷却烟道后进入烟气净化系统，烟气净化系统包括两级文氏管、脱水器和水雾分离器，烟气经喷水处理后，除去烟气中的烟尘，带烟尘的污水经分离、浓缩、脱水等处理，污泥送烧结厂作为烧结原料，净化后的煤气被回收利用。

系统全过程采用湿法处理，该技术存在的缺点：一是处理后的煤气含尘量较高，达100mg/Nm3以上，要利用此煤气，需在后部设置湿法电除尘器进行精除尘将其含尘浓度降至10 mg/Nm3以下；二是系统存在二次污染，其污水需进行处理；三是系统阻损大，所以其能耗大，占地面积大，环保治理及管理难度较大。

鉴于以上情况，德国鲁奇公司和蒂森钢厂在60年代末联合开发了转炉煤气干法（LT 法）净化回收技术。

LT法系统主要由烟气冷却净化回收和粉尘压块三大部分组成，其烟气经冷却烟道使烟气温度由1550°C左右降至800~1000°C，然后进入烟气净化系统。

烟气净化系统由蒸发冷却器和圆筒型电除尘器组成，烟气通过蒸发冷却器使其温度继续降至180~200°C，同时通过调质处理，使烟尘的比电阻降低并收集了粗粉尘，经过初步处理的烟气进入圆筒型电除尘器，经过进一步的净化，使其含尘浓度降至10 mg/Nm3以下，以获得最佳的除尘效果。

由电除尘器和蒸发冷却器收下的粉尘经输送机送到压块站，在回转窑中将粉尘加热到500~600°C，通过压块机采用热压块的方式将粉尘压制成型，成型的粉块可直接用于转炉炼钢。

LT法主要的优点：一是除尘效率高，通过电除尘器可直接将粉尘浓度降至10 mg/Nm3以下；二是该系统全部采用干法处理，不存在二次污染；三是系统阻损小、能耗低，煤气发热值高，回收粉尘可直接利用，节约了能源；四是系统简化，占地面积小。

因此，LT法干法除尘技术比OG法湿法除尘技术有更高的经济效益和环境效益。

由于该系统具有能耗低，除尘效率高，并取消了污泥系统，转炉煤气与粉尘均得到了综合利用，并可以部分或完全补偿转炉炼钢过程的全部能耗，有望实现转炉负能耗炼钢的目标，因而获得世界各国的普遍重视和采用。

到目前为止，转炉煤气干法（LT法）净化回收技术在德国、奥地利、韩国、澳大利亚、法国、卢森堡等国得到应用，与此同时，美、英、日也开始采用该技术，应用总数已达40套以上。

转炉煤气干法（LT法）净化回收技术在国际上已被认定为今后的发展方向。

2、经济效益和社会效益分析由于氧气转炉干式电除尘技术具有独特的优越性，所以被越来越多的国家所采用以取代OG法。

采用干式电除尘技术，不但经济效益明显，且环境效益也佳。

根据宝钢转炉煤气湿法（OG法）净化回收系统及干法(LT法) 净化回收系统运行的经验，采用干法电除尘技术，每吨钢可节约电1.1度，节水3吨，并可回收10.5公斤含铁75%以上的烟尘和相当于20升左右燃料油的优质煤气.此外,每吨还可节约生产费用2.5元人民币。

我国目前广泛采用的转炉湿式除尘系统(OG法)，除宝钢外，一般大、中型转炉除尘吨钢耗电平均为6度，小型转炉除尘耗电平均10～15度。

转炉煤气的回收率很低，转炉除尘的污水处理复杂，污泥均未合理的综合利用。

如果一个年产300万吨钢的大型氧气转炉炼钢车间由OG法改用LT法干式电除尘，假定它们回收的能量和烟尘相等，仅节电，节水和节约生产费用三项合计的年经济效益年，按最保守的估计也在1700万元以上。

其中：节约工业用电： 0.4 x 1.1 x 3000000=900 万元 (每度电按0.4元计) 节约工业用水： 1.0 x 3.0 x 3000000=132 万元 (每吨水按1.0元计)节约生产费用： 2.5 x 3000000=750 万元此外，含铁粉尘压球后代替转炉废钢和矿石也将是一笔可观的附加收入．★如果在我国普遍推行转炉干法电除尘，全年除尘耗电可减少近3亿度。

★若将转炉可回收的煤气与蒸汽都综合起来，折合成标准煤，每吨钢可回收35公斤左右，可望实现低能或无能练钢。

★更值得注意的是干法回收的粉尘，成球后直接返回转炉替代废钢或矿石作为冷却剂，直接回收其金属铁，可增加钢产量180吨/每万吨钢。

★使煤气粉尘排放量大大低于国家环境保护要求，创造一个良好的生产环境和生活环境。

★大大减少了原系统的设备维修费用。

3、转炉煤气干法（LT法）与湿法（OG法）除尘的技术经济指标比较在新建或改造一座炼钢转炉时，其除尘系统选择干法除尘，还是湿法除尘，以下引用德国鲁奇公司两座次150吨转炉为例。

提供干法与湿法除尘的技术经济比较，对设计人员、用户选择除尘方法有一定的参考价值。

（1）基本参数氧气量 42000 Nm3/h 转炉容量 150 t年钢产量 1.3x106 t 冶炼周期性 40～50 min吹氧时间 16~17 min 每天吹炼炉数 30炉原始炉气量 94000 Nm3/h 燃烧系数 0.1烟气量 110000 Nm3/h 出汽化冷却器温度 1000 °C（2）除尘系统相应设备的主要技术数据对比（3）投资比较注:比较内容中投资费用不包括烟罩、汽化冷却烟道、煤气柜与烟气管道。

上述分析表明，干法电除尘系统的初次投资比湿式系统约高10% 。

但由于干式系统具有许多优点，所以其年消耗费用比湿法低22%。

从综合比较表可看出，干法所多花的投资，不到一年半时间即可全部收回，而且随着运行时间的增长，干法除尘的经济效益逐年增加。

二、德晟转炉干法除尘工艺介绍约1550℃的转炉烟气在ID风机的牵引作用下，经过烟气冷却系统(活动烟罩、汽化冷却烟道)，使温度降至800℃～1000℃后进入蒸发冷却器。

蒸发冷却器内配备8只双介质雾化冷却喷嘴，对烟气进行降温、调质、粗除尘，烟气温度降低到200℃，同时约40%烟气中的粉尘在蒸发冷却器雾化水的作用下被捕获，形成的粗颗粒粉尘通过链式输送机输入粗灰储灰仓；经冷却、粗除尘和调质后的烟气通过除尘管道进入圆筒形静电除尘器，烟气经静电除尘器除尘后含尘量降至10mg/m3以下。

静电除尘器收集到的除尘灰，经过扇形刮板器、底部链式输送机和细灰输送装置排到细灰仓。

除尘后的烟气再经除尘风机送至切换站，实现煤气放散或回收的快速切换。

为适应转炉烟气的变化，轴流风机采用变频调速，以满足转炉每个冶炼周期各个阶段烟气量的变化。

在切换站前设有气体分析仪，根据气体分析仪检测的一氧化碳浓度来控制切换站，当烟气中氧含量及一氧化碳气体含量达到回收条件时，通过切换站的回收钟阀进入煤气冷却器，经喷淋冷降温到70℃以下后并通过管网送入煤气柜。

热值较低的或氧含量>0.5%的不合格的煤气（或气柜已满）则通过切换站的放散钟阀进入放散烟囱点火放散。

整套系统按照爆炸性气体设计，在电除尘器的进、出口分别设置安全泄压阀，在粗灰系统、细灰系统均设有充氮保护装置；在管路系统、煤气冷却器设有检修氮气吹扫、压缩空气吹扫装置。

1.蒸发冷却器转炉冶炼过程中，含有大量ＣＯ的高温烟气经冷却后才能满足干法除尘系统的运行条件。

蒸发冷却器入口的烟气温度为800℃～1000℃，出口温度约为200℃才能达到静电除尘器的条件。

为此，采用了8只双流喷嘴调节最佳水量降温。

双流喷嘴的水量根据进入蒸发冷却器的转炉烟气进、出口温度及流量随时调整。

通入的蒸汽将水雾化成微小的水滴，水滴受烟气加热被蒸发汽化，在汽化过程中吸收烟气的热量，从而降低烟气温度。

蒸发冷却器除了冷却烟气功能外，还可依靠气流的减速以及进口处水滴对烟尘的润湿将粗颗粒的烟尘分离出去，达到除尘的目的。

粉尘聚积在蒸发冷却器底部由链式输送机输出。

蒸发冷却器还有对烟气进行调质的功能。

即在降低气体温度的同时提高烟气含湿量对烟气进行调质，改变烟气粉尘比电阻，有利于在静电除尘器中将粉尘分离出来。

除了烟气冷却和调节以外，占烟气中总粉尘含量约40%的粗灰在蒸发冷却器中进行沉积并被收集。

2.静电除尘器静电除尘器有一个圆筒形的钢板外壳，壳体外表面带有隔热装置，设计有4个独立的电场，平行布置。

与除尘器的外壳相连接的阳极板之间形成通道，需净化的烟气流经这些通道，在集尘电极板框架间装有与高压供电系统连接的电极（阴极），由绝缘支架支撑工作电压67kV，峰值电压111kV，由此产生的电晕，将导致形成带负电荷的气体离子，在放电电极和集尘电极之间的电场作用下，细小的粉尘颗粒由于受到气体离子的作用带上负电，在电场作用下在集尘阳极板上堆集。

积聚在集尘电极上的细颗粒粉尘通过振打脱尘系统，掉落在静电除尘器底部，由扇形刮灰装置收集到电除尘器底部的链式输灰机中。

圆筒形静电除尘器作为转炉一次烟气干法除尘系统的核心设备，其主要技术特点为：①优异的极配形式。

由于转炉煤气的含尘量较高，在进入电除尘器时，一般为55 g/Nm³-80 g/Nm³，而除尘器出口的排放浓度要求小于15m g/Nm³。

这就要求电除尘器具有非常高的除尘效率，而除尘效率高低的主要因素就取决于其极线极板设计的合理性。

除尘器分为4个独立的电场，平行布置。

第三、四个电场均采用ZT24型阳极板，由于烟气温度较高且条件复杂，所以一、二电场阳极板采用了00Cr12材料。

针对4个电场的先后顺序，阴极采用了不同的形式和材质。