一種燒結機頭組合除塵裝置及方法
【技術領域】
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[0001]本發明屬于廢氣凈化技術領域，尤其涉及鋼鐵冶金燒結煙氣除塵、能源回收、脫硫凈化的組合除塵裝置及方法。
【背景技術】
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[0002]1、燒結煙氣及煙塵特點:
[0003]燒結過程主要原料含鐵原料(如精礦、富礦等)、燃料、溶劑等；
[0004]燒結煙道出口溫度控制在一般控制在100_150°C ；
[0005]燒結煙氣含塵濃度:燒結機頭廢氣含塵量一般為l_3g/Nm3;
[0006]煙氣成分:煙氣中含有空氣中帶來的氧和氮外，還有混合料中水分蒸發出來的水蒸氣，混合料中可燃燒物燃燒生成的C02，CO以及混合物中硫化物燃燒時生成的S02或其他氧化物燃燒生成的廢氣，因此燒結煙氣主要由N2、02、C02、S02、N0X等氣體組成。
[0007]粉塵成分:燒結機機頭收集的粉塵含全鐵在50%以上，而且還含有Κ20 ΝΑ20，ΖηΟ等，影響電除塵收塵效率。
[0008]煙氣量:燒結機的煙氣量很大，平均每噸燒結礦產生4300-6000m3煙氣，燒結機每平米燒結面積每分鐘煙氣量為100-110m3/min.m2
[0009]煙氣負壓高:為了提高燒結礦的質量，現在大型燒結的采用厚鋪慢跑的燒結工藝，混合料層厚度達到500-750mm所以負壓很高一般達-15000?21000Pa。
[0010]2、目前電除塵應用及存在的主要問題:由于燒結煙氣的特殊性，使燒結機頭除塵室成為鋼鐵行業除塵中共認的一個難點，為了克服此技術難關，許多專家、學者、研究單位都進行了大量的學術研究。
[0011]目前國內機頭除塵普遍采用靜電除塵器，作為燒結工序的標配。機頭靜電除塵器的發展開始于80年代中期，距今已將近30年歷史，而且隨著科技的進步，機頭靜電除塵器的除塵效果由過去的彡150mg/Nm3，逐步降低到彡100mg/Nm3排放標準，基本滿足了國家要求的彡100mg/Nm3排放標準。甚至運行好的四電場的機頭靜電除塵器，除塵效果達到50-80mg/Nm3。電除塵器以適應處理大的煙氣量，能連續運轉，具有低阻力高效除塵率等優點，但應用于燒結機頭仍存在很多問題，主要有:
[0012]2.1工程建設成本高，目前大多數采用四電場除塵裝置，正常投資在4000-5000萬元，甚至更高。
[0013]2.2運行成本高:電場能耗較高。對于大型燒結機而言，不但電除塵電功率需要增加500KW左右，而且維護成本較高。
[0014]2.3電除塵對除塵介質有一定要求。燒結過程工藝結構取決于原燃料結構，而企業在生產過程中原燃料一直在調整變化，因此工藝變化影響電除塵器除塵效率。
[0015]2.4故障率高、維修量大:如運行過程中對陽極板與芒刺線之間的間距要求很嚴，由于溫度、風速等原因影響變形、芒刺線脫落，除塵效率降低；再如機械震打故障率高，電除塵震打錘及受打擊部位易損壞和變形等，也需要停機檢修。
[0016]2.5由于燒結煙氣的特點，含有大量水分及各種易燃、有害物質和氣體，易造成板結結塊，導致卸灰閥故障，影響除塵系統運行。
[0017]2.6電除塵器受溫度限制:燒結煙道出口溫度一般控制在100_150°C，當出口溫度高于限制時就要滲入冷風，當煙道溫度低于100°c時就接近露點，此時不利于電除塵器的高效運行，解決辦法就要適當增加燃料配比，使煙氣溫度大于100°c，以保證除塵器在最佳溫度下運行。
[0018]2.7由于粉塵中含有可利用全鐵在50%以上，循環利用導致粉塵細而輕的1(20ΝΑ20，ΖηΟ富集，影響除塵效率。
[0019]電除塵器對燒結煙塵性質比較敏感，特別是低硫、高灰、低水分引起的高比電阻粉塵以及高溫、大煙量等情況，均會明顯降低除塵效率。而且隨著生產的連續運行，除塵效率會越來越低，維護工作量越來越大。因此從生產角度考慮，需要正確合理地選擇除塵設備，做到既能滿足環保要求、減少維護工作量，又能產生更大的經濟效益顯得尤為重要。
[0020]3、國家環保要求:隨著我國環保要求的不斷提高，鋼鐵企業燒結工序燃燒廢氣排放在2015年要求滿足排放濃度由彡100mg/Nm3提高到彡50mg/Nm3，而且國內已經開始在發達地區實施特別限制，排放濃度彡40mg/Nm3，由于電除塵存在的諸多問題，導致排放濃度遠遠高于布袋除塵(目前布袋除塵器排放特別限值排放濃度< 15mg/Nm3)，也為行業指引了研究方向。
[0021]在目前電除塵+脫硫裝置情況下，長期運行，很難達到彡50mg/Nm3以下，對于實施特別排放值得地方(排放濃度< 40mg/Nm3)，實施結果更難控制，因此要保證排放濃度(40mg/Nm3，需要在機頭脫硫后配套再建設濕式電除塵器，這樣不但增加建設成本、運行成本而且也增加維護工作量，因此需要尋求更好的解決方案。
[0022]由于燒結機頭的煙氣排放難控制，影響因素較多，而電除塵器的工作過程又是一個相互關聯的復雜過程，要是電除塵器長期處于最佳工作狀態，必須保持各相關因素都處于可控并且合理的范圍之內才能達到凈化煙氣滿足國家要求的排放標準。國家和地方政府已經出臺了更為嚴格的粉塵排放標準和節能減排要求，而且會越來越嚴格。從國家政策、戰略角度考慮，要求有更高的除塵效率和更低的能耗，因此需要從不同角度去創新，尋求更好的除塵方法。
[0023]4、燒結大煙道低溫煙氣的能源回收與低溫脫硫綜合利用問題。
[0024]目前我國能源利用率低，所產生的廢熱量大面廣，其中鋼鐵企業燒結工序更為突出。燒結機每平米燒結面積每分鐘煙氣量為100-110m3/min.m2，大煙道排出煙氣一般控制在100-150°C，目前直接除塵后進入脫硫系統脫硫后排放，特別是濕法脫硫，溫度高不但降低脫硫效率，而且脫硫后出現煙囪長煙羽和煙雨現象，造成低溫能源和水資源的大量浪費，因此從能源回收和提高脫硫效率而言需要尋求更好的技術方案。
[0025]5、市場發展需要:隨著市場競爭日益激烈，一方面業主千方百計要求降低工程設備費用、運行維護費用，另一方面除塵設備必須滿足嚴格的排放要求而導致的高成本造價，二者相互矛盾，因此，市場迫切需求一種性價比更高的除塵系統。
[0026]反觀我國燒結除塵器現有技術，確實存在創新不足的問題，近30年一直演繹著標配電除塵裝置的除塵系統，已不能很好的滿足“節能減排”嚴格要求，諸如電除塵裝置對煙塵性質比較敏感，特別是低硫、高灰、低水分引起的高比電阻粉塵以及高溫、大煙量等情況，均會明顯降低除塵效率，給企業生產帶來的一系列問題由來已久，在環保治理壓力日益加重的情況下，對燒結工序煙氣綜合治理、有效再利用顯得尤為重要，必須開拓新思路、尋求新技術，解決燒結工序煙氣綜合利用問題；因此燒結除塵需要有新的突破，開發新一代高效節能的除塵系統十分必要、十分迫切的。
[0027]由于燒結系統的復雜性及存在現狀，從目前技術角度考慮，靠單一技術的辦法不能應對嚴峻的挑戰，也不能一攬子解決燒結機頭煙氣的治理難題，因此本發明提出了走開發和合理綜合應用多項新技術、新工藝的路子，來達到節能型除塵脫硫裝置的目的。
【發明內容】
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[0028]針對現有的燒結機頭煙氣除塵存在的上述問題，本發明提供的技術方案的主要目的是:
[0029]提供一種燒結機頭組合除塵裝置及方法。
[0030]為了實現上述目的，本發明采用了如下的技術方案:
[0031]1、設置在燒結大煙道和煙囪之間的組合除塵裝置，用于凈化燒結過程排出的煙氣;
[0032]2、與燒結大煙道依次連通的兩級多管除塵裝置、布袋除塵器、主排風機，用于捕集煙氣中的粉塵；
[0033]3、低溫能源回收裝置、變頻調節的增壓風機，用于燒結低溫煙氣能源的回收并降低煙氣溫度；
[0034]4、煙氣混合裝置、濕法脫硫裝置，用于煙氣混合后進入脫硫塔進行低溫脫硫，實現燒結煙氣的達標排放。
[0035]5、本發明的另一方面，還包括所述的兩級多管除塵裝置，采用一體化結構，臥式旋風器與立式旋風器組合布置，第一級為臥式，第二級為立式。除塵器下部設置灰斗，并安裝上、下料位計、電加熱裝置、和倉壁振動器。
[0036]6、本發明的另一方面，還包括所述的采用布袋除塵裝置