6. Очистка дымовых газов

В задачу пылеулавливания входит создание условий для укрупнения частиц за счет коагуляции и осаждения их в пылеулавливающем аппарате. В схемах пылеулавлива­ния применяют две и более ступеней очистки. В первой ступени грубой очистки улавливаются крупные фракции пыли, вторая — тонкая ступень очистки улавливает мел­кие фракции.

Методы очистки и аппараты по природе используемых в них сил делятся на механические и электрические. Боль­шую группу пылеулавливающих аппаратов, основанных на механических методах очистки, можно разделить еще на два вида: сухие и мокрые аппараты. В мокрых использу­ется эффект смачивания частиц в результате столкновения с каплями или пленкой введенной жидкости.

К аппаратам сухого типа относятся устройства, исполь­зующие гравитационно-инерционные и фильтрационные принципы. Это наиболее распространенные аппараты.

Очистка отходящих газов мартеновских и двухванных печей

Основная доля вредных выбросов в атмосферу поступает с отходящи­ми газами. Отходящие газы состоят из продуктов сгорания топлива, газообразных продуктов реакций, протекающих в ванне, газовыделений из нагреваемой шихты и большого количества высокодисперсной пыли. Газовый тракт печи до газоочистки имеет большую протяженность и включает такие элементы, как вертикальные каналы печи, шлаковик, регенераторы, боров и котел-утилизатор. В связи с неплот­ностью стен газового тракта, который находится под разре­жением, по тракту имеют место значительные подсосы воздуха. Это приводит к тому, что количество, состав, за­пыленность и температура газов перёд газоочисткой сущест­венно отличаются от начальных, на выходе из печи. В сред­нем на 1 т стали величина выбросов газов равна 2800 м³/т при температуре 290 °С. Температура газов снижается с 600—700 °С на выходе из печи до 250—300 °С перед газо­очисткой.

Запыленность газов меняется по ходу плавки и резко возрастает с увеличением расхода кислорода на продувку ванны. Кроме того, на пылеобразование заметное влияние оказывает конструкция и число кислородных фурм, темпе­ратура металла, скорость выгорания углерода и т. д.

Среди других вредностей газы мартеновской плавки со­держат 200—400 мг/м³ оксидов азота, т. е. больше, чем в любом другом металлургическом переделе, и 30—50 мг/м³— оксидов серы, выброс которых длится 10—30 % времени плавки.

Схемы мартеновских газоочисток.

За всеми крупными печами газы проходят охлаждение в котлах-утилизаторах и очищаются от пыли перед выбросом в атмосферу в скруб­берах Вентури или электрофильтрах (рис. 74). Газовый тракт при этом является ступенью грубой очистки, где осаждается крупная фракция пыли.

В схемах с мокрой очисткой устанавливаются блоки высоконапорных труб Вентури цилиндрического или прямо­угольного сечения с регулируемым сечением горловины.

Плотность орошения в трубах поддерживается на уров­не 1,0—1,3 л/м³.

Опыт применения электрофильтров типа УГ показал высокую степень очистки 98—99 %. Отсутствие специаль­ного цикла оборотного водоснабжения, меньшие удельные энергозатраты на очистку, невысокие эксплуатационные расходы, делают схему сухой электроочистки более выгод­ной, чем мокрая.

Схема газоочисток двухванных печей.

Количество отхо­дящих газов двухванных сталеплавильных агрегатов на 1 т выплавляемой стали примерно соответствует мартеновско­му производству. В связи с более высокой интенсивностью продувки кислородом содержание пыли несколько больше, чем в мартеновских газах. Объемный расход газов в тракте увеличивается примерно в 4 раза. Связано это с тем, что в связи с отсутствием регенераторов, газы двухванных печей после шлаковика при температуре 1400—1500 °С охлажда­ются вначале впрыском воды в боров до 900—1000°С, а затем организованным подсосом холодного воздуха через специальные люки до 700 °С.

Как химический, так и дисперсный состав пыли, в кото­рой частиц фракции до 3 мкм более 70 %, мало отличаются от мартеновской.

В связи с этим схемы газовых трактов двухванных пе­чей, как и мартеновских, выполняются со скрубберами Вен­тури или с электрофильтрами типа УГ или ЭГА.

Очистка конвертерных газов

Состав и количество отходящих газов зависит от спосо­ба отвода (с дожиганием или без дожигания СО) и конст­рукции охладителя газов.

Удельный расход газов для различного состава шихты и флюсов находится в пределах 70—90 м³ на 1 т стали. В зависимости от интенсивности продувки кислородом удельные выбросы составляют от 13 до 25 кг/т при подаче руды и 21—32 кг/т при подаче руды и лома. Дисперсный состав пыли также зависит от интенсивности продувки. При увеличении подачи кислорода с 3 до 6 м³/т мин количество крупной фракции увеличивается вдвое. Способ отвода — с дожиганием или без дожигания СО — практически не ска­зывается на составе пыли. К концу продувки содержание мелких фракций пыли растет.

Схема мокрой газоочистки. Основными аппаратами мо­крых схем газоочистки являются скрубберы-охладители, скрубберы Вентури с различного рода сепараторами ка­пель, а также мокрые электрофильтры.

Первой ступенью газоочистки мокрого или сухого типа, как правило, является скрубберный охладитель — полый цилиндр с форсунками по высоте и бункером внизу. Они широко применяются при температуре газов перед аппара­том достигающей 600—700 ^СС, а в некоторых случаях и 1200—1400 ^СС. В процессе охлаждения газов в них одновре­менно идет и осаждение крупных фракций пыли. В зависи­мости от количества воды, идущей на охлаждение, скруббе­ры делятся на водяные и испарительные.

Схемы сухой очистки газов. Схемы основаны на сухих электрофильтрах и тканевых рукавных фильтрах. Сухие электрофильтры в схемах конвертерных газоочисток на отечественных заводах еще не применялись. Сухие электро­фильтры применяются не только в схемах с полным дожи­ганием, но и в схемах с частичным (а = 0,3) или без дожи­гания. Перед подачей в электрофильтр газ кондиционируют впрыском воды.

Очистка газов электросталеплавильных печей

Количество и состав газов, образующихся в процессе главки в дуговых печах зависит от состава шихты и количества подаваемого интенсификатора — кислорода.

Отходящие газы дуговых электропечей отводятся одним из трех способов: от четвертого отверстия в своде, через арку рабочего окна или от зонта, расположенного над печью. В зависимости от способа отвода в газоотводящий тракт печи подсасывается различное количество воздуха, что сказывается на составе и концентрации пыли в газе.

Устранить подсосы полностью невозможно, так как при подъеме и повороте свода и наклоне ванны, герметичность газового тракта нарушается.

В большинстве случаев схема газоочистки дуговых элек­тропечей состоит из ступени предварительного охлаждения газов и последующей тонкой очистки (рис. 76).

74

75

76

Опыт очистки газов в сухих электрофильтрах пока не велик. Причина в небольших расходах газов и трудности улавливания высокоомной пыли. Однако опыт установки электрофильтра за крупной (200 т) печью показал целесо­образность их применения на печах такой емкости.

Хорошие результаты дает вариант с комбинированной схемой газоочистки. Газы, отводимые от четвертого отвер­стия в своде печи после дожигания СО и охлаждения в скруббере, подаются вентилятором на группу высоконапор­ных труб Вентури с центробежным сепаратором-каплеуло-вителем. Разбавленные газы неорганизованных выбросов, поступающие под зонт над печью, очищаются отдельно в тканевом рукавном фильтре.

' Перспективной для большегрузных печей (150—250 т) является схема с укрытием всей печи в специальный ко­жух. Для снижения температуры поток горячего газа от подсводового пространства смешивается с газом из-под кожуха. Затем газо-воздушная смесь с температурой не выше 130 °С объемом 500—550 тыс. м³/ч поступает на очи­стку в рукавные фильтры.

Контрольные вопросы

1. Что называется рекуператором и для чего он предназначен?

2. Из каких материалов изготавливают рекуператоры?

3. Схема щелевого радиационного рекуператора?

4. Схема теплопередачи в щелевом радиационном рекуператоре?

5. Что называется регенератором и для чего он предназначен?

6. Какие существуют типы насадок регенераторов?

7. Что называется паровым котлом?

8. Для чего предназначены котлы утилизаторы?

9. По каким признакам классифицируются поверхностные охладители конверторных газов?

10. Для чего предназначены турбинные установки и каков их принцип работы?

11. Что является охлаждающей средой?

12. Сущность водяного (поточного) охлаждения?

13. Особенность испарительного охлаждения?

14 Охлаждение доменных печей?

15 Охлаждение мартеновских печей?

16 Схема устройства пылеуловителя?

17 Схема устройства циклона?

18 Отвод и очистка конверторных газов?