鋼渣是轉(zhuǎn)爐煉鋼的必然產(chǎn)物，約占粗鋼產(chǎn)量的10%～15%。鋼渣的主要礦物組成為硅酸二鈣 、硅酸三鈣、鈣鎂橄欖石、鈣鎂薔薇輝石、鐵酸二鈣、游離氧化鈣、游離氧化鎂等。其中，鐵元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)約為10%～20%，經(jīng)回收鐵元素后，可作為鋼渣微粉、鋼渣砌塊磚、路基水穩(wěn)層等原料，具有很高的回收利用價(jià)值。
目前，國內(nèi)外大部分鋼鐵企業(yè)都是將熱態(tài)鋼渣進(jìn)行各種不同的冷卻處理后進(jìn)行加工，提取其中的金屬后再加以利用。北京博鵬中科環(huán)?？萍加邢薰驹诜治鰢鴥?nèi)外鋼渣處理方法的基礎(chǔ)上，對鋼渣處理過程中產(chǎn)生的煙氣特點(diǎn)進(jìn)行了深入研究，同時(shí)就煙氣凈化工藝進(jìn)行優(yōu)化，實(shí)現(xiàn)了顆粒物的超低排放。
一、常見的煙氣凈化工藝分析
1、水浴式除塵工藝
主要應(yīng)用于熱燜法鋼渣處理的煙氣，在熱燜過程中，熱燜池加蓋，煙氣通過池子側(cè)面的通風(fēng)管道進(jìn)入水浴池，洗滌后的煙氣經(jīng)風(fēng)機(jī)進(jìn)入放散煙囪排放。該工藝的優(yōu)點(diǎn)是投資少、工藝簡單。其缺點(diǎn)是凈化效率低，排放不達(dá)標(biāo)；通風(fēng)管道經(jīng)常堵塞，導(dǎo)致煙氣無法抽走；只能處理熱燜時(shí)的煙氣，無法處理到渣、攪拌、出渣時(shí)產(chǎn)生的煙氣。
2、旋流噴霧除塵與自激式除塵器的聯(lián)合工藝
主要應(yīng)用于滾筒法鋼渣處理系統(tǒng)，液態(tài)鋼渣水淬工藝排風(fēng)系統(tǒng)污染治理技術(shù)方案如下：
在煙氣主管道入口處加設(shè)起旋裝置，使煙氣在管道中旋轉(zhuǎn)向前運(yùn)動(dòng)，在旋轉(zhuǎn)流管道前端增設(shè)霧化噴淋裝置，霧化后的水滴成為煙塵的凝結(jié)核，使煙塵與液滴碰撞成為大顆粒，在管道底部設(shè)置溜槽，使管道內(nèi)脫除的含塵水經(jīng)溜槽排出；經(jīng)過粗除塵之后的煙氣再進(jìn)入自激式濕法除塵器，對煙氣進(jìn)行再次凈化，凈化后經(jīng)風(fēng)機(jī)接入放散煙囪進(jìn)行高空排放。
其優(yōu)點(diǎn)是運(yùn)行穩(wěn)定，缺點(diǎn)是設(shè)備比較龐大（管道截面平均風(fēng)速為5m/s），排放濃度能達(dá)到50mg/m3，但無法達(dá)到超低排放的10mg/m3的要求。
3、洗滌塔加濕式電除塵器
工藝流程為：液態(tài)渣冷卻時(shí)產(chǎn)生的煙氣→煙塵捕集罩→煙氣收集支管→電動(dòng)切換閥→煙氣收集總管→噴霧洗滌塔→濕式電除塵器→風(fēng)機(jī)→放散煙囪。
該方案的優(yōu)點(diǎn)是能達(dá)到超低排放的標(biāo)準(zhǔn)，缺點(diǎn)是投資大，運(yùn)行一段時(shí)間后，鋼渣粉塵的水硬性會導(dǎo)致電除塵器極板、極線結(jié)垢，影響放電效果，從而影響凈化效果；維護(hù)困難，需要定期更換極線、清理極板，維護(hù)費(fèi)用比較大。
基于以上除塵方法的優(yōu)缺點(diǎn)，研發(fā)投資少、運(yùn)行穩(wěn)定、顆粒物排放濃度達(dá)到超低排放要求的新工藝迫在眉睫，北京博鵬中科環(huán)?？萍加邢薰緸榇搜邪l(fā)出了以聲波團(tuán)聚技術(shù)為核心的除塵工藝，達(dá)到了超低排放的要求，解決了運(yùn)行不穩(wěn)定的問題。
二、實(shí)現(xiàn)超低排放的新工藝特點(diǎn)和應(yīng)用
1、除塵新工藝及特點(diǎn)
集塵罩捕集+凈化裝置技術(shù)是冶金行業(yè)防止粉塵飛揚(yáng)的通用方法。這種方法是由密閉罩把揚(yáng)塵點(diǎn)全部密封起來，然后在產(chǎn)生粉塵處設(shè)吸塵罩（吸塵管路入口）。吸出后的含塵氣流經(jīng)凈化裝置進(jìn)行降塵后，通過負(fù)壓風(fēng)機(jī)排出系統(tǒng)，從而達(dá)到治理的目的。
熱渣處理工藝產(chǎn)生的污染物是混雜著粉塵的水蒸氣，無法采用常規(guī)的布袋除塵器，在凈化時(shí)優(yōu)先采取濕法除塵工藝，先通過洗滌塔，將煙氣中含有的粉塵進(jìn)行凈化，然后再脫水，保證凈化效果及排放煙氣內(nèi)不含機(jī)械水。
為了滿足國家要求的超低排放標(biāo)準(zhǔn)，采用下列工藝：捕集罩→管道→噴霧洗滌塔→高效除塵器（AWDA+旋流脫水器）→風(fēng)機(jī)→放散煙囪。
該流程具體特點(diǎn)如下：
?。?）能夠穩(wěn)定可靠地保證排放濃度≤10mg/m3。
?。?）兩級除塵，保證凈化效果，系統(tǒng)采用洗滌塔+高效除塵器形式，洗滌塔起到降溫及粗除塵的作用。
?。?）高效除塵器采用AWDA+旋流脫水器組合而成的一體機(jī)，AWDA為聲波除塵器。高效除塵器放在洗滌塔之后，主要用于精除塵，內(nèi)部設(shè)有精細(xì)噴霧裝置，其噴入的霧化顆粒粒徑不大于200μm，利用極小極快的霧化水滴收集微細(xì)粉塵，碰撞后形成大的含塵水滴, 含塵水滴靠自身重力進(jìn)行沉降，達(dá)到除塵目的。為了提高除塵效率，在高效除塵器內(nèi)增設(shè)聲波團(tuán)聚高效捕霧裝置，除塵裝置利用聲波團(tuán)聚捕霧裝置沖擊粉塵細(xì)小顆粒，使沖擊后的粉塵細(xì)小顆粒與精細(xì)噴霧裝置噴入的霧化水滴碰撞，凝聚成較大的含塵霧滴，在高效除塵器中靠重力脫除一部分煙塵，剩余的煙塵進(jìn)入上部脫水器進(jìn)一步去除。其除塵效率可以達(dá)到99.9%左右。
(4)自動(dòng)控制系統(tǒng)采用北京博鵬中科環(huán)?？萍加邢薰镜膶Ｓ屑夹g(shù)《STW煙氣凈化智能控制系統(tǒng)V1.0》，可以根據(jù)渣處理工藝設(shè)置不同的煙氣處理模型，以便于更好地控制集塵及放散效果。
(5)壓縮空氣系統(tǒng)增加快速切斷閥，壓縮空氣可以根據(jù)具體情況進(jìn)行使用，不需要時(shí)可以根據(jù)情況采用自動(dòng)切斷。
（6）結(jié)構(gòu)簡單，檢修方便，不用進(jìn)入到設(shè)備內(nèi)部檢修，同時(shí)降低了設(shè)備故障率和工人勞動(dòng)強(qiáng)度。
2、高效的除塵設(shè)備配置
一是高效噴霧洗滌塔。高效噴霧洗滌塔系統(tǒng)由洗滌塔塔體、排水水封、霧化系統(tǒng)幾部分組成。
高效噴霧洗滌塔利用霧化噴槍噴嘴直接噴出霧化水與含塵氣流混合，利用氣體與水的接觸，將氣體中的污染物傳送到水中，然后再將清潔氣體與被污染的水分離，達(dá)到凈化煙氣的目的。煙氣經(jīng)由高效噴霧洗滌塔，采用氣液逆向方式處理，即煙氣自塔頂向下流動(dòng)，水以霧狀（或小液滴）向上噴，達(dá)到氣液接觸的目的，然后含塵水滴通過下部排水管排出，煙氣進(jìn)入后續(xù)除塵設(shè)備，達(dá)到再次除塵的目的。
二是高效除塵器。高效除塵器（AWDA+旋流脫水器）系統(tǒng)由除塵器本體、排水水封、種子系統(tǒng)（精細(xì)噴霧裝置）、高效捕霧裝置（聲波發(fā)生裝置）、復(fù)擋組件、旋流組件、擋水板和自動(dòng)控制系統(tǒng)幾部分組成。
高效除塵器的原理如下：利用極小極快的霧化水滴收集微細(xì)粉塵，碰撞后形成大的含塵水滴, 在洗滌塔下部，氣體流速減緩之后，含塵水滴靠自身重力進(jìn)行沉降，達(dá)到除塵的目的。
為了提高除塵器除塵效率，在高效除塵器內(nèi)增設(shè)聲波團(tuán)聚捕霧槍，利用聲波團(tuán)聚捕霧槍沖擊粉塵細(xì)小顆粒，使沖擊后的粉塵細(xì)小顆粒與精細(xì)噴霧裝置噴入的霧化水滴碰撞，形成較大的含塵霧滴，在高效除塵器中靠重力脫除凝聚后的霧滴。
在高效除塵器中增設(shè)高效捕霧裝置，為了讓粗除塵之后（洗滌塔）煙氣中仍然存在微小顆粒，在聲波的作用下碰撞、凝聚進(jìn)行預(yù)處理，便于在旋流脫水器中更加高效地去除。
為了改善團(tuán)聚的效果，在高效除塵器中由精細(xì)噴霧裝置噴入霧化的水滴作為種子，這樣就可以變團(tuán)聚為凝聚，使團(tuán)聚后的細(xì)小粉塵變成含塵水滴，含塵水滴繼續(xù)團(tuán)聚并相互碰撞，凝聚成更大的含塵水滴靠重力脫除，就達(dá)到了除塵的目的。
高效除塵器采用三級脫水方式，在筒體下部靠重力一級脫水，然后是復(fù)擋二級脫水，中上部還有旋流脫水裝置進(jìn)行三級脫水。當(dāng)含水氣體進(jìn)入除塵器，氣流速度降到5m/s以下，起到重力脫水的作用，復(fù)擋板和旋流脫水裝置又起到離心脫水的作用。當(dāng)夾雜水滴的氣流進(jìn)入復(fù)擋和旋流脫水裝置時(shí)，細(xì)小的水滴在旋流板上撞擊聚集，形成大顆粒水滴，并在氣流的帶動(dòng)下，水滴沿著葉片按離心方向甩至脫水器內(nèi)壁流下，同時(shí)部分夾帶在氣體中的水滴也由于氣流的旋轉(zhuǎn)分離開。其可以在較大的范圍內(nèi)去除煙氣中99%的機(jī)械水。
該工藝已經(jīng)有了成功應(yīng)用，在江蘇、山西、河北等省份的鋼鐵企業(yè)都取得了較好的凈化效果；尤其是今年在河北省有關(guān)鋼鐵企業(yè)投產(chǎn)的2套除塵系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了超低排放，顆粒物排放濃度遠(yuǎn)小于10mg/m3，多次檢測顆粒物排放濃度都在5mg/m3以下，而且工藝簡單，運(yùn)行穩(wěn)定。
