电炉负能除尘

“负能除尘”系统主要由热管换热器热力系统和除尘系统两大部分组成。含尘高温烟气先经过沉降室初除尘和燃烧均温，然后由热管换热器回收烟气热量，并将烟气温度降到除尘允许温度，进入除尘器，达标后经风机排入大气。传统工艺是长流程，单纯降温，消耗能源，放散热能，设备复杂，运行费高，维护量大花钱散热，耗能除尘。

负能除尘工艺是短流程，流程简化，回收余热，节能环保，创造价值。变废为宝，负能除尘。

特色与创新

从负能除尘的整体思路出发，把除尘与余热利用作为一个完整的独立体，集中除尘和余热利用的技术优势，整合出一条适合各类冶金高温烟气余热利用 除尘的新工艺。热管是依靠自身内部工作液体相变来实现传热的传热元件。由热管组成的热管换热器具有以下优点：

通过换热器的中隔板使冷热流体完全分开，在运行过程中单根热管即使因为磨损、腐蚀、超温等原因发生破坏，也只是单根热管失效，而不会发生冷热流体的掺杂。所以热管换热器具有很高的可靠性。

冷、热流体完全分开流动，可以比较容易实现冷、热流体的完全逆流换热；同时冷热流体均在管外流动，由于管外流动的换热系数远高于管内流动的换热系数，且两侧受热面均可采用扩展受热面，所以用于品位较低的热能的回收非常经济。

针对含尘量较高的烟气，热管换热器通过调整热管结构尺寸和扩展受热面形式，有效解决换热器的磨损堵灰问题。 余热烟气一般都具有腐蚀性，而热管换热器可以通过调整蒸发段、冷凝段的传热面积来调整热管管壁温度，使热管尽可能避开最大的腐蚀区域同时防止结露板结。换热效率高：采用热管这一新型、高效导热元件，最大限度地回收烟气余热，产生优质蒸汽直接用于生活、生产乃至发电。翅片热管不漏水：能适应于烟气温度波动、高含尘等特点。在热交变工况与烟气含尘量大的情况下，仍能保证系统安全可靠，即使单根热管损坏，不会造成系统漏水，也不影响换热器连续运行，更不影响炼钢生产。短流程设计使降温效果显著，仅热管蒸发器一个部件就能替代传统的高温水冷烟道、机力冷却器、喷雾冷却器等换热效果差的设备组合，简化了系统配置，流程短。

耗能低：混入冷风量少，因而减少了系统风量，能耗降低；采用保温烟道，并减少了水冷烟道，使运行和维护费用进一步降低。单向换热使烟气低温阶段换热面不向管外放热，保持蒸汽压力效果好。清灰好不粘堵：采用激波清灰，彻底解决因粘性粉尘引起的换热面堵灰问题。余热回收与除尘不再是矛盾，而是相互依存。 2100433B

负能除尘技术是在传统烟气除尘系统基础上更新、发展的新一代除尘技术，它将传统高温烟气除尘由单一的降温散热的长流程工艺简化为兼具降温和余热回收为一体的超短流程工艺。该工艺在实现传统除尘目标的同时，首先精简环节进一步降低系统能耗，其次将原来向环境释放的高温烟气热能转化为饱和蒸汽形式的热能加以回收利用，其余热回收效益可抵消部分或整套除尘系统的运行能耗甚至还可实现盈余，一举改变了除尘系统长期以来仅仅具有社会效益而几乎没有经济效益的传统思维定式，将环保达标和效益产出实现了有机的统一，是除尘系统顺应循环经济发展的一次本质性跨越。

负能除尘的关键环节是换热技术，以热管换热器为主的热力系统是实现除尘负能化的核心设备，该设备作为一种高效的余热利用装备，广泛应用于冶金、化工、建材、水泥、电力等高耗能、高排放行业，可将介于200℃～1000℃之间难以回收的废气、废水、废渣的高温余热回收转化为饱和蒸汽，产生的蒸汽能直接应用于抽真空、加热、采暖、制冷、发电、动力驱动等工业和民用领域，具有显著和广泛的应用价值。

特别在冶金行业的高温烟气除尘领域，如：电炉一次烟气、转炉一次煤气、铁合金炉烟气、烧结机头机尾烟气等烟气温度波动大、传统余热锅炉难以适应的场合，热管换热器热力系统具强大的优势，针对烟气特性、粉尘特性、生产工艺特性而开发的热管换热器同除尘系统的结合而产生的“负能除尘”，具备烟气降温、除尘净化、余热回收三大功能，是冶金除尘领域节能减排技术的重要成果。该技术整合当今除尘和余热回收领域内的成熟、先进技术，通过对冶金炉冶炼工艺的合理匹配和植入，目前已成功在国内三十套以上电炉、转炉、矿热炉、加热炉上推广应用，效果优秀市场反应强烈。该技术配合负能冶炼工艺最终以负能除尘为实现目标，必将在很长一段时间内主导未来高温烟气治理的方向。

全书分为9章，详细介绍了电炉炼钢车间有害物的来源和特点，电炉除尘的多种排烟方式和烟气量的确定，多种高温烟气冷却器的设计计算和除尘方案的确定以及除尘系统的控制和检测等，另外，还介绍了除尘设备的设计选用和性能要求等。

目录

第一章 原始数据

第一节 电炉车间有害物的来源

第二节 炉气量的确定

第三节 烟尘性质

第二章 排烟方式和排烟量的确定

第一节 电炉炉内排烟方式

第二节 电炉炉外排烟方式

第三节 其他生产设备的排烟方式

第四节 排烟量的确定

第三章 高温烟气冷却器的设计

第一节 冷却器的形式

第二节 直接冷却型设备的设计

第三节 间接冷却型设备的设计

第四节 燃烧室设计

第四章 袋式除尘器

第一节 袋式除尘器的技术性能

第二节 滤料

第三节 袋式除尘器常用规格及应用

第五章 输排灰装置

第一节 机械输送装置

第二节 气力输送装置

第三节 排灰装置

第四节 贮存仓

第六章 除尘配套设备

第一节 管道阀门

第二节 火花捕集器

第三节 烟气混合室

第四节 烟囱

第七章 除尘管网技术

第一节 除尘管道

第二节 管道滑动支座

第三节 管道膨胀补偿技术

第四节 保温和涂装

第八章 风机

第一节 风机的运行特性

第二节 风机、电机和液力耦合器的设计选用

第三节 风机系统的设计和运行要求

第九章 除尘系统方案设计

第一节 除尘系统的组成和排烟方式的划分

第二节 除尘系统按设备设置划分

第三节 除尘系统按工艺炉型划分

第四节 除尘系统的检测

第五节 除尘系统的操作和控制

附录

参考文献

电炉主要参数及烟气特性：

(1)熔化温度：1250～1450℃

(2)烟气成分：CO、氧化铁、锰、硅粉尘、硫

(3)烟气浓度：8～15g/m3

(4)烟气林格曼黑度：3～4级

(5)粉尘比分布状态：小于10μm，占70～80%

设计原则及指标

1、前提

在确保达到《GB9078-1996工业窑炉熔炼一类地区排放标准》的前提下，将“运行可靠、不影响冶炼工艺及工人操作”作为重要设计目标考虑，同时尽可能降低运行费用，节省工程投资。

2、设计指标

(1)捕集率>80%

(2)烟尘排放浓度<50mg/m3

(3)烟气林格曼黑度<1级

3、关键采用技术

(1)炼钢炉的加料方式是人工从炉体上部投料，冶炼后的钢水从炉体前部倾斜出料，为了不影响正常的工序及操作要求，我们认为较为理想的收尘方式，是采用热过程伞形罩作为捕尘用。为了不影响人工操作及加料，该伞形罩为可移动式的，材质为不锈钢。该捕集罩已用于多台中频炼钢炉的烟气收尘，捕集效率高，烟气温度低。

(2)除尘器选用

过滤面积、耗气量、设备阻力、处理风量、过滤风速

烟气收尘工艺线路

1、工艺流程

中频炉—–烟气捕集罩—–阀门—旋转装置—-支管道—-主管道—沉降室—除尘器—-风机——烟囱

(1)烟气捕集罩

中频炉在熔炼过程中为典型热源，故除尘器系统采用热过程伞形罩作为烟气捕集罩。为了不影响工人操作及上料，烟气捕集罩设计为可移动式的。即在正常工作及出钢时捕集罩在炉子上方，在上料或检修时捕集罩可移动到其他位置，以不影响加料与检修。

(2)旋转装置

该装置处于活动管道与固定管道之间，以利于捕集罩的移动。

(3)因为烟气中含有少量硫成分，故设备主体和主管道采用4号钢板制作，支管和吸尘罩用不锈钢制作，防止短时间腐蚀坏。

采用离线回转脉冲除尘器

除尘系统工艺参数的确定

系统废气量 、管道流速、主管道直径：

环境温度、烟气温度高峰值、系统阻力、风机选择

型号、流量、全压、电机

粉尘收集及储运

根据厂方要求另外配备或者自备

电器控制

采用自动、手动两种控制方式。电控元件采用PLC可编程序控制器，主回路自锁、连锁方式。

四、处理后的效果

烟气处理后达到《GB9078-1996工业炉窑熔炼炉一类地区排放标准》。

即：烟尘<50mg/m3，烟气林格曼黑度<1级，岗位粉尘<10mg/Nm3。