矿热炉烟尘污染治理技术分析

汪为忠

【摘 要】我国工业废气污染主要以矿热炉烟尘污染为主，其是一种比较典型的工业废气，特点是废气量大、温度高、烟尘浓度高、颗粒较小、部分有剧毒，直接排放到大气中，会对环境造成污染。基于此，文章探讨了矿热炉烟尘污染治理技术，具体内容供大家参考和借鉴。

【关键词】矿热炉；烟尘污染；治理技术

矿热炉生产属高耗能、高污染冶金生产。随着国家对冶金行业铁合金生产烟尘达标排放要求越来越高，铁合金生产行业均投入资金设计筹建环保除尘设施。但是由于铁合金生产排放的烟尘温度较高、含尘浓度较大、烟尘排放速率变化较大、粒度极细、废气中SO2浓度较低，给铁合金除尘带来极大的困难。因此，矿热炉除尘已成为冶金行业除尘的一项难题。

一、研究背景

铬、硅、锰系等铁合金冶炼行业的矿热炉在冶炼过程中会产生大量烟气，温度通常在400℃左右，含有大量热量。按生产75%硅铁矿热炉为例，烟气中的热量约为总输入能量的50%。矿热炉冶炼铬铁时，生产1t铬铁约产生780Nm3的煤气。目前，我国铁合金冶炼行业对冶炼烟气的利用普遍不足，大量的能量被烟气带走，不仅生产污染严重，治理任务艰巨，而且能源利用率低，造成了能源浪费、环保压力大、企业生产成本过高等行业共性问题。冶炼烟气若能有效利用，将具有较大的节能潜力。

二、矿热炉烟尘分析

烟气主要成分见表1。

粉尘特性见表2。

三、全密闭矿热炉高温烟气干法净化回收利用技术

（一）技术原理

该技术的关键是高温烟气的除尘净化技术，也是后续烟气发电和铬粉矿煤气烧结（预处理）的基础。主要技术原理是采用全封闭矿热炉冶炼和控制技术，将冶炼所产生的高温烟尘通过Fe Al非对称过滤器进行干法净化，并将净化后的烟气输送到煤气柜中储存，用于发电和铬粉矿煤气烧结，起到节能效果。

（二）关键技术

1.新型过滤材料制备技术

针对冶炼烟气干法除尘，首次提出了选择Fe Al金属间化合物作为过滤净化滤芯材料的新理论，成功解决了冶金行业550℃以上高温气体过滤技术难题。

2.自动控制系统应用技术

冶炼工艺采用全封闭式25500kVA大型矿热炉冶炼高碳铬铁，炉体组合把持器系统是国内先进的技术设备，整个生产过程自动化控制，并可实现对整个电炉系统的运行状况进行动态监视与控制。

3.铬铁冶炼高温烟气干法除尘净化技术

除尘效率可达99.99%以上，可满足化工制取甲醇的要求。同时，加装化学分离设备后可达到一氧化碳与甲醇反应制取醋酸的工艺要求。

4.铬铁冶炼高温烟气综合利用技术

冶煉副产高温烟气除尘净化后，可作为优质燃料综合利用。采用该技术回收的煤气热值高达13.17MJ/Nm3，约为天然气热值的37%，可满足铬铁生产线原矿烧结预处理、焦炭烘干及尾气发电机组燃料需要。

（三）工艺流程

该技术的工艺路线图见图1。

冶炼烟气净化系统分为过滤系统、反吹系统、防结露系统、排灰系统和控制系统等五个子系统，其结构示意图见图2。

（四）典型应用案例

典型用户：青海际华江源实业有限公司典型案例1。

案例名称：青海际华江源实业有限公司铬铁冶炼及烟气综合利用项目技术提供单位：青海际华江源实业有限公司。

建设规模：年产铬铁10万t。主要技改内容：第一，全密闭式矿热炉的冶炼和自动化控制系统的改造；第二，高温烟气除尘净化过滤系统的主要过滤元件滤芯的选择；第三，冶炼高温炉气除尘净化装置及输送系统的改造；第四，铬铁冶炼烟气净化系统与煤气系统的改造；第五，高温煤气综合利用技术的研究探索、并完成发电系统、烘干系统、烧结系统等新建等。主要设备为3000kW发电机组1台及输变电设备、2套高温烟气干法除尘净化回收装置、1套密闭式炉盖。技改投资额7600万元，建设期2年。该项目建成后，年节能量4.3万t，年碳减排11.4万t。每年可获得经济效益2593万元，投资回收期5.4年（含2年建设期）。

四、反吸风正压除尘技术

（一）工艺流程

反吸风正压布袋除尘系统主要由烟罩、冷却器、风机、反吸风管、袋式除尘器等部分组成。图3是其工艺流程简图。

（二）反吸风正压除尘系统的优点

从环保系统工程设计工艺布置上来看，有正压系统和负压系统之分。其中正压系统的阻力较小，可以有效节省风机电动机功率8%～15%，属节能型工艺。但是，正压风机扇叶粘灰、清灰影响正常运行。目前重庆通用风机有限公司专为矿热炉研究开发出（KRL系列）耐磨、防粘附性风机，解决了正压除尘灰粘风叶的难题。负压系统的优点是：可以有效避免风机扇叶粘灰和动态不平衡问题，但是由于负压系统除尘器漏风率较高，因此其系统的阻力较大，运行过程中的故障率也就较高。

（三）运行效果

将该系统投入到正式的运行过程中，直至今天为止，整体系统的运行呈现出平稳、安全，烟尘捕集率≥95%。测温及清灰采用PLC自动控制，管路设定温度180℃，当炉内塌料及环境温度达到设定的温度时，自动打开强制冷却器，有效防止布袋被烧毁。此外，清灰每间隔半小时分室进行，有效提高了清灰的效果。

五、结束语

综上所述，随着全球环境意识的不断加强，环保成为各个行业发展的重要前提。在钢铁行业中，除了采取措施消除氧化硫、粉尘、灰尘、烟气和水污染外，为防全球变暖而采取降低二氧化碳排放量将成为一个严肃的问题。中国已经在加强有关自然环境的保护措施研究，以期为将铁合金工业发展成为一个洁净的工业，因此，相关技术人员必须立即采用适当的措施来保护自然环境。

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