国内外喷嘴喷雾技术在冶金环保中的应用

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1、国内外喷嘴喷雾技术在冶金环保中的应用刘晨裴丽苗（斯普瑞喷雾系统上海有限公司）6概述根据美国喷雾公司的资料，用在各种工业和农业两大类的喷嘴共计八万多个品种规格，仅用在钢铁工业的喷嘴也有两千多。我国已经是世界第一钢铁大国，并逐渐成为钢铁强国。近几年钢铁喷嘴喷雾技术的应用也在相应地迅速提高。但问题是发展很不均衡，有些钢厂的一些应用已经赶上、甚至超过国外的先进水平，但有的钢厂、甚至个别大钢厂/设计院仍在沿用非常陈旧落后的喷嘴，比如转炉除尘仍用碗型、反溅式喷嘴；高炉炉顶打水仍用普通的水喷嘴；焦碳熄火仍用管子

2、上开孔喷水等，落后的喷嘴必然影响技术经济指标的提高：我国目前的烟气排放粉尘含量控制标准是100毫克/标立米，是世界先进水平的10倍以上，但仍有相当多的企业实际上在超标排放；少数钢厂已经达到世界先进水平，但除尘水、电平均消耗是发达国家的4倍。本文简单介绍喷嘴在国内外冶金环保中常见应用，重点介绍一些新应用，尤其是适合我国钢厂环保技术进步的新技术。1．喷嘴在冶金环保中的常见应用喷嘴在冶金环保中的应用贯穿了从矿山到钢材的整个生产过程的各工序，常见应用见附表1。从表中可见：喷嘴在冶金环保中有较多的应用，归纳

3、起来，最常见的是高温烟气的冷却和喷雾除尘，也恰是在这两方面的应用上国内钢厂之间、与国外钢厂间存在较大差距。2．高温烟气冷却高温烟气通常是指130℃以上的烟气。冶金工业（钢铁和有色金属）涉及的烟气大多属于高温烟气，像转炉炉口、电炉炉口、直接还原系统的最高温度可大1400-1600℃。考虑高温烟气冷却方案时，首先要考虑到高温烟气的显热是一种余热能源，按照节能的要求应该回收利用。国内外的研究单位都在努力多年，力争将高温烟气余热利用的目标达到400℃，但目前的技术水平一般是能利用到800-1000℃。余热

4、利用的方式一般是用余热锅炉或烟道生产中高压蒸汽，用于发电或并网利用。1000℃（或将来400℃）以下的高温烟气的冷却通常采用直接冷却或间接冷却两种方式，详见附图1。附图1高温烟气的冷却不同方式从国内外的发展趋势看，在回收余热或不需要、没条件回收余热的场合，倾向于采用不饱和的蒸发冷却替代所有的其它冷却方式，采用蒸发冷却可以将烟气温度冷却到饱和温度（最低达50℃）；而对于采用布袋或电除尘的干法除尘系统，由于除尘器对烟气湿度的要求（相对湿度30-80%）限制，通常是采用蒸发冷却到某一温度（如电炉除尘冷却

5、到240-280℃），然后再通过参二次冷风、其它低温烟气的方式冷却到除尘器要求的温度，同时满足湿度要求。在采用直接蒸发冷却方面，国内外近几年在成功应用、节省投资、节能环保和降低运行费用多方面，都取得长足的发展，并逐步趋向推广，比如转炉干法、半干法除尘；高炉全干法除尘；电炉除尘系统改造等。这里简要介绍国内几个成功示例。62．1转炉干法除尘我国继宝钢成功引进两套250吨转炉干法除尘系统（目前在建第三套）后，2004年莱钢以分交方式成功采用了三套120吨转炉的干法除尘系统。由于采用分交国产化比例提高和没

6、有上粉尘压块系统，总造价大幅降低。莱钢、包钢、天铁都在建设或设计新的转炉干法除尘系统。转炉除尘推广采用干法目前仍然存在的问题：一是总造价仍然偏高；二是自动控制程度高，运行过程中存在蒸发冷却塔内壁粘灰等问题，许多钢厂因操作和维修人员水平限制而不敢采用；三是该系统电除尘器后的煤气冷却还用饱和冷却，因此该工艺不是真正意义上的全干法。随着提高国产化比例，相信这些问题都会相应解决。可以预期，那时转炉干法一定会得到迅速推广，我国转炉除尘的水平就可以达到世界先进水平。2．2转炉半干法除尘从转炉投入工业应用以来的

7、几十年来，转炉除尘的工艺一直湿法为主，少数干法。据介绍，全球供有46套干法。湿法问题多、干法一时不能推广，半干法就是针对这一局面提出的一个特别适合中国国情的解决方案：投入少、改造基本不占用生产时间、自动控制要求不高。按照环保、节能、节水、提高转炉作用率、减少维修量多方面考虑，我国已经将转炉采用干法除尘做为清洁生产开发项目；宝钢还将此列进博士后研究项目，可以预期最终干法一定会得到推广；提出半干法的最终目的也是要推广干法。但从我国国情、厂情实际出发，应该或不得不分步走。所谓半干法，简单地说就是利用了干

8、法的蒸发冷却和电除尘，但不同是用水冲灰和湿式电除尘。实施上也可以分以下两步走：一、将一文和其下部的脱水器拆除，改造为一半干式冷却塔：由于采用蒸发冷却，降温所需的水只有文氏管饱和冷却的1/10；保留水冲灰，减少了改造量和时间，同时更多的喷水使冷却塔的除尘效率可以达到95%；更主要的是没有一文的收缩段，系统阻力从3000帕以上降低到300帕以下。这样就为我国许多钢厂因转炉不断扩容、扩装、提高吹氧强度但除尘系统没及时改造引起的循环水能力和风机能力不足的问题。只要空间够，半干式冷却塔可以随