自從1952年氧氣轉(zhuǎn)爐問(wèn)世以來(lái)，煙氣凈化及大氣污染控制系統(tǒng)的問(wèn)題就提到日程上來(lái)了。當(dāng)今世界上氧氣轉(zhuǎn)爐煉鋼工藝中轉(zhuǎn)爐煙氣凈化及煤氣回收方法主要分為二大流派，一是“OG”法，另一是“LT”法，根據(jù)其工藝特點(diǎn)又分別稱(chēng)為“濕法”和“干法”。這二種方法在國(guó)內(nèi)均有應(yīng)用實(shí)績(jī)，但最早應(yīng)用并且現(xiàn)在實(shí)際使用較多較安全的還是“OG”法。而“OG”法在國(guó)內(nèi)應(yīng)用較多還是雙文三脫或塔文結(jié)構(gòu)的第二代、三代“OG”法。
一、研發(fā)背景
隨著國(guó)家環(huán)保要求越來(lái)越高，尤其是新的鋼鐵工業(yè)污染物排放標(biāo)準(zhǔn)在2012年10月1日頒布，新的標(biāo)準(zhǔn)要求對(duì)于新上項(xiàng)目轉(zhuǎn)爐一次煙氣排放濃度在2012年10月1日起就實(shí)行50mg/Nm3,對(duì)于已建項(xiàng)目轉(zhuǎn)爐一次煙氣排放濃度在2015年1月1日起實(shí)行50mg/Nm3。而傳統(tǒng)的第二代、三代“OG”法只能保證100 mg/Nm3或80 mg/Nm3，已不能滿足新的國(guó)家排放要求，必須要進(jìn)行改造。
對(duì)于“LT”干法應(yīng)該能滿足這個(gè)排放要求，但由于投資、能耗以及場(chǎng)地和停產(chǎn)時(shí)間問(wèn)題，對(duì)于現(xiàn)有項(xiàng)目的改造很難實(shí)現(xiàn)。這樣就必需研制一種新的濕法處理技術(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)，中冶華天工程技術(shù)有限公司為此推出一種新型轉(zhuǎn)爐煙氣凈化及煤氣回收系統(tǒng)設(shè)備（簡(jiǎn)稱(chēng)“HTST型高效‘雙塔’系統(tǒng)”）。
二、HTST型高效“雙塔”系統(tǒng)技術(shù)特點(diǎn)
HTST型高效“雙塔”系統(tǒng)是中冶華天開(kāi)發(fā)的新一代轉(zhuǎn)爐煤氣凈化裝置。該裝置可以代替目前轉(zhuǎn)爐煙氣凈化及煤氣回收“OG”系統(tǒng)中的一文溢流文氏管（或洗滌冷卻塔）、重力脫水器、180°彎管、RD文氏管（或環(huán)縫文氏管）、彎頭脫水器、擋板脫水器、絲網(wǎng)脫水塔等設(shè)備。具有阻力小、耗水量低、凈化效率高、檢修維護(hù)特別少等突出優(yōu)點(diǎn)，深受用戶(hù)好評(píng)，尤其對(duì)現(xiàn)在鋼廠降本增效具有強(qiáng)大的支撐作用。
1、HTST型高效“雙塔”系統(tǒng)工藝流程
轉(zhuǎn)爐煙氣凈化及煤氣回收系統(tǒng)采用HTST型高效“雙塔”系統(tǒng)。高溫?zé)煔猓?400～1600℃）經(jīng)汽化冷卻煙道冷卻，煙氣溫度降為1000～800℃，然后通過(guò)“一體塔”中的蒸發(fā)洗滌塔進(jìn)行飽和冷卻降溫、除塵，溫度降至~72℃左右然后不脫水直接進(jìn)入環(huán)縫長(zhǎng)頸文氏管（在一體塔內(nèi)）進(jìn)行精除塵，煙氣以高速與噴入環(huán)縫長(zhǎng)頸文氏管內(nèi)的水滴碰撞，煙氣中塵粒由于擴(kuò)散、慣性作用與水珠結(jié)合凝聚而被除下。出環(huán)縫長(zhǎng)頸文氏管的煙氣經(jīng)直管送至高效脫水塔脫水后經(jīng)管道送至離心鼓風(fēng)機(jī)，由離心鼓風(fēng)機(jī)升壓去三通切換閥。當(dāng)煙氣符合回收條件時(shí)，煙氣由三通閥切換至水封逆止閥，經(jīng)過(guò)水封逆止閥和氣柜進(jìn)口水封后被送往煤氣柜，然后由煤氣加壓站的加壓風(fēng)機(jī)將煤氣加壓送往各用戶(hù)；當(dāng)煙氣不符合回收條件時(shí)，煙氣經(jīng)旁通閥、三通閥切換至放散煙囪，然后通過(guò)排放煙囪點(diǎn)火放散。
在回收期，通過(guò)罩內(nèi)微差壓裝置調(diào)節(jié)環(huán)縫長(zhǎng)頸文氏管內(nèi)的重砣升降，以適應(yīng)煙氣量的變化，提高回收煤氣的質(zhì)量。
新開(kāi)發(fā)的HTST型高效“雙塔”系統(tǒng)流程如下：
轉(zhuǎn)爐 ¾® 活動(dòng)煙罩 ¾® 固定煙罩 ¾® 汽化冷卻煙道 ¾® 蒸發(fā)洗滌塔+環(huán)縫長(zhǎng)頸文氏管(一體塔) ¾®高效脫水塔 ¾® 室外管道 ¾® 煤氣鼓風(fēng)機(jī) ¾® 三通切換閥（旁通閥） ¾® 放散煙囪（點(diǎn)火）
三通切換閥 ¾® 水封逆止閥 ¾® “V”型水封 ¾®干式貯氣柜 ¾®用戶(hù)（加重字部分為新開(kāi)發(fā)的設(shè)備）
2、HTST型高效“雙塔”系統(tǒng)主要設(shè)備
1）蒸發(fā)洗滌塔
新開(kāi)發(fā)的HTST型高效“雙塔”系統(tǒng)中的一體塔采用的蒸發(fā)洗滌塔對(duì)煙氣進(jìn)行冷卻降溫、粗除塵，溫度由900℃降至72℃左右。洗滌塔供水采用溢流和噴水相結(jié)合的供水方式。為了增加除塵效果，在洗滌塔內(nèi)采用單、雙向相結(jié)合噴水方式，使洗滌塔內(nèi)的煙氣達(dá)到徹底紊流。該單、雙向蝸旋式噴嘴是非標(biāo)設(shè)備，是根據(jù)轉(zhuǎn)爐一次除塵系統(tǒng)煙氣特點(diǎn)研發(fā)的最新產(chǎn)品。該噴嘴霧化顆粒特別細(xì)，在高溫下可以迅速蒸發(fā)。因?yàn)樗舭l(fā)潛熱是飽和冷卻顯熱的10倍，相應(yīng)地所需的水量就是飽和冷卻的很少一部分；霧化顆粒速度最高可達(dá)40米/秒，在實(shí)現(xiàn)蒸發(fā)冷卻的同時(shí)，還有很高的除塵效果；同時(shí)該噴嘴的噴霧區(qū)域是由一系列一個(gè)或幾個(gè)連續(xù)的同心圓空心錐環(huán)組合而成的，其噴射形狀為空心錐形，這樣降低氣膜與液膜的阻力、提高捕塵的推動(dòng)力。由于沒(méi)有內(nèi)芯結(jié)構(gòu)，因此使噴嘴的通道更加暢通，最大程度地減少阻塞現(xiàn)象，對(duì)水源水質(zhì)沒(méi)有特別要求，不易堵塞。
2） 環(huán)縫長(zhǎng)頸文氏管
在轉(zhuǎn)爐煙氣凈化及煤氣回收系統(tǒng)中，環(huán)縫長(zhǎng)頸文氏管兼有調(diào)節(jié)氣量和凈化煤氣兩種功能，是轉(zhuǎn)爐煙氣凈化及煤氣回收的關(guān)鍵性設(shè)備。
在新開(kāi)發(fā)的新的環(huán)縫長(zhǎng)頸文氏管內(nèi)，含水煙氣以高速與噴入環(huán)縫長(zhǎng)頸文氏管內(nèi)的水滴碰撞，增強(qiáng)了擾動(dòng)，使得煙氣中塵粒更容易與水珠結(jié)合凝聚而被除下。
該環(huán)縫長(zhǎng)頸文氏管由四部分組成，即文氏管箱體、殼體、噴水系統(tǒng)和可升降的重砣，我們研發(fā)的環(huán)縫長(zhǎng)頸文氏管可確保煙氣在高速時(shí)流速是一致的，這樣可以進(jìn)一步提高凈化效率。
新開(kāi)發(fā)的環(huán)縫長(zhǎng)頸文氏管，調(diào)節(jié)性能好，需供水量少，凈化效率高，可滿足國(guó)家新的排放標(biāo)準(zhǔn)。
3） 高效脫水塔
高效脫水塔設(shè)置在蒸發(fā)洗滌塔+環(huán)縫長(zhǎng)頸文氏管(一體塔)后，對(duì)除塵后的飽和煙氣進(jìn)行進(jìn)一步的脫水，以提高煙氣的脫水率，減少對(duì)風(fēng)機(jī)葉片的磨損，提高煤氣回收的質(zhì)量。
新開(kāi)發(fā)的高效脫水塔，流速設(shè)計(jì)合理，脫水效率好，阻力低。
3、 與現(xiàn)有技術(shù)相比，新開(kāi)發(fā)的技術(shù)具有以下優(yōu)點(diǎn)：
（1） 整個(gè)系統(tǒng)比原系統(tǒng)節(jié)水30-40%，并且系統(tǒng)濁循環(huán)水量處理也大大降低，同時(shí)降低了運(yùn)行費(fèi)用。
主要是由于一體塔中蒸發(fā)洗滌塔一部分煙氣冷卻采用了蒸發(fā)冷卻，冷卻水量較少；另外蒸發(fā)洗滌塔一部分水汽沒(méi)有脫水直接通過(guò)短管進(jìn)入環(huán)縫長(zhǎng)頸文氏管內(nèi)，相應(yīng)也減少了環(huán)縫長(zhǎng)頸文氏管的噴水量。
（2） 煙氣凈化系統(tǒng)氣流特別順暢，沒(méi)有渦流區(qū)，系統(tǒng)簡(jiǎn)單、安全（整個(gè)系統(tǒng)不需要設(shè)防爆閥）、維護(hù)工作量少。系統(tǒng)阻力也小，節(jié)省了能耗。
（3）新的高效“雙塔”系統(tǒng)的蝸旋噴咀直徑為80~150mm，霧化效果好，不會(huì)堵塞，使用幾年也不要清理。
（4） 一體塔中環(huán)縫長(zhǎng)頸文氏管汽、液比大，后面沒(méi)有彎管，不需要水沖洗和人工定期清理，再一次節(jié)約人工成本和時(shí)間，間接增加了產(chǎn)量。
（5） 一體塔中環(huán)縫長(zhǎng)頸文氏管液氣擾流特別強(qiáng)，凈化效果比常規(guī)“OG”系統(tǒng)好很多，可達(dá)到20mg/Nm3, 平時(shí)控制在50mg/Nm3左右，明顯優(yōu)于現(xiàn)有的 “OG”系統(tǒng)。
（6）由于系統(tǒng)阻力降低，抽風(fēng)效果好，比現(xiàn)有系統(tǒng)多回收煤氣可達(dá)10m3/噸鋼。
三、研發(fā)團(tuán)隊(duì)和成功應(yīng)用
中冶華天環(huán)保分公司及通風(fēng)環(huán)保事業(yè)部擁有一只專(zhuān)門(mén)的老中青結(jié)合的研發(fā)團(tuán)隊(duì)，科研開(kāi)發(fā)實(shí)力雄厚，特別在鋼鐵冶金的燒結(jié)煙氣脫硫、轉(zhuǎn)爐一次煙氣凈化、電爐高溫?zé)煔庥酂峄厥諆艋确矫嫜邪l(fā)走在業(yè)內(nèi)前列。
目前，中冶華天HTST型高效“雙塔”系統(tǒng)已在沙鋼3x200t轉(zhuǎn)爐工程、廣西貴港鋼鐵集團(tuán)2x120t轉(zhuǎn)爐工程、福建三安鋼鐵公司轉(zhuǎn)爐煉鋼廠3x 60 t轉(zhuǎn)爐一次除塵改造項(xiàng)目、江蘇泰州振昌工業(yè)廢渣綜合利用公司65萬(wàn)噸金屬鐵加工生產(chǎn)線工程、山東廣富鋼鐵集團(tuán)2x80t轉(zhuǎn)爐工程、中天鋼鐵轉(zhuǎn)爐煉鋼廠2*60 t轉(zhuǎn)爐一次除塵改造項(xiàng)目等工程中成功應(yīng)用，并且效果良好。（