文献综述-吴松霖

12.5MVa锰硅电炉除尘系统设计(文献综述)

攀枝花学院

Panzhihua University

本科毕业设计（论文）

文献综述

院 （系）： 资源与环境工程学院 专 业： 冶金工程

班 级： 2011级冶金工程2班

学生姓名： 吴松霖 学 号: 201111103068

年日

12.5MVa锰硅电炉除尘系统设计(文献综述)

本科生毕业设计（论文）文献综述评价表

12.5MVa锰硅电炉除尘系统设计(文献综述)

锰硅电炉除尘系统现状分析

1前言

20世纪末，由于世界经济的高速发展，人口的日益增多和污染事件的不断发生，特别是工业“三废”对环境的严重污染，是人类依赖地球生存的空间越来越小。据国家环保总局数据统计，2000年我国的工业粉尘排放总量为1700万t。钢铁厂因其具有资源密集、能耗密集、生产规模大等特点，长期以来一直被认为是废气排放量最大、污染大的企业，特别是以废钢为原料的现代超高功率电炉炼钢，每炼1t钢将产生12到18kg的粉尘。同时电炉炼钢所产生的烟尘中也存在着二恶因和白烟等。所以必须采取强制性手段及专有的除尘技术和设备，对电炉炼钢等烟气进行净化并达标排放。因此，有效地解决我国的电炉炼钢的烟尘治理，减少工业污染排放量及改善大气环境质量，具有积极现实的意义。 早在20世纪40年代，发达国家就开始了电炉除尘技术的研究。我国于20世纪60年代中期，首先在上海开始对3到10t电炉的除尘进行了试验和研究。80年代末，国外大电炉炼钢技术得到了迅猛的发展。随着超高功率大电炉设备和技术的不断引进，装备水平的不断提高，我国的电炉除尘技术相应地有了较大幅度的提高.90年代初，我国又率先在上海成功地自行设计完成了当时国内首座引进的100t超高功率直流大电炉的除尘设计，从此开创了我国自行设计大电炉除尘系统的良好局面，同时也带动了老厂房旧电炉的除尘技术改造水平的不断提高。[1]

1.1 电炉车间有害物的来源

人类活动引起的烟尘等有害物主要来源于3个方面，工艺生产过程中产生的有害物、生活过程中产生的有害物以及交通运输过程中产生的有害物。钢铁厂以其资源密集、能耗密集、生产规模大、物流吞吐量大等特点，长期以来一直被认为是烟尘排放量大、废气物多、污染大的企业。特别是电炉炼钢是造车污染的最主要来源。

1.1.1 电炉车间的组成及特点

根据电炉炼钢的工艺流程，炼钢车间由散状料的上料和投料工段、铁水脱磷站、电炉、钢包精炼炉等工段组成。

电炉主要是通过用废钢、铁合金和部分渣料进行配料冶炼，根据不同的钢种要求，可以接受高碳铬铁水和脱磷铁水，然后熔制出碳钢或不锈钢钢水供连铸用。

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电炉炼钢时产生的有害物污染主要体现在：电炉的加料、冶炼和岀钢这三个阶段。 电炉冶炼一般分为熔化期、氧化期和还原期，对于具备炉外精炼装置的高功率和超高功率电炉则无还原期。熔化期主要是炉料中油脂类可燃物质的燃烧和金属物质在电极通电达到高温时的融化过程，此时产生的是黑褐色烟气；氧化期强化脱碳，由于吹氧或加矿石产生大量赤褐色浓烟；还原期主要是去除钢中的氧和硫，调整化学成分而投入炭粉等造渣材料，产生白色和黑色烟气。[2]

1.1.2电炉炼钢车间产生的有害物有以下特点

（1）集中固定源：即车间内各工段生产地点固定，生产过程集中，生产节奏较强，便于除尘烟罩的设置和操作控制。

（2）烟尘排放量大：车间各生产工段均会产生较大的烟尘，特别是电炉炼钢时的废钢加料和电炉的氧化期阶段，烟尘排放量很大，从电炉炉口（交流电炉第四孔、直流电路第二孔）排出的烟气含尘浓度高达30g/m3(标态）。

（3）连续排放：电炉炼钢车间24h不间断生产。

（4）粉尘细而粘：电炉炉口排出的粉尘粒径相当小，粒径小于10um的粉尘在80%以上。废钢中含有油脂类以及炼钢时所采用的含油烧嘴等都是炼钢产生的粉尘黏性较大而不易除去。

（5）极高的烟气温度：从电炉炉口排出的含尘烟气，温度达1200~1600摄氏度，需要对高温烟气进行强制冷却或采用混风冷却方法。

（6）烟气中含有煤气：从电炉第四孔（或第二孔）排出的烟气含有少量的煤气，为保证除尘系统的安全可靠运行，一般设置燃烧室等装置，保证燃烧室出口烟气中的煤气含量低于2%

（7）强噪声和辐射：电炉炼钢特别是超高功率的电炉冶炼，产生的强噪声高达115dB(A)以上、并伴有强烈的弧光和辐射。通常采用电炉密闭罩，不但可以降低罩外工作平台的噪声和电弧光辐射，而且可以提高烟气的收集效率。

（8）白烟和二恶因等：电炉炼钢中含有聚氯乙烯（PVC）塑料和氯化油、溶剂的废钢包括含有盐类的废钢等都是导致白烟和二恶英等产生的根源。尽管产生的二恶英只是微量，但二恶英的剧毒目前已被西方发达国家高度重视。白烟和二恶英等很难被一般的除尘装置净化，必须通过一个更高的环境温度以便烧除或采用蒸发冷却塔通过水浴急冷来阻止二恶英等的形成。目前我国也有几个钢厂采用了这两种技术和措施。[3]

1.2 主要有害物的来源

主要有害物的来源见表1-1

表1-1 主要有害物的来源

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1.2.1 中华人民共和国国标大气污染物综合排放标（Integrated emission standard of air pollutants)

本标准规定了33种大气污染物的排放限值，同时规定了标准执行中的各种要求。

（1）适用范围：在我国现有的国家大气污染物排放标准体系中，按照综合性排放标准与行业排放标准不交叉执行的原则，锅炉执行GB 13271-1991《锅炉大气污染物排放标准》、工业炉窑执行GB 9078-1996《工业炉窑大气污染物排放标准》、火电厂执行GB13223-1996《火电厂大气污染物排放标准》、炼焦炉执行GB 16171-1996《炼焦炉大气污染物排放标准》、水泥厂执行GB 4915-1996《水泥厂大气污染物排放标准》、恶臭物质排放执行GB14554-1993《恶臭污染物排放标准》、汽车排放执行GB 14761.1~14761.7-1993《汽车大气污染物排放标准》、摩托车排气执行GB14621-1993《摩托车排气污染物排放标准》，其他大气污染物排放均执行本标准。

（2）引用标准：下列标准所包含的条文，通过在本标准中引用而构成为本标准条文。

GB 3095-1996 环境空气质量标准

GB/T 16157-1996 固定污染源排气中颗粒物测定与气态污染物采样方法

（3）标准状态：指温度为273K，压力为101325Pa时的状态。本标准规定的各项标准值，均以标准状态下的干空气为基准。【国家环境保护局 1996-04-12 批准】

（4）最高允许排放浓度：指处理设施后排气筒中污染物任何1h浓度平均值不得超过的限值；或指无处理设施排气筒中污染物任何1h浓度平均值不得超过的限