兰炭末对烧结机头除尘灰影响的分析

兰炭末对烧结机头除尘灰影响的分析

刘晓军

（陕钢集团龙钢公司炼铁厂）

摘要：本文通过对烧结过程使用不同比例兰炭末，以使用焦末作为基准分析探讨兰炭末使用后对烧结机头除尘灰含碳量及除尘器内灰量分布的影响，提出烧结燃料结构中兰炭末比例要求及几点控制措施。

关键词：机头除尘灰、含碳量、兰炭末、极板尘膜、措施

1  引言

烧结机机头除尘灰是烧结系统除尘灰的重要组成部分，同时其除尘效果也是困扰企业环保的主要问题。为获得较好的除尘效果，近年来机头除尘器基本上由多管除尘器改为电除尘器，同时除尘面积提高，但除尘效果各企业反馈不一。

烧结机头除尘灰主要为烧结过程中细微物料随主抽抽风进入主管道成为粉尘，大部分被除尘器收集，少量随烟气进入脱硫系统。烧结机头前置电场除尘灰全铁含量一般达到30%以上，后置电场一般达到10%以上；针对粉状除尘灰，大部分企业直接利用气力输送至配料除尘灰仓，进入配料系统按平衡消化进行二次烧结，此部分对烧结矿质量产生负面影响，主要为烧结矿“花脸”、夹生，甚至导致系统二次扬尘现象、除尘效率降低；另外一部分企业采用外排后，浮选-重选的工艺将除尘灰中铁氧化物选出来，将铁元素高的部分再返回烧结或球团系统，有害元素高的部分用作建筑材料或直接摒弃；还有一部分企业直接外卖处理，下游厂家二次分选重金属，如Pb，Zn、Ag等，或制造含氯钾肥。

我企业400㎡烧结机机头除尘器采用四电场除尘，除尘效果良好，但除尘器灰斗结块现象频繁发生，除尘灰固定碳含量偏高，检查发现电场极板和极针上基本覆盖一层较难清理的灰尘，形成极板尘膜，降低了极针放电和极板吸附作用；同时在电场内形成絮状物，灰斗内存在除尘灰自然痕迹。2016年针对机头除尘灰情况进行分析和研究，针对机头除尘灰采用外卖处理和烧结过程控制后，烧结机头除尘灰固定碳含量下降，极板尘膜形成周期延长，除尘效果提升。

2  除尘灰含碳量分析

针对烧结原料条件和操作过程基本稳定条件下，对烧结机头除尘灰固定碳和燃料种类进行对比分析，数据如下：

2.1  燃料质量

表1  烧结用燃料质量

2.2  机头除尘灰成分

表2   400㎡烧结机机头除尘成分

通过对以上数据及实践分析如下：

a.烧结燃料结构中使用纯焦末时，除尘灰固定碳含量基本稳定在2%以下，除尘效果较好；机头除尘器基本未出现大面积结块现象，灰斗排灰较稳定，1#2#电场排灰量基本为20t/d，3#4#电场排灰量基本为13t/d；

b兰炭末投入使用后除尘灰固定碳含量上涨至3.0%以上，烧结燃料结构中兰炭末比例上涨至40%后，机头各除尘灰固定碳含量程上升趋势，1#2#电场排灰量基本为18t/d，3#4#电场除尘灰排灰量基本为17t/d。

c.兰炭末使用后机头除尘1#电场除尘灰TFe含量呈下降趋势，烟气中含铁料颗粒在电场中运行轨迹加大，但颗粒粒径无较大变化，说明极板尘膜加厚，1#电场极板放电过程中对微粒的吸附作用下降，导致微粒运行轨迹增长，同时3#4#除尘灰量与TFe含量上涨也说明此点。

2.3  兰炭末与燃料配比的分析

表3  兰炭末比例与燃料配比

2.3.1 以纯焦末配比作为基准值分析，兰炭末在烧结燃料结构中占比30%，加权固定碳含量较纯焦末下降至82.29%，降幅2.6%；加权发热值下降至5510kcl/kg，降幅1.6%；烧结燃料配比提升至4.8%，涨幅29.7%；实际涨幅远大于固定碳和发热值降幅，说明部分燃料未得到充分利用及进入烟道。

2.3.2  燃料发热值测定采用氧弹法测定，相较焦末而言兰炭末发热值中较大部分来源于可燃基挥发分；燃料中可燃基挥发分在300℃（烧结过程预热层）开始挥发，其含碳量偏高，进入除尘器后冷却凝结、富集；随兰炭末配比提升除尘灰固定碳提升，表现明显。

2.3.3  兰炭末原始粒度＜0.2mm占比为20%，焦末仅为8%，此部分不能与烧结料充分粘结成球，大部分单独存在，在烧结过程中形成未燃烧燃料颗粒，随风带入除尘器，并在除尘灰器内富集，与富集的可燃基挥发分形成除尘灰自燃现象。

2.3.4 部分除尘灰自燃后形成结块，进而堵塞灰斗。

3  控制除尘灰固定碳含量的措施

在实际生产过程中，发现采取以下方式有利机头除尘效果：

3.1 避免兰炭末作为烧结燃料，或控制兰炭末比例不得超过30%；

3.2 严控燃料进厂质量，特别是固定碳和挥发分的监控；

3.3 控制燃料粒度＜3cmm占比至70%-75%，减少超细燃料；

3.4 烧结过程避免偏低料层控制，实行超厚料层；

3.5 杜绝废气温度出现超高现象。

4  总结

4.1 在除尘灰固定碳来源主要为超细燃料粉末和燃料挥发分，为达到更优的成本控制及环保要求，建议兰炭末在烧结燃料结构中占比不得超过30%，同时需严格控制各燃料种类成分，特别是固定碳和挥发分。

4.2 同原料条件下，随着兰炭末在燃料结构中占比提升，机头除尘器电场内部除尘灰分布有延后现象，其中前置电场除尘灰TFe含量及灰量降幅明显，后置电场TFe含量及灰量涨幅明显，碱金属分布较为稳定。

4.3 通过提升料层增强自动蓄热、降低燃料破碎粒度控制、严控超高废气温度等措施，可降低除尘灰固定碳。

参考文献：

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[2]迟海燕.烧结机头电除尘器的运行维护探讨[J].中国新技术新产品.2017(07)

[3]张红丽等. 安钢铁前系统含铁除尘灰冶炼价值的分析[J].河南冶金.2005(01)

[4]张福利等.烧结电除尘灰提取氯化钾实验研究[J].环境工程.2009(S1)