鋼鐵行業(yè)超低排放形勢(shì)下除塵技術(shù)研討

1、鋼鐵行業(yè)超低排放形勢(shì)下除塵技術(shù)研討摘要：近年來黨中央、國(guó)務(wù)院高度重視鋼鐵超低11遨改造，在多次重要會(huì)議 及政府工作報(bào)告中均提出要推動(dòng)鋼鐵行業(yè)超低排放改造，關(guān)于推進(jìn)實(shí)施鋼鐵行 業(yè)超低排放的意見（環(huán)大氣2019135號(hào)）印發(fā)后，更是要求各地分階段分區(qū)域開 展鋼鐵行業(yè)超低排放改造。意見中的排放限值也被行業(yè)專家稱為史上最嚴(yán) 標(biāo)準(zhǔn)。在這種大形勢(shì)下，通過梳理文件中對(duì)顆粒物排放的指標(biāo)要求和現(xiàn)階段我國(guó) 除塵技術(shù)的現(xiàn)狀,對(duì)比行業(yè)內(nèi)認(rèn)可度較高的主要除塵工藝的優(yōu)缺點(diǎn)，探討新要求 下的除塵技術(shù)路線選擇及升級(jí)改造思路，以供相關(guān)鋼鐵企業(yè)參考,助力打贏藍(lán)天 保衛(wèi)戰(zhàn)。為落實(shí)黨中央、國(guó)務(wù)院決策部署，2019年4月生態(tài)環(huán)境部會(huì)同

2、發(fā)改委、工 信部等五部委聯(lián)合印發(fā)了關(guān)于推進(jìn)實(shí)施鋼鐵行業(yè)超低排放的意見（以下簡(jiǎn)稱 意見）。意見在原有鋼鐵各工序顆粒物排放標(biāo)準(zhǔn)的基礎(chǔ)上再次加嚴(yán)，提 出了超低排放是指全流程的超低，對(duì)各地超低改造也提出了進(jìn)度要求，進(jìn)一步推 動(dòng)了鋼鐵行業(yè)除塵治理技術(shù)的變革。然而，LI前國(guó)內(nèi)鋼鐵企業(yè)多為高爐-轉(zhuǎn)爐長(zhǎng) 流程，工序繁多復(fù)雜，要想滿足生產(chǎn)全流程的顆粒物達(dá)標(biāo)排放絕非易事，并且國(guó) 內(nèi)鋼鐵企業(yè)發(fā)展參差不齊，環(huán)保不達(dá)標(biāo)的產(chǎn)能仍為數(shù)不少，除塵設(shè)施提標(biāo)改造勢(shì) 在必行。因此，在當(dāng)前的環(huán)保政策形勢(shì)下，尋求在短時(shí)間內(nèi)使粉塵顆粒物排放濃 度達(dá)到超低排放的限值要求，無疑是鋼鐵企業(yè)首先面對(duì)的最緊迫問題。一、超低排放改造中的顆粒物治理要

3、求2019年4月意見正式出臺(tái)掀起了一場(chǎng)鋼鐵環(huán)保風(fēng)暴，宣告我國(guó)鋼鐵行 業(yè)整體進(jìn)入超低排放改造的大形勢(shì)之中。對(duì)于顆粒物指標(biāo)，意見要求廢氣在 有組織排放形式下，燒結(jié)機(jī)機(jī)頭及球團(tuán)焙燒煙氣（包括豎爐、鏈篦機(jī)-回轉(zhuǎn)窯、 帶式焙燒機(jī)）、煉焦工序焦?fàn)t煙囪廢氣、其他主要污染源（包括燒結(jié)機(jī)機(jī)尾、裝 煤推焦、干法熄焦、熱風(fēng)爐、高爐礦槽及出鐵場(chǎng)、鐵水預(yù)處理、轉(zhuǎn)爐二次煙氣等） 顆粒物小時(shí)均值排放濃度不高于10mg/m3,每月至少93%以上時(shí)段小時(shí)均值排放 濃度達(dá)標(biāo)；廢氣在無組織形式下，物料輸送落料點(diǎn)，燒結(jié)、球團(tuán)、煉鐵、焦化等 丄序的物料破碎、篩分、混合等設(shè)備和廢鋼切割處應(yīng)配備除塵設(shè)施。此外，意 見還指出企業(yè)應(yīng)因廠制宜選

4、擇成熟適用的環(huán)保改造技術(shù)，鼓勵(lì)使用覆膜濾料袋 式除塵器、濾筒除塵器等先進(jìn)除塵設(shè)施，為除塵治理技術(shù)的選擇指明了方向。二、除塵技術(shù)應(yīng)用現(xiàn)狀經(jīng)過對(duì)20多家鋼鐵企業(yè)進(jìn)行調(diào)研發(fā)現(xiàn)，基本上所有鋼鐵企業(yè)均使用高效袋 式除塵器或?yàn)V筒除塵器處理含塵廢氣，部分產(chǎn)生含濕廢氣的工序使用濕式電除塵 器。企業(yè)認(rèn)為這兒種成熟工藝粉塵廢氣治理效果最佳，與意見中提到的除塵 技術(shù)相同。此外，依據(jù)排污許可證申請(qǐng)與核發(fā)技術(shù)規(guī)范中載明的廢氣中顆粒 物治理可行技術(shù)，除了熱軋機(jī)精軋產(chǎn)生的廢氣外，其余廢氣產(chǎn)污節(jié)點(diǎn)顆粒物治理 均可以采用袋式除塵（覆膜濾料）和濾筒除塵工藝。因此，本文主要對(duì)袋式和濾 筒2種除塵技術(shù)的優(yōu)缺點(diǎn)及應(yīng)用情況進(jìn)行分析。袋式

5、除塵器出現(xiàn)的時(shí)間較早，早在洋務(wù)運(yùn)動(dòng)末期便被使用，主要用來過濾干 式、粒徑微小的含塵氣體。濾袋山各種濾料纖維（化學(xué)纖維或玻璃纖維）經(jīng)過紡 織或針刺而成，利用纖維織物具有的過濾功能來過濾含塵氣體。而濾筒式除塵器 出現(xiàn)的時(shí)間相對(duì)較晚，20世紀(jì)70年代西方國(guó)家出現(xiàn)一些使用者，他們認(rèn)為這種 除塵器箱體體積相對(duì)小，處理效率明顯提升，便于維護(hù)。但是如果需要處理較大 風(fēng)量的含塵氣體，會(huì)因除塵器容量小導(dǎo)致處理效果不佳，在大型的工業(yè)企業(yè)難以 應(yīng)用，所以多年來沒有大量推廣。21世紀(jì)以來，全世界材料科技水平高速發(fā)展， 一些外國(guó)公司率先對(duì)除塵器的結(jié)構(gòu)和濾料進(jìn)行改進(jìn)，使其整體容量增加數(shù)倍，成 為過濾面積大于2 000 m

6、2的大型除塵器。三、除塵技術(shù)對(duì)比分析1. 袋式除塵器（1）袋式除塵器工作原理含塵氣體從除塵罩進(jìn)入通風(fēng)管道，在到達(dá)岀口的過程中，通過引風(fēng)機(jī)引風(fēng)， 然后使用纖維性除塵濾袋借助重力、慣性等作用捕集煙粉塵。（2）影響袋式除塵器性能的主要因素袋式除塵器的性能主要包括除塵效率、圧力損失和使用壽命。而決定袋式除 塵器除塵效率和使用壽命的主要因素包括氣布比、濾料種類、清灰方式的選擇等。布袋除塵器的濾料材質(zhì)從最開始的常規(guī)纖維發(fā)展到超細(xì)纖維，再到異形截面 纖維，然后進(jìn)展到ePTFE膜結(jié)構(gòu)。常規(guī)纖維無法掌控細(xì)微粉塵顆粒物，因此必須 改變纖維結(jié)構(gòu)或借助外力，以實(shí)現(xiàn)對(duì)粉塵超低排放的控制；超細(xì)纖維異形截面纖 維通過更大的

7、比表面積，帶來更大的過濾面積，從而降低氣布比；ePTFE膜可以 在膜表面對(duì)粉塵顆粒物進(jìn)行攔截。LI前，濾袋材質(zhì)選用覆膜濾料是除塵效率較高 的選擇。2. 濾筒除塵器濾筒除塵器的工作原理：含塵氣體經(jīng)除塵罩進(jìn)入通風(fēng)管道，被外引風(fēng)機(jī)引入 箱體，因箱體較管道半徑大得多，導(dǎo)致氣流擴(kuò)張，較重的大顆粒粉塵經(jīng)重力作用 沉降，較輕的小顆粒粉塵隨氣流進(jìn)入濾筒，經(jīng)過一系列綜合效應(yīng)被濾芯阻擋進(jìn)而 和空氣分離。3. 袋式除塵器和濾筒除塵器優(yōu)缺點(diǎn)比較袋式除塵器和濾筒除塵器在使用過程中各有優(yōu)缺點(diǎn)，在除塵工藝選擇的時(shí)候 需根據(jù)企業(yè)自身情況綜合考慮。優(yōu)缺點(diǎn)比較詳見表1。表1袋式鮭斛馳除塵器的優(yōu)缺點(diǎn)比較沸誨塵器L除塵效率較丄一般可

8、迖砂以匕粉塵出口排放濃度可達(dá) 到10 m擁以下我至S ng/rfUT ；瑕計(jì)湊作淋連気肋總定過遜覦3投資曲用較低，附脫備少，投資節(jié)??；4適應(yīng)性甄能艇應(yīng)不同稠內(nèi)則a的渋敢雜獅集多粒徑、 多帙的粉塵1 除埶率板髙息芯表而是V形皺怨，有如面枳丸一般田 小粉塵恥醉可達(dá)JMS溫2虎用斡長(zhǎng)無觀餓酬理本無須改舲體部件可翎 使用不組修所抉龍簡(jiǎn)方便啟時(shí)省力；小箱體占地小節(jié)省土建空同,舊式攜塵器更魏空間 更為靈活節(jié)省建適費(fèi)用；4 樂力損失小，壓力損劃于1000 Pn節(jié)缺點(diǎn)L使用壽命相對(duì)較取遇大粒輕褪度大的會(huì)塵任依制翹 易損壞，蒸多次更換.mt；堆力損失丸 鈿設(shè)紐擇和工穌駝卿旺力砂大， 加大湖遛力1溺費(fèi)用較高；2弟

9、灰較為困5,纏閒由于梵具有留狀結(jié)梅導(dǎo)致陰塵易拔留或 堆積欽形處清;FF來四、企業(yè)實(shí)際應(yīng)用案例分析以河北省某鋼鐵集團(tuán)高爐礦槽工藝段除塵丄藝改造為例，該企業(yè)原先對(duì)高爐 礦槽工段產(chǎn)生的廢氣選用袋式除塵器進(jìn)行除塵治理，但在使用過程中發(fā)現(xiàn)山于工 況原因會(huì)導(dǎo)致糊袋的問題。同時(shí)，山于濾袋清灰效果不佳，導(dǎo)致該工段廢氣排放 無法穩(wěn)定滿足超低排放標(biāo)準(zhǔn)的要求。考慮到達(dá)標(biāo)情況及更換濾袋的資金投入，該 企業(yè)決定對(duì)此除塵工藝進(jìn)行改造，將袋式除塵器更換為濾筒除塵器。改造前后的 參數(shù)及效果對(duì)比詳見表2。3表2除塵器改造前后的參數(shù)及效果對(duì)比項(xiàng)目改造前（布袋）改造后（濾筒）觀數(shù)及效果對(duì)比除塵器本體不需軽處理風(fēng)fit76 040囲

10、76 040 麗不變工作溫度i2(yc沁不變顆粒物成分焦粉焦粉不變過濾原件類型直徑165 長(zhǎng)度6 000 mm的布費(fèi)PGW300165 謔簡(jiǎn)氏度減少 約2 m過濾原件數(shù)秋462462不變花板孔直徑165 mm165 mm不變單個(gè)原件過謔3.1 m25.4 m2堆加74%過濁面積1 430249Sm2增加74気1.12nri/niin0.51 m/min下降54%清灰方武離線脈沖行式睥線脈沖行式不變噴吹壓力0.2S-0.3 X4Pa(U MPa不變噴吹周器900s1200s延長(zhǎng)300 s運(yùn)行壓羞1 500 Pa1200 Pa降低300住運(yùn)行最大壓差2 000 Pa1500 Pa不變排放sSOmg

11、/m310 mg/m3符臺(tái)超低排放 標(biāo)準(zhǔn)壽命1年多24個(gè)月延長(zhǎng)12個(gè)月以上根據(jù)改造前后的在線監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)顯示，該工段廢氣的顆粒物排放濃度實(shí)現(xiàn)大幅 度下降，可以穩(wěn)定達(dá)到10 mg/m3以內(nèi)，滿足超低排放標(biāo)準(zhǔn)要求。與改造前相比, 使用濾筒除塵器后，避免了濾袋易磨損破漏的問題，基本上可長(zhǎng)期使用不需維修, 即使拆換濾筒也極為方便，同時(shí)在有限的空間內(nèi)增大了有效過濾面積，壓差較小, 除塵效果比較穩(wěn)定。但是更換濾筒除塵器之后，也存在一些不足之處。筆者通過與企業(yè)內(nèi)部員工交流了解到，改造后設(shè)備與之前相比復(fù)雜性加大， 需要企業(yè)自身具有很高的設(shè)備調(diào)運(yùn)、安裝及維護(hù)管理水平。另外，濾筒除塵器對(duì) 干性粉塵種類的選擇性沒有預(yù)想

12、的好，不是對(duì)所有的粉塵種類都有很高的除塵效 率。如果想將其應(yīng)用到全部工序，仍待進(jìn)行深入研發(fā)?？偟膩碚f，在日趨嚴(yán)峻的 環(huán)保形勢(shì)下，基于環(huán)保達(dá)標(biāo)考慮，其更換后的效果還是十分顯著的。五、總結(jié)建議1.工藝選擇建議前，在不考慮濕法除塵的情況下，超低排放形勢(shì)下最佳除塵工藝選擇應(yīng)為 濾筒除塵器和袋式除塵器。2種除塵器各有優(yōu)缺點(diǎn)，對(duì)鋼鐵企業(yè)顆粒物超低排放 改造來說，建議企業(yè)可以根據(jù)實(shí)際并結(jié)合自身需要選擇除塵技術(shù)，在原先釆用袋 式除塵工藝仍無法穩(wěn)定達(dá)標(biāo)排放的情況下可首先考慮更換采用聚四氟乙烯微孔 膜和超細(xì)纖維面層梯度濾料，其次可考慮通過更換濾筒除塵工藝完成超低排放改 造，實(shí)現(xiàn)達(dá)標(biāo)排放。2. 工程設(shè)計(jì)建議為了幫助企業(yè)達(dá)到意見的相關(guān)要求、提供工程設(shè)計(jì)施工方面的參考，2020 年1月中國(guó)環(huán)境保護(hù)產(chǎn)業(yè)協(xié)會(huì)印發(fā)了鋼鐵企業(yè)超低排放改造技術(shù)指南，其中 對(duì)高效袋式除塵工藝和濾筒除塵工藝提出了一系列技術(shù)參數(shù)參考值，建議企業(yè)可 結(jié)合自身實(shí)際情況在超低排放改造過程中參考使用。以袋式除塵器為例，建議企 業(yè)制定合同時(shí)要求過濾風(fēng)速按照小于0. 8 m/min設(shè)計(jì)，此處過濾風(fēng)速應(yīng)為全過濾 風(fēng)速。全過濾風(fēng)速是理論計(jì)算的過濾風(fēng)