高爐出鐵場煙塵凈化設計(design of fume cleaning for casting house of blast furnace)

將高爐出鐵口、鐵溝、渣溝、擺動流槽等處散出的煙塵收集凈化后排放，使空氣含塵濃度符合衛生標準和排放標準的工程設計。高爐每煉1t 鐵水在出鐵場散發的煙塵量約為1～2kg。其中從出鐵口、鐵溝、渣溝、擺動流槽等處散發的出鐵場一次煙塵占總塵量的80％以上。開堵鐵口時散入廠房的出鐵場二次煙塵不足20％。此外，出鐵時尚有少量SO₂、H₂S有害氣體散入出鐵場內。出鐵場煙塵凈化設計內容主要有出鐵場除塵系統組成、設計參數確定、主要設備選擇和二次煙塵控制。

簡史隨著高爐大型化發展和環境保護日益嚴格。出鐵場煙塵散發量增大，必須予以治理。20世紀60年代末期，日本在出鐵場各散發煙塵點加設蓋板和集煙罩排煙除塵。到70年代中期，日本30多座大型高爐都設置了全面控制一、二次煙塵污染設施。并取得較好效果。英、德、法等國在大型高爐上也采用類似設施。中國從70年代末期開始，在新建和改建的大中型高爐出鐵場安裝了一次煙塵治理設施，有少數大型高爐設有二次煙塵凈化設施。

出鐵場除塵系統組成在各煙塵散發點加設蓋板及排煙罩，連成一個除塵系統。排煙管敷設在出鐵場平臺的溝槽內或穿過平臺在平臺下明敷。各支煙管匯總后引入除塵器。高爐為間斷出鐵，出鐵口1～4個，數量按爐容確定。除塵系統組成原則如下：(1)只有一個出鐵口的中小型高爐，可將各排煙點連成一個除塵系統。在非出鐵時間不排風，為降低能耗，風機降速運行。不設二次煙塵凈化系統。(2)有兩個以上出鐵口的大型高爐，各鐵口輪換出鐵，中間有間隔時間。可將全部排煙點連成一個除塵系統。工作中的各排煙點排煙，非工作的各點用閥門關閉。一般不設二次煙塵凈化系統。(3)如果所處地區環保要求嚴格，或超大型高爐各出鐵口連續輪換出鐵，煙塵散發量很大，需要解決二次煙塵污染時，除塵系統組成有兩種方案：第一方案是一次和二次排煙合并成一個除塵系統，系統風量按其中大者決定，當開堵鐵口時，由閥門切換進行二次煙塵排除，一次煙塵各點關閉。鐵口打開后，轉換到一次煙塵排除。第二方案是一次煙塵和二次煙塵分別設置除塵系統。

設計參數確定除塵系統的設計參數主要有煙氣溫度、煙氣含塵量和各排煙點煙氣量。(1)煙氣溫度波動在60～80℃之間。(2)煙氣含塵量和煙氣量大小有關，一般變化在0．5～3g／m³。(3)各排煙點的煙氣量多按經驗數據確定。出鐵口處為不影響開堵鐵口和清理鐵口操作，一般用頂吸罩或側吸罩。排風量約為1330～2900m³／min。鐵溝和渣溝設“∏”形蓋罩或半圓蓋罩，排風量按溝長計算，每米主鐵溝約為80m³／min；每米支溝約為7～13m³／min。撇渣器處設矩形排煙罩，排煙量為1000～1600m³／min。擺動流槽上部設矩形排煙罩，排煙管必須從罩子頂部接出，排風量為3000～4000m³／min。

主要設備選擇 出鐵場除塵系統設備龐大，而高爐周圍構筑物和設備布置擁擠，一般將除塵設備和風機布置在高爐區外圍。它的主要設備有除塵器、排風機和控制設備、貯灰設備等。(1)除塵系統一般選用大型袋式除塵器或電除塵器為凈化設備。由于煙塵粒度細及間斷出鐵等特點，容易造成排灰困難，因此，除塵器應連續出灰。(2)主排風機可選用鍋爐引風機。為節約能耗，風機應配置調速裝置，在非出鐵時間降速運行。(3)在多鐵口輪換出鐵的各排煙點管道上安裝電動閥門且選擇耐高溫和耐磨型的。

二次煙塵控制 一座超大型高爐晝夜產鐵達萬噸，其散發塵量很大。其二次煙塵量約占總塵量的15％～20％，其中粒徑小于1／μm的占60％以上，若從天窗排入大氣，對環境污染嚴重。二次煙塵收集方式有三種：(1)天窗排煙法。天窗密封后接管連至除塵器，每小時排煙量約為廠房體積的60倍以上，造價最高。(2)“垂幕”罩和折罩法。即在出鐵口上方設傘形罩，為不妨礙鐵口操作和吊車工作，罩子下部可折縮，這種活動罩機構復雜，易出故障。(3)在出鐵場天窗兩側安裝電除塵器，以軸流風機為動力。這種方式清灰及檢修復雜。以上三種方式均有缺點，出鐵場二次煙塵控制技術尚待改進完善。