yandex.metrica
Электрометаллургия

Улавливание и очистка газов дуговых сталеплавильных печей

В современных ЭСПЦ предусмотрена полная эвакуация газов из рабочего пространства ДСП через газоотборный патрубок, установленный на своде печи, а также газов выбивающихся из рабочего окна, в зазоры между электродами и сводом, сводом и кожухом через вытяжной зонт, установленный над печью (рис.20.1).

Отходящие из печи газы содержат вредные вещества (табл.) в виде оксидов углерода, серы, азота, фторидов и цианидов, а также частички пыли и возгоны легколетучих элементов. Выбросы оксидов азота и цианистых соединений пропорциональны удельной мощности дуговой печи. Эту связь можно описать для печей 25-40 т эмпирическими зависимостями:

СNO = 6,85×10-11×P3,9;          СCN = 4,4×10-14×Р4,4,

где СNO и СCN – удельное количество оксидов азота и цианистых соединений (кг/т), Р – удельная мощность, подаваемая на электроды (кВт×ч/т).

Количество вредных газообразных веществ в газах, выбрасываемых из электросталеплавильных печей

 

Вредные вещества Средняя концентрация, кг/м3 Удельные выбросы, г/т
Оксиды:  углерода

азота

серы

13500

550,0

5,0

1350,0

270,0

1,60

Цианамиды 60,0 28,40
Фториды 1,2 0,56

Связь количества газовыделений (Г, нм3/ч) в зависимости от вместимости печи (Q) описывается выражением, полученным М.М. Гасиком:

Г = 21862,6lgQ – 9007,6,

а связь интенсивности продувки ванны кислородом (IO, нм3 О2/мин) и вместимости печи

IO = 5,196 + 0,921.

Общий выход газа определяется, прежде всего, вместимостью печи, а его удельный выход зависит от применяемой технологии, удельного расхода кислорода, углеродсодержащих материалов, горючих и инертных газов. В современных ДСП интенсивность выхода газа при полном дожигании СО до СО2 приведена в табл.

Интенсивность газовыделения из ДСП

 

 

Условия

Вместимость ДСП, т
6 12 25 50 100 200
Интенсивность подачи кислорода, нм3/мин  

15

 

20

 

25

 

35

 

55

 

75

Выход газа из под свода печи, нм3/т×ч  

8000

 

15000

 

21000

 

28000

 

35000

 

41000

Объем газов, отсасываемых через зонт в межфонарном пространстве над ДСП, тыс.нм3/час  

 

150

 

 

250

 

 

400

 

 

700

 

 

700

 

 

700

Объем газов, идущих на тканевые фильтры, тыс.нм3  

280

 

400

 

612

 

1020

 

1060

 

1150

 

Для точного расчета выхода газов из ДСП необходимо проводить материальный баланс, учитывая количество окислившегося углерода, поступившего с металлоломом, вдуваемого углеродсодержащими материалами, углерода электродов, расход кислорода и других газов. При расчете можно ориентировочно принять, что газ выходит из ДСП при температуре порядка 12000С, перед установкой мокрой газоочистки он имеет температуру около 4500С и перед фильтрами сухой газоочистки – около 1300С.

Эвакуации и очистке подвергаются газы выходящие из плавильного пространства печи и отсасываемые из-под фонарного пространства. Газы в современных ЭСПЦ подвергаются дожиганию в специальных камерах (или в установках предварительного подогрева лома) и затем подаются в камеры быстрого охлаждения. Здесь газы охлаждаются водой или путем подсоса наружного воздуха. При охлаждении водой происходит дополнительно с охлаждением частичное улавливание пыли, которая вместе с водой уходит в шламосборник. Охлажденные до определенной температуры газы через систему отсечки газа поступают в общий газоход от вытяжного зонта. Система газоочистки регулирует остаточное давление в ДСП в различные периоды плавки. Из газохода газ с помощью принудительной вентиляции подается на фильтры сухой очистки, где происходит окончательная очистка газа с выделением сухой пыли. Очищенный газ удаляется в атмосферу, а шламы и пыли направляются в шламосборник на дальнейшую переработку.

Используются различные системы очистки газов, отходящих из ДСП. В качестве очистительных устройств применяются тканевые фильтры, электрофильтры , а также используют трубы Вентури.

В электросталеплавильном производстве на отечественных заводах наиболее широко применяется мокрый способ очистки газов с использованием труб Вентури и редко сухой – с помощью тканевых фильтров. Достоинством мокрого способа являются малые габариты и незначительные капитальные затраты на их сооружение по сравнению с системами сухой газоочистки. Однако, мокрый способ характеризуется значительно большими эксплутационными затратами, связанными с большим расходом воды и необходимостью ее очистки в оборотных и замкнутых циклах водоснабжения.

Количество выделяющихся из современной ДСП газов достигает 500 нм3/т×ч и более. Поэтому в ДСП суммарная площадь отверстия для газоотвода в своде печи должна быть большой (или несколько отверстий) и мощность газоочисток – повышенной.

Теплосодержание отходящих газов колеблется от 50-65 кВт×ч/т стали до 150-200 кВт×ч/т. Тепло отходящих газов для предварительного нагрева лома используется в шахтных ДСП. Однако, при этом, как известно, охлаждение отходящих газов приводит к образованию диоксинов и наиболее интенсивно в интервале 300-4000С. Для их разложения потребовался бы подогрев газов до температуры не ниже 8000С. Разработанные системы газоочисток для гарантированного предупреждения образования диоксинов требуют подогрева отходящих газов до 1150-12000С с последующей их закалкой до 200-2500С, что позволяет, в соответствии с очень жесткими международными требованиями, снижать содержание диоксинов в выбрасываемых в атмосферу газах до 0,1 мг/м3. Но при этом в значительной степени теряются преимущества организации подогрева шихты теплом отходящих газов непосредственно в электросталеплавильном агрегате, т.е. использования шахтных ДСП.