许炳勋周扬王迦南薛雷程湘海李卫东
电熔棕刚玉冶炼会产生大量烟气，是行业环保治理的重点和难点。
《中华人平易近共和国公平易近经济和社会成长第十二个五年筹划纲领》提出了“十二五”时代单位国内临盆总值能耗降低20％阁下，重要污染物排放总量削减10%的束缚性指标。这是扶植资本节约型、情况友爱型社会的必定选择，也是企业推动经济构造调剂、改变增长方法的必由之路。是以，棕刚玉临盆厂家要实现可持续成长，若何让棕刚玉冶炼过程中产生的烟尘获得有效控制，做到全过程达标排放，便成了一道必须破解的难题。
棕刚玉临盆厂家(公司)在扶植过程中按照“三同时”的原则，扶植了配套环保除尘体系，达到了正常冶炼时烟气根本不过溢的后果。然则，当冶炼停止倾倒时，产生的烟气量仍然很大，重要原因有以下几点：从倒包间及电极孔与小炉门外溢出的烟气，不易实施控制；倒包出料烟气从倾倒间外逸，配套的环保举措措施难以有效捕集，造成烟气外排严重，污染了车间表里的工作情况。棕刚玉临盆厂家(公司)现多半采取局部通风的道理，对冶炼炉倒包间外溢烟气加以控制并进行净化处理，根本实现了对倒包过程中倒包间外溢烟气的治理。
伴跟着国度环保标准的慢慢进步，棕刚玉临盆厂家(公司)面对着必须包管实现全部冶炼时代无污染烟气(主如果出炉时的无组织外逸烟气)外排的请求。
研究实施筹划的选择
实施筹划选择的基来源基本则。研究人员在制订筹划时本着如下原则：严格履行国度及处所各级环保部分的有关规定，确保治理后烟尘达标排放；在治理刚玉炉烟气粉尘对情况污染的同时，实现对粉尘的收受接收再应用，以进步情况效益、社会效益和经济效益；低成本，高效益。采取先辈的除尘工艺技巧，在确保达到设计指标的前提下，结合临盆单位的实际情况，尽可能降低除尘工程的投资和运行费用；治理和保护便利，体系运行稳定靠得住；包管除尘体系经久运行且不出现结垢现象及堵塞现象；除尘体系应用寿命跨越10年。
但因为棕刚玉倾倒式冶炼炉排烟量一般与炉容量成线性关系，是以，在精华精辟期和倒包出料时代，冶炼炉排烟量将大幅上升。因为冶炼炉内热气流呈正压，且一般排烟罩设在冶炼炉上方边侧，离炉中间较远，不克不及在炉中间部位形成有效的负压，造成冶炼炉电极孔和操作门烟气外排严重。若要有效排出这部分污染烟气，可采取两种办法。
一是加大棕刚玉倾倒式冶炼炉排烟量。今朝国内棕刚玉倾倒式冶炼炉烟气净化体系均采取加大棕刚玉倾倒式冶炼炉排烟量来排出这部分污染烟气，但因为排烟罩设在冶炼炉上方边侧，离炉中间较远，若要在炉中间部位形成有效的负压，必须大幅进步抽风量，依单台5000kVA棕刚玉倾倒式冶炼炉计算，需排风量为100000～120000m3/h。随之而来的是烟气温度的增高，烟气处理体系不只范围较为宏大，并且还需增设降温装配，投资较大；同时，抽风量大幅进步，将携带大量热能外排，冶炼能耗势必大幅增长。
二是结合棕刚玉冶炼炉厂房构造，采取“堵”“疏”的道理，充分应用棕刚玉冶炼炉厂房三楼较大的空间，经科学合理导流，将在精华精辟后期和倒炉时产生的无组织排烟在热压的感化下向上导流，经由楼梯间、楼板预留电极口上升到三楼，将冶炼厂房三楼恰当密封，形成一个大型的、高容留体积的集烟罩，使烟气在三楼集聚。同时，在冶炼厂房屋顶设排烟口，变无组织排烟为有组织排烟，避免其集聚和溢出。
经由过程经济技巧比较分析，此研究采取棕刚玉厂房密闭环保工艺路线。
除尘器的选择。对于棕刚玉冶炼炉除尘，要想获得好的除尘后果，应具备两个重要前提：一方面是抽风量的拔取精确，另一方面是除尘设备的合理选型。除尘器清灰后果好，阻力低，能知足实际所需的处理风量，才能包管除尘效力和排放请求。结合除尘器的机能指标及粉尘的理化性质，若包管经久达标排放和物料的有效收受接收，就需选用高效除尘设备。
由刚玉冶炼炉烟尘成分可以看出，灰中Al2O3与SiO2的含量占烟尘总量的90%以上。在此情况下，粉尘的比电阻偏高，若采取电除尘器收尘，会产生反电晕现象，收尘效力不高；同时，因为粉尘粒度小，小于5μm的粉尘占很大比例，粉尘堆比重仅为0.5t/m3，电除尘器振打清灰时会产生二次扬尘,导致收尘效力降低(七砂曾采取电除尘器净化刚玉冶炼炉烟气，后果不佳，净化效力小于95%，未能达到环保请求)。由此可见，不宜采取电除尘器作为烟气净化设备；粉尘粒度小，也不合适将机械除尘器作为烟气净化设备；湿法除尘又有可能造成废水等二次污染，同时晦气于粉尘的有效收受接收；筹划选择袋式除尘器，袋式除尘器不受粉尘比电阻的影响，对粒径小的粉尘亦有极高的捕集率，是一种幻想的净化刚玉冶炼炉的除尘设备。实际工程中也大多采取袋式除尘器，且收尘后果优胜，粉尘排放浓度可控制在50mg/m3以内。针对刚玉冶炼炉粉尘细而黏的特点,只有采取强力清灰方法,才能将袋式除尘器设备阻力控制在设定范围之内。脉冲袋式除尘器的清灰才能强，其清灰才能大大高于反吹风等弱清灰的袋式除尘器已是不争的事实，因而成为很多炉窑烟气净化的首选设备。
风冷器的选择。棕刚玉厂房密闭后，无组织烟气与冶炼厂房内的空气混淆后，其温度大幅降低。根据对国内某单位的实测，混淆烟气温度约为50℃。烟气温度能知足布袋除尘器的耐温请求，是以厂房密闭环保体系无须配套降温举措措施。
厂房密闭的方法。在对厂房进行密封时，推敲到冶炼工艺操作等身分，冶炼平台周边厂房须存留部分敞口。但为防止烟气下返溢出和室外干扰气流的影响，存留部分敞口的进风速度不得高于0.5m/s，敞口总面积应是冶炼平台周边厂房总面积的5%。
推敲冶炼平台密封、采光、检修请求，厂房密闭时上部采取透光材料进行密闭。
为包管冶炼平台烟气顺利排出，需在棕刚玉倾倒炉正上方三层楼板处开孔，开孔地位依现场地形而定；为包管运行操作人员安然，孔洞四周应用耐火砖围砌进行防护。
风机噪声控制。为包管达到全部冶炼时代无污染烟气外排的请求，除尘体系需设备双风机，以便于风机的互为备用，包管除尘后果。但当风机设备正常运转时，因为双风机共用一根烟囱，必定产生较为强烈的叠加噪声，会对四周声情况产生影响。
经由过程对风机噪声特点分析，综合推敲降噪频谱、后果、资金、维修、运行等身分，可对气动噪声加以治理。
根据气动噪声的特点，可采取加装消声器对气动噪声加以治理。消声器是一种在许可气流畅过的同时，又能有效地阻拦或减弱声能向别传播的装配。它是降低空气动力性噪声的重要技巧办法，重要安装在进、排气口或气流畅过的管道中。这要知足以下4项根本请求：在应用现场的正常工作状况下，对所请求的频带范围有足够大的消声量；要有优胜的空气动力机能，对气流的阻力要小，阻力损掉和功率损掉要控制在实际许可的范围内，不影响气动设备的正常工作；空间地位要合理，具有体积小、重量轻、构造简单的特点，便于制造安装和维修；要价格便宜，经久耐用。
解决的重要技巧难题
烟气量切实其实定。冶炼厂房内的无组织烟气来源有两处：电极孔排烟和操作门排烟。烟气量计算有两种办法：热压计算法和换气次数法。
经测算比较，取两种计算法成果的较大值，该设计取无组织烟气排风量为133749m3/h。
过滤面积与过滤风速的选择。根据烟尘的理化性质和排放浓度的请求，本筹划取净过滤风速为1.0m/min～1.2m/min则净过滤面积F＝1858m2～2229m2。
烟气的科学合理导流。为包管烟气顺利地上升至棕刚玉冶炼炉厂房三楼，避免在二楼集聚，必须经科学合理导流。根据精华精辟后期和倒炉时产生的无组织排烟是在热压的感化向上流动这一道理，在烟气达到三楼楼板的相对地位开设导流孔，导流孔应设置在DC区域内。
热射流在上升过程中，因为四周空气的卷入，流量和横断面积会赓续增大。该筹划的取值为：热源温度为800℃，四周空气温度为30℃，则热源和四周空气的温差为800-30=770℃，电极孔径为?准700mm。炉顶面距三楼楼板约5.5m，推敲到横向气流的干扰，可在三楼楼板的相对DC地位开孔，对电极孔溢出烟气进行科学合理导流，操作门溢出烟气可经由楼梯间上排。
滤袋的选择。根据棕刚玉冶炼炉烟尘特点，采取聚酯纤维滤袋。
总结
棕刚玉厂房密闭环保的工艺路线是在综合了国内棕刚玉冶炼炉环保除尘的各类情势并比较其好坏、借鉴了成功的工程案例经验、结合现场情况而制订的。该工艺技巧应用周全通风的道理治理棕刚玉冶炼炉烟气，颠覆了经久以来应用局部通风治理棕刚玉冶炼炉烟气的传统理念，从根本上彻底解决了棕刚玉冶炼炉烟气污染难题。
棕刚玉厂房密闭环保是在知足环保请求的前提下，对工艺路线选择、重要设备优化选型、降温办法经济选用、维修治理便利简单、节能降耗明显、操作灵活靠得住等诸方面请求都进行了多筹划比较与优选，使环保根本达到了重要设备安排筹划占地面积小(加长滤袋长度)、维修治理便利简单(实现了在线检修)、选用节能产品并合理设备(选用双风机设备)、风机噪声控制(采取高效消声器等)的请求，具有较高的经济实用性。
（此文登载于《中国冶金报》2015年6月2日12版）
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