蘭炭末對燒結(jié)機(jī)頭除塵灰影響的分析

劉曉軍

（陜鋼集團(tuán)龍鋼公司煉鐵廠）

摘要：本文通過對燒結(jié)過程使用不同比例蘭炭末，以使用焦末作為基準(zhǔn)分析探討蘭炭末使用后對燒結(jié)機(jī)頭除塵灰含碳量及除塵器內(nèi)灰量分布的影響，提出燒結(jié)燃料結(jié)構(gòu)中蘭炭末比例要求及幾點(diǎn)控制措施。

關(guān)鍵詞：機(jī)頭除塵灰、含碳量、蘭炭末、極板塵膜、措施

1  引言

燒結(jié)機(jī)機(jī)頭除塵灰是燒結(jié)系統(tǒng)除塵灰的重要組成部分，同時(shí)其除塵效果也是困擾企業(yè)環(huán)保的主要問題。為獲得較好的除塵效果，近年來機(jī)頭除塵器基本上由多管除塵器改為電除塵器，同時(shí)除塵面積提高，但除塵效果各企業(yè)反饋不一。

燒結(jié)機(jī)頭除塵灰主要為燒結(jié)過程中細(xì)微物料隨主抽抽風(fēng)進(jìn)入主管道成為粉塵，大部分被除塵器收集，少量隨煙氣進(jìn)入脫硫系統(tǒng)。燒結(jié)機(jī)頭前置電場除塵灰全鐵含量一般達(dá)到30%以上，后置電場一般達(dá)到10%以上；針對粉狀除塵灰，大部分企業(yè)直接利用氣力輸送至配料除塵灰倉，進(jìn)入配料系統(tǒng)按平衡消化進(jìn)行二次燒結(jié)，此部分對燒結(jié)礦質(zhì)量產(chǎn)生負(fù)面影響，主要為燒結(jié)礦“花臉”、夾生，甚至導(dǎo)致系統(tǒng)二次揚(yáng)塵現(xiàn)象、除塵效率降低；另外一部分企業(yè)采用外排后，浮選-重選的工藝將除塵灰中鐵氧化物選出來，將鐵元素高的部分再返回?zé)�結(jié)或球團(tuán)系統(tǒng)，有害元素高的部分用作建筑材料或直接摒棄；還有一部分企業(yè)直接外賣處理，下游廠家二次分選重金屬，如Pb，Zn、Ag等，或制造含氯鉀肥。

我企業(yè)400㎡燒結(jié)機(jī)機(jī)頭除塵器采用四電場除塵，除塵效果良好，但除塵器灰斗結(jié)塊現(xiàn)象頻繁發(fā)生，除塵灰固定碳含量偏高，檢查發(fā)現(xiàn)電場極板和極針上基本覆蓋一層較難清理的灰塵，形成極板塵膜，降低了極針放電和極板吸附作用；同時(shí)在電場內(nèi)形成絮狀物，灰斗內(nèi)存在除塵灰自然痕跡。2016年針對機(jī)頭除塵灰情況進(jìn)行分析和研究，針對機(jī)頭除塵灰采用外賣處理和燒結(jié)過程控制后，燒結(jié)機(jī)頭除塵灰固定碳含量下降，極板塵膜形成周期延長，除塵效果提升。

2  除塵灰含碳量分析

針對燒結(jié)原料條件和操作過程基本穩(wěn)定條件下，對燒結(jié)機(jī)頭除塵灰固定碳和燃料種類進(jìn)行對比分析，數(shù)據(jù)如下：

2.1  燃料質(zhì)量

表1  燒結(jié)用燃料質(zhì)量

2.2  機(jī)頭除塵灰成分

表2   400㎡燒結(jié)機(jī)機(jī)頭除塵成分

通過對以上數(shù)據(jù)及實(shí)踐分析如下：

a.燒結(jié)燃料結(jié)構(gòu)中使用純焦末時(shí)，除塵灰固定碳含量基本穩(wěn)定在2%以下，除塵效果較好；機(jī)頭除塵器基本未出現(xiàn)大面積結(jié)塊現(xiàn)象，灰斗排灰較穩(wěn)定，1#2#電場排灰量基本為20t/d，3#4#電場排灰量基本為13t/d；

b蘭炭末投入使用后除塵灰固定碳含量上漲至3.0%以上，燒結(jié)燃料結(jié)構(gòu)中蘭炭末比例上漲至40%后，機(jī)頭各除塵灰固定碳含量程上升趨勢，1#2#電場排灰量基本為18t/d，3#4#電場除塵灰排灰量基本為17t/d。

c.蘭炭末使用后機(jī)頭除塵1#電場除塵灰TFe含量呈下降趨勢，煙氣中含鐵料顆粒在電場中運(yùn)行軌跡加大，但顆粒粒徑無較大變化，說明極板塵膜加厚，1#電場極板放電過程中對微粒的吸附作用下降，導(dǎo)致微粒運(yùn)行軌跡增長，同時(shí)3#4#除塵灰量與TFe含量上漲也說明此點(diǎn)。

2.3  蘭炭末與燃料配比的分析

表3  蘭炭末比例與燃料配比

2.3.1 以純焦末配比作為基準(zhǔn)值分析，蘭炭末在燒結(jié)燃料結(jié)構(gòu)中占比30%，加權(quán)固定碳含量較純焦末下降至82.29%，降幅2.6%；加權(quán)發(fā)熱值下降至5510kcl/kg，降幅1.6%；燒結(jié)燃料配比提升至4.8%，漲幅29.7%；實(shí)際漲幅遠(yuǎn)大于固定碳和發(fā)熱值降幅，說明部分燃料未得到充分利用及進(jìn)入煙道。

2.3.2  燃料發(fā)熱值測定采用氧彈法測定，相較焦末而言蘭炭末發(fā)熱值中較大部分來源于可燃基揮發(fā)分；燃料中可燃基揮發(fā)分在300℃（燒結(jié)過程預(yù)熱層）開始揮發(fā)，其含碳量偏高，進(jìn)入除塵器后冷卻凝結(jié)、富集；隨蘭炭末配比提升除塵灰固定碳提升，表現(xiàn)明顯。

2.3.3  蘭炭末原始粒度＜0.2mm占比為20%，焦末僅為8%，此部分不能與燒結(jié)料充分粘結(jié)成球，大部分單獨(dú)存在，在燒結(jié)過程中形成未燃燒燃料顆粒，隨風(fēng)帶入除塵器，并在除塵灰器內(nèi)富集，與富集的可燃基揮發(fā)分形成除塵灰自燃現(xiàn)象。

2.3.4 部分除塵灰自燃后形成結(jié)塊，進(jìn)而堵塞灰斗。

3  控制除塵灰固定碳含量的措施

在實(shí)際生產(chǎn)過程中，發(fā)現(xiàn)采取以下方式有利機(jī)頭除塵效果：

3.1 避免蘭炭末作為燒結(jié)燃料，或控制蘭炭末比例不得超過30%；

3.2 嚴(yán)控燃料進(jìn)廠質(zhì)量，特別是固定碳和揮發(fā)分的監(jiān)控；

3.3 控制燃料粒度＜3cmm占比至70%-75%，減少超細(xì)燃料；

3.4 燒結(jié)過程避免偏低料層控制，實(shí)行超厚料層；

3.5 杜絕廢氣溫度出現(xiàn)超高現(xiàn)象。

4  總結(jié)

4.1 在除塵灰固定碳來源主要為超細(xì)燃料粉末和燃料揮發(fā)分，為達(dá)到更優(yōu)的成本控制及環(huán)保要求，建議蘭炭末在燒結(jié)燃料結(jié)構(gòu)中占比不得超過30%，同時(shí)需嚴(yán)格控制各燃料種類成分，特別是固定碳和揮發(fā)分。

4.2 同原料條件下，隨著蘭炭末在燃料結(jié)構(gòu)中占比提升，機(jī)頭除塵器電場內(nèi)部除塵灰分布有延后現(xiàn)象，其中前置電場除塵灰TFe含量及灰量降幅明顯，后置電場TFe含量及灰量漲幅明顯，堿金屬分布較為穩(wěn)定。

4.3 通過提升料層增強(qiáng)自動(dòng)蓄熱、降低燃料破碎粒度控制、嚴(yán)控超高廢氣溫度等措施，可降低除塵灰固定碳。

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