廠房降溫負壓風(fēng)機什么才是高效、節(jié)能、環(huán)保并有良好通風(fēng)效果的降
通風(fēng)效果的降溫措施?土禾水簾式風(fēng)調(diào)工程:利用水簾墻降溫工程,水蒸發(fā)吸熱原理,負壓通風(fēng)原理,來排出廠房內(nèi)的廢氣、污氣及解除高溫悶熱。 安裝后可以非常有效的改善廠房的高溫悶熱環(huán)境,可使廠房內(nèi)的溫度(32—45℃的高溫環(huán)境)迅速地在10分鐘內(nèi)下降,并將溫度保持在26~30℃,這是人體最舒適的工作環(huán)境,可以提升員工工作效率,保持產(chǎn)品的高品質(zhì)。
其降溫換氣通風(fēng)效果,可非常有效的解決95~99%廠房高溫悶熱、空氣污濁的問題。
>1 前 言?
濟南鋼鐵集團總公司第二煉鋼廠(簡稱濟鋼第二煉鋼廠),地處濟南市東部,西靠近二環(huán)路,東毗鄰高新技術(shù)開發(fā)區(qū),周圍居民樓和高級住宅樓林立,對環(huán)境的要求非常嚴格。該廠的2座17t氧氣頂吹轉(zhuǎn)爐年產(chǎn)鋼已達60萬t,煉鋼廠房溢出和煙囪冒出的“黃煙”對環(huán)境造成了嚴重的污染。煙氣含塵超標排放問題直接影響到該地區(qū)的大氣和生態(tài)環(huán)境。
2 煙氣含塵超標的原因及分析
2.1 產(chǎn)生原因
目前國內(nèi)氧氣頂吹轉(zhuǎn)爐除塵工程通常采用兩種方法:(1)未燃法(OG法):用可以升降的活動煙罩和控制抽氣量的調(diào)節(jié)裝置等,使爐氣在收集過程中盡可能不燃燒或少燃燒,以回收煤氣,進行綜合利用。這種方法的優(yōu)點是:由于CO沒有燃燒,煙氣量小;煙塵顆粒大,凈化容易。缺點是:為回收CO必須配備較高水平的控制檢測設(shè)備和煤氣回收設(shè)備,需投入大量資金。操作上由于回收、放散切換頻繁,管理、維護難度大,還需設(shè)置必須的防毒、防爆設(shè)施。(2)燃燒法:轉(zhuǎn)爐爐氣溢出爐口之后,與從煙罩和爐口間吸入的空氣混合而全部燃燒。這種方法的優(yōu)點是:工程簡單,投資相對較少;操作安全,維護方便。濟鋼第二煉鋼廠的氧氣頂吹轉(zhuǎn)爐除塵工程采用的是燃燒法。這種方法與未燃燒法相比,主要缺點有:煙氣量大,是“未燃法”的2~5倍;煙塵顆粒細小,直徑小于1μm的達90%以上,“未燃法”產(chǎn)生的煙塵顆粒,直徑在10~40μm的占90%以上。小于1μm懸浮在煙氣中的煙塵顆粒,運動軌跡為布朗運動,難以直接過濾分離;煙塵成分中高價鐵含量多,主要成分為Fe2O3,除塵困難。而“未燃法”的煙塵高價鐵含量少,主要成分為FeO,煙塵顆粒在懸浮狀態(tài)下容易彼此聚集。因此,濟鋼第二煉鋼廠的氧氣頂吹轉(zhuǎn)爐除塵工程由于設(shè)計問題,存在著煙氣凈化困難的先天缺陷。
2.2 原因分析
濟鋼第二煉鋼廠氧氣頂吹轉(zhuǎn)爐除塵工程的主要工藝流程為:
轉(zhuǎn)爐→煙罩→煙道→溢流文氏管除塵器→背包脫水器→二文可調(diào)文氏管除塵器→重力脫水器→濕旋器→煙氣管道→風(fēng)機→煙囪
除塵工程的主要設(shè)備是文氏管除塵器,工作原理是:煙氣進入文氏管,通過收縮段被加速到達喉口,高速的煙氣氣流沖擊由噴嘴噴入的水幕,使水二次霧化成細小的水滴。氣流速度越大,噴入的水滴越細,分布越均勻,二次霧化效果也就越好,越有利于捕集微小的塵粒。因此,要使煙氣塵粒含量達到小于150mg/m3的排放標準,必須使二文可調(diào)喉口的氣流速度達到100~120m/s,這樣可調(diào)喉口的阻損將達到13729Pa,再加上一文喉口、兩級脫水器、兩級濕旋器、煙道、彎頭的阻損,總阻損將大于風(fēng)機的吸空能力,使大量爐氣從爐口和煙罩之間溢出,這些沒有經(jīng)過除塵工程處理的爐氣污染了環(huán)境。若增大二文喉口,則阻損減少,流速降低,雖通過的煙氣量增大,但二次霧化效果差,煙氣排放達不到標準,經(jīng)測試含塵量為200~300mg/m3。
3 改造措施?
要解決煙塵排放超標的問題,按照國內(nèi)成功的方案采用“未燃法” 回收煤氣除塵工藝,需要停產(chǎn)改造,投資巨大,不可取。經(jīng)過反復(fù)研究、試驗,探索出了除塵風(fēng)機加水洗塵的新工藝。利用風(fēng)機高速(2950r/min)葉輪的攪拌作用,使含塵200~300mg/m3的煙氣與水充分混合、洗滌。
3.1 風(fēng)機洗塵原理
風(fēng)機洗滌的原理是:噴入的水撞擊高速旋轉(zhuǎn)的葉輪,生成直徑為10-4~10-5mm的水滴,懸浮中的水滴具有很大的總表面,可以捕集到小于1μm的細微塵粒。微水滴加大了含固體煙塵的煙氣濕度,增大了運動中相互接觸凝集而形成大顆粒的機會,提高了捕塵效果。經(jīng)測試,除塵效率可達50%以上,經(jīng)過處理后的煙氣含塵小于100mg/m3。同時風(fēng)機加水使煙氣溫度進一步降低,改善了除塵風(fēng)機工程的工況條件。根據(jù)煙氣經(jīng)過風(fēng)機后的溫升公式:
ΔT = T2(εK1/λ-1 ) (1) ??
式中 T2——風(fēng)機入口煙氣的絕對溫度,℃;
εK——風(fēng)機壓縮比;
λ——多變系數(shù)。
計算可知,加水前煙氣經(jīng)風(fēng)機后升溫可達25℃,加水洗塵后煙氣溫度低于進氣溫度。煙氣溫度越低,其體積越小、重度越大,越利于風(fēng)機能力的發(fā)揮。以30~70℃的飽和煙氣為例,溫度每降10℃,煙氣體積可縮小5%~9%,風(fēng)機能力可相應(yīng)提高4%~8%。同時,隨著煙氣溫度的降低,煙氣中的飽和水蒸氣的含量亦減少,在水蒸氣的冷凝過程中,還凝聚了部分游離的細小微塵,加強了凈化效果。采用除塵風(fēng)機加水洗塵的除塵工藝后,除塵工程的工藝流程為:
轉(zhuǎn)爐→煙罩煙道→溢流文氏管除塵器→背包脫水器→二文可調(diào)文氏管除塵器→重力脫水器→濕旋器→煙氣管道→風(fēng)機→復(fù)擋脫水器→煙囪
↑
加水?
3.2 改造方案
(1)在風(fēng)機進口處配有φ50.8 mm噴嘴以及水壓力、水流量調(diào)節(jié)工程;
(2)水與含塵煙氣在風(fēng)機內(nèi)混合洗滌;
(3)混合的煙氣和污水進入復(fù)擋脫水器,實施氣水分離;
(4)凈化后的煙氣通過煙囪排入大氣,污水則進入污水處理工程。流程見圖1。
圖1 污水處理工程
復(fù)擋脫水器的工作原理是:含有煙氣和污水的混合氣體從切線方向進入復(fù)擋脫水器,利用離心力的作用,質(zhì)量大的含塵水滴被甩到導(dǎo)向板上,集結(jié)后靠重力作用向下運動,而氣體分子在風(fēng)機推動力的作用下向上運動,達到氣水分離的效果。復(fù)擋脫水器的平面剖視圖見圖2。一臺復(fù)擋脫水器的制造費用為5萬元。
圖2 復(fù)擋脫水器平面剖視圖
3.3 使用效果
不同的加水量測得的排放煙氣中的含塵量及風(fēng)機電流變化情況如表1所示。
表1 不同加水量煙氣含塵量測試結(jié)果與風(fēng)機電流變化情況
實踐證明,在一定水壓下,通過調(diào)節(jié)進水流量,可達到精除塵的目的。
經(jīng)過水洗滌的煙氣進入復(fù)擋脫水器進行脫水,脫下的污水用循環(huán)泵供到污水處理工程,可實現(xiàn)煙氣排放和污水處理“雙達標”。
風(fēng)機洗塵工藝可對整個除塵工程進行優(yōu)化,使二文喉口阻損降低,達到轉(zhuǎn)爐爐口不溢煙,煙囪排放達標的效果。同時洗塵工藝可以沖洗風(fēng)機葉輪,具有使風(fēng)機葉輪不粘灰的優(yōu)點,減少了風(fēng)機振動,提高了風(fēng)機壽命。
4 結(jié) 語?
風(fēng)機洗塵工藝是一項投資少、見效快的新技術(shù),是原除塵工程上附加的一個精除塵項目,彌補了原工程的不足,從根本上解決了“燃燒法”不回收煤氣、轉(zhuǎn)爐爐氣超標排放,污染環(huán)境的問題。
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