如何提高冲天炉除尘效率？

1.设计应考虑的问题

（1）计算炉气量与烟气量　冲天炉熔炼过程中产生的燃烧气体与尘的混合物称为炉气；为了燃烧炉气或稀释炉气而混入一定量空气后所形成的气体与尘的混合物称为烟气，烟气净化是指后一种气体。

炉气量按下式计算

式中 V_l——焦炭燃烧和石灰石分解产生的炉气量（标态）（m³/h）；

K——熔化100kg铁液所消耗焦炭千克数的比例（%）；

C——焦炭中固定碳质量分数（%）；

η——燃烧比，；

CO₂、CO——该气体在炉气中的体积分数（%）；

G——冲天炉熔化率（t/h）。

冷风冲天炉的烟气量V_y近似等于炉气量V_l与加料口吸入风量之和

V_y=3600V_cA+V_l （13-2）

式中 V_y——烟气量（标态）（m³/h）；

A——加料口面积（m²）；

V_c——加料口吸入风速（标态）（m/s），V_c=1～1.2m/s。

近似计算时，取V_y=（2～3）V_l。

热风冲天炉烟气量应为炉气燃烧后的气体量与掺入的冷空气量之和，需计算求得。

冲天炉排烟量数据见表13-8，炉气成分见表13-9。

表13-8 冲天炉排烟量数据

表13-9 冲天炉炉气的主要成分

（2）除尘器选择　由于除尘器的结构形式及其技术特性差异较大，因此选择除尘器时应在技术性、经济性、可靠性以及气象水文条件是否与冲天炉实际情况相符等方面全面考虑后加以确定。

单位炉气量（标态）含尘量（g/m³）：

冷风冲天炉 10±2.7

热风冲天炉 10±4.5

（3）烟气抽取方式 冷风冲天炉分加料口上方和加料口下沿抽气两种方式，如图13-7所示。加料口上方或下沿抽气不影响炉子的有效装料高度，能从加料口吸入大量冷风使炉气不易再燃或发生爆炸，停止加料后除尘系统仍可继续工作。其缺点是处理烟气量大，选用的引风机功率大，存在高温烟气由加料口下部部分逸出的可能，抽气效果相对较差。热风冲天炉抽气管中心距加料口下沿一般保持3m高度，既可防止炉气外逸，又能避免冷空气被吸入，能利用炉气的化学热和物理热组织再燃烧，实行预热送风达到节约焦炭和消除有害气体的目的。抽气口处及抽气管道内适宜的炉气流速（标态）为7～10m/s。

（4）烟气冷却方式 当进入除尘系统的烟气温度超过除尘器允许的温度时，特别是再燃式热风冲天炉离开预热器的烟气温度仍达500℃左右，为保证除尘系统能可靠运行而必须对烟气进行冷却，使其温度控制在除尘器允许的温度范围内，冷却方式分为间接冷却和直接冷却两类。

1）间接冷却。这种冷却方式不改变原来的烟气量及其成分，是通过间壁式热交换器降低烟气温度。常用的有风冷或水冷套管冷却、喷淋间接冷却、除尘器水套冷却、热管换热器冷却等方式。(www.xing528.com)

2）直接喷雾冷却。将水喷成雾状使其在高温烟气中蒸发吸热，从而降低烟气温度，分为湿法运行和干法运行两种。湿法运行是指烟气中水蒸气呈过饱和状态，有冷凝水从冷却器中排出；干法运行则相反，烟气中水蒸气呈不饱和状态，运行中无冷凝水从冷却器中排出。

3）直接掺冷风冷却。将冷空气直接掺入烟气中进行冷却。此法简单易行，但当烟气温度较高时，由于所掺入的空气量很大，引风机及除尘器的规格都相应增大，故采用这种方法要从经济上进行综合考虑。通常情况是：当除尘系统中虽设置了冷却器而烟气温度仍未降低到规定值时，掺冷风冷却是作为一种补充冷却方式被采用。

2.冲天炉除尘系统设计方案举例

（1）旋风除尘系统　由旋风除尘器和引风机组成（图13-8）。烟气由加料口上方抽出，然后进入旋风除尘器。烟气量大时，可并联两个除尘器；需提高除尘精度时，可串联两个除尘器使用。处理后的烟气由引风机排入大气。该类除尘系统简单、占地少，但除尘效果差，特别对粒径50μm以下的烟尘难以去除，排尘浓度仍达400mg/m³以上。其只用于低排放要求的中小型冲天炉。

（2）热管冷却、旋风布袋除尘系统 该系统烟气先经旋风除尘器初除尘后，进入热管预热器的热端（下半部），降温后经布袋除尘器净化后由引风机排入大气。冷空气经热管预热器的冷端（上半部），被预热后由冷热交换风机送至冲天炉。系统流程如图13-9所示。

图13-7 冷风冲天炉烟气抽取方式

a）加料口上方抽气 b）加料口下沿抽气

1—加料口 2—抽气管 3—料位最高点

图13-8 旋风除尘系统

1—烟囱 2—引风机 3—水冷旋风除尘器 4—加料口 5—抽气口

图13-9 热管冷却、旋风布袋除尘系统

1—布袋除尘器 2—引风机 3—热管换热器 4—旋风除尘器 5—冲天炉 6—冷热交换风机 7—隔声室

（3）布袋除尘系统　图13-10所示为10t/h冲天炉布袋除尘系统图。炉气由冲天炉加料口下方抽出，进入燃烧室后炉气中所含CO被完全燃烧然后进入预热器加热空气，出预热器的烟气温度被降低至750℃，烟气再经加湿冷却到400℃，再经水冷壁式冷却器冷却至240℃，最后由引风机送至布袋除尘器。布袋除尘器外壳包扎有保温层，引风机入口处设有冷风调节阀，当烟气温度超过250℃时，该阀自行打开吸入冷风降温。

图13-10 10t/h冲天炉布袋除尘系统图

1—布袋除尘器 2—引风机 3—冷却器 4—水泵 5—喷雾塔 6—预热器 7—燃烧室 8—冲天炉 9—掺冷风用电动阀 T₁、T₂、T₃—温度传感器 M—电动阀

（4）静电除尘系统　图13-11所示为15t/h冲天炉静电除尘系统图。炉气先经旋风除尘器，粗除尘后进入燃烧室进行燃烧，然后再进入预热器和增湿塔增湿降温使烟气的比电阻值降低，最后经静电除尘器排入大气。

图13-11 15t/h冲天炉静电除尘系统图

1—热风冲天炉 2—旋风除尘器 —燃烧室 4—预热器 5—增湿塔 6—静电除尘器

（5）文氏管除尘系统　由抽气装置、喷淋塔、文氏管除尘器、脱水装置、引风机等组成。炉气由加料口下方抽出后经喷淋塔（或旋风除尘器）进入文氏管除尘器，再经脱水装置去除烟气中的水雾，由引风机排入大气。系统示意如图13-12所示，适用于排放要求较高的大型冲天炉。如将文氏管除尘器改用离心式洗涤机，则组成为离心式洗涤机除尘系统。

图13-12 文氏管除尘系统

1—抽气装置 2—加料口 3—喷淋塔 4—文氏管 5—脱水装置 6—引风机 7—烟囱