利用多孔陶瓷处理高温转炉烟气的可行性分析

利用多孔陶瓷处理高温转炉烟气的可行性分析

倪文 吴英良

（北京科技大学土木与环境工程学院，北京 100083，2006-01-26）

    摘要 从分析转炉烟气的特征、目前对它的处理现状以及处理技术存在的问题着手，描述了多孔陶瓷材料的性能，如多孔陶瓷的耐高温性、气孔分布以及耐磨蚀性等，从而分析了利用多孔陶瓷处理高温转炉烟气的可行性。

    根据高温转炉烟气的特点，目前主要采用湿法文氏管法处理。湿法文氏管法除尘效率高，但存在回收煤气量少，不能回收可再生资源含铁粉尘，净化过程中会产生大量的污水，污泥等问题。通常，炼1t钢少回收煤气30～70m³（相当动力煤21kg），全铁粉尘20～30kg，这就降低了炼钢厂的效率以致造成巨大的能源浪费，并且处理过程产生的污水，污泥还会增加处理成本，造成环境污染。针对存在的问题，引进了多孔陶瓷。目前，使用多孔陶瓷处理烟气作为最新，最有效的技术已经得到了应用。多孔陶瓷具有耐高温，耐磨损，孔隙率高，价格低廉等优点^[1]。采用多孔陶瓷过滤器结合余热锅炉处理高温转炉烟气，具有除尘效率高、能有效回收余热、煤气和全铁粉尘、不产生污水，污泥的特点。

    1 转炉烟气的特性

    转炉烟气是在转炉炼钢过程中，转炉吹氧期产生的大量含co的烟气与烟尘的总称。转炉烟气处理的一般过程包括三个部分：首先是对含有大量co高温炉气的处理；然后是对出炉口后的烟气进行收集和冷却；最后将冷却后的烟气进行净化。目前对含有大量co高温烟气的处理，采用较多的是未燃法。未然法是在炉气（大约为1450~1600℃）离开炉口进入烟罩时，控制炉口压力或用氮气密封，吸入少量的空气与炉气混合，令其中10～20％的co燃烧，处理后，出口时高温烟气中含有50～70％的co，经汽化冷却后被冷却到1000℃左右。冷却后处理，目前采用较多的是湿法文氏管法。

    1.1 污染物的成分

    炼钢过程中，在高温下向转炉中鼓入大量氧气，铁水中的碳被迅速氧化成co，炉气的主要成分是co以及少量co₂。在氧气射流与熔池直接作用的反应区内，局部温度可达2500～2800℃，造成一定数量的铁和铁的氧化物的蒸发，形成极细的烟尘，这就是从炉口喷出的褐色烟尘。烟尘中还包括一些被炉气机械夹带出的散状料粉尘和随喷溅带出的渣粒等^[2]。下面列出经过未燃法处理后的烟气成分。

①转炉烟气的成分，如表1^[3]。

表1 未燃法烟气成分及范围

烟气量：570m³/(h,t )(钢