鋼渣是轉爐煉鋼的必然產(chǎn)物，約占粗鋼產(chǎn)量的10%～15%。鋼渣的主要礦物組成為硅酸二鈣 、硅酸三鈣、鈣鎂橄欖石、鈣鎂薔薇輝石、鐵酸二鈣、游離氧化鈣、游離氧化鎂等。其中，鐵元素的質(zhì)量分數(shù)約為10%～20%，經(jīng)回收鐵元素后，可作為鋼渣微粉、鋼渣砌塊磚、路基水穩(wěn)層等原料，具有很高的回收利用價值。
目前，國內(nèi)外大部分鋼鐵企業(yè)都是將熱態(tài)鋼渣進行各種不同的冷卻處理后進行加工，提取其中的金屬后再加以利用。北京博鵬中科環(huán)保科技有限公司在分析國內(nèi)外鋼渣處理方法的基礎上，對鋼渣處理過程中產(chǎn)生的煙氣特點進行了深入研究，同時就煙氣凈化工藝進行優(yōu)化，實現(xiàn)了顆粒物的超低排放。
一、常見的煙氣凈化工藝分析
1、水浴式除塵工藝
主要應用于熱燜法鋼渣處理的煙氣，在熱燜過程中，熱燜池加蓋，煙氣通過池子側面的通風管道進入水浴池，洗滌后的煙氣經(jīng)風機進入放散煙囪排放。該工藝的優(yōu)點是投資少、工藝簡單。其缺點是凈化效率低，排放不達標；通風管道經(jīng)常堵塞，導致煙氣無法抽走；只能處理熱燜時的煙氣，無法處理到渣、攪拌、出渣時產(chǎn)生的煙氣。
2、旋流噴霧除塵與自激式除塵器的聯(lián)合工藝
主要應用于滾筒法鋼渣處理系統(tǒng)，液態(tài)鋼渣水淬工藝排風系統(tǒng)污染治理技術方案如下：
在煙氣主管道入口處加設起旋裝置，使煙氣在管道中旋轉向前運動，在旋轉流管道前端增設霧化噴淋裝置，霧化后的水滴成為煙塵的凝結核，使煙塵與液滴碰撞成為大顆粒，在管道底部設置溜槽，使管道內(nèi)脫除的含塵水經(jīng)溜槽排出；經(jīng)過粗除塵之后的煙氣再進入自激式濕法除塵器，對煙氣進行再次凈化，凈化后經(jīng)風機接入放散煙囪進行高空排放。
其優(yōu)點是運行穩(wěn)定，缺點是設備比較龐大（管道截面平均風速為5m/s），排放濃度能達到50mg/m3，但無法達到超低排放的10mg/m3的要求。
3、洗滌塔加濕式電除塵器
工藝流程為：液態(tài)渣冷卻時產(chǎn)生的煙氣→煙塵捕集罩→煙氣收集支管→電動切換閥→煙氣收集總管→噴霧洗滌塔→濕式電除塵器→風機→放散煙囪。
該方案的優(yōu)點是能達到超低排放的標準，缺點是投資大，運行一段時間后，鋼渣粉塵的水硬性會導致電除塵器極板、極線結垢，影響放電效果，從而影響凈化效果；維護困難，需要定期更換極線、清理極板，維護費用比較大。
基于以上除塵方法的優(yōu)缺點，研發(fā)投資少、運行穩(wěn)定、顆粒物排放濃度達到超低排放要求的新工藝迫在眉睫，北京博鵬中科環(huán)?？萍加邢薰緸榇搜邪l(fā)出了以聲波團聚技術為核心的除塵工藝，達到了超低排放的要求，解決了運行不穩(wěn)定的問題。
二、實現(xiàn)超低排放的新工藝特點和應用
1、除塵新工藝及特點
集塵罩捕集+凈化裝置技術是冶金行業(yè)防止粉塵飛揚的通用方法。這種方法是由密閉罩把揚塵點全部密封起來，然后在產(chǎn)生粉塵處設吸塵罩（吸塵管路入口）。吸出后的含塵氣流經(jīng)凈化裝置進行降塵后，通過負壓風機排出系統(tǒng)，從而達到治理的目的。
熱渣處理工藝產(chǎn)生的污染物是混雜著粉塵的水蒸氣，無法采用常規(guī)的布袋除塵器，在凈化時優(yōu)先采取濕法除塵工藝，先通過洗滌塔，將煙氣中含有的粉塵進行凈化，然后再脫水，保證凈化效果及排放煙氣內(nèi)不含機械水。
為了滿足國家要求的超低排放標準，采用下列工藝：捕集罩→管道→噴霧洗滌塔→高效除塵器（AWDA+旋流脫水器）→風機→放散煙囪。
該流程具體特點如下：
?。?）能夠穩(wěn)定可靠地保證排放濃度≤10mg/m3。
?。?）兩級除塵，保證凈化效果，系統(tǒng)采用洗滌塔+高效除塵器形式，洗滌塔起到降溫及粗除塵的作用。
（3）高效除塵器采用AWDA+旋流脫水器組合而成的一體機，AWDA為聲波除塵器。高效除塵器放在洗滌塔之后，主要用于精除塵，內(nèi)部設有精細噴霧裝置，其噴入的霧化顆粒粒徑不大于200μm，利用極小極快的霧化水滴收集微細粉塵，碰撞后形成大的含塵水滴, 含塵水滴靠自身重力進行沉降，達到除塵目的。為了提高除塵效率，在高效除塵器內(nèi)增設聲波團聚高效捕霧裝置，除塵裝置利用聲波團聚捕霧裝置沖擊粉塵細小顆粒，使沖擊后的粉塵細小顆粒與精細噴霧裝置噴入的霧化水滴碰撞，凝聚成較大的含塵霧滴，在高效除塵器中靠重力脫除一部分煙塵，剩余的煙塵進入上部脫水器進一步去除。其除塵效率可以達到99.9%左右。
(4)自動控制系統(tǒng)采用北京博鵬中科環(huán)?？萍加邢薰镜膶Ｓ屑夹g《STW煙氣凈化智能控制系統(tǒng)V1.0》，可以根據(jù)渣處理工藝設置不同的煙氣處理模型，以便于更好地控制集塵及放散效果。
(5)壓縮空氣系統(tǒng)增加快速切斷閥，壓縮空氣可以根據(jù)具體情況進行使用，不需要時可以根據(jù)情況采用自動切斷。
（6）結構簡單，檢修方便，不用進入到設備內(nèi)部檢修，同時降低了設備故障率和工人勞動強度。
2、高效的除塵設備配置
一是高效噴霧洗滌塔。高效噴霧洗滌塔系統(tǒng)由洗滌塔塔體、排水水封、霧化系統(tǒng)幾部分組成。
高效噴霧洗滌塔利用霧化噴槍噴嘴直接噴出霧化水與含塵氣流混合，利用氣體與水的接觸，將氣體中的污染物傳送到水中，然后再將清潔氣體與被污染的水分離，達到凈化煙氣的目的。煙氣經(jīng)由高效噴霧洗滌塔，采用氣液逆向方式處理，即煙氣自塔頂向下流動，水以霧狀（或小液滴）向上噴，達到氣液接觸的目的，然后含塵水滴通過下部排水管排出，煙氣進入后續(xù)除塵設備，達到再次除塵的目的。
二是高效除塵器。高效除塵器（AWDA+旋流脫水器）系統(tǒng)由除塵器本體、排水水封、種子系統(tǒng)（精細噴霧裝置）、高效捕霧裝置（聲波發(fā)生裝置）、復擋組件、旋流組件、擋水板和自動控制系統(tǒng)幾部分組成。
高效除塵器的原理如下：利用極小極快的霧化水滴收集微細粉塵，碰撞后形成大的含塵水滴, 在洗滌塔下部，氣體流速減緩之后，含塵水滴靠自身重力進行沉降，達到除塵的目的。
為了提高除塵器除塵效率，在高效除塵器內(nèi)增設聲波團聚捕霧槍，利用聲波團聚捕霧槍沖擊粉塵細小顆粒，使沖擊后的粉塵細小顆粒與精細噴霧裝置噴入的霧化水滴碰撞，形成較大的含塵霧滴，在高效除塵器中靠重力脫除凝聚后的霧滴。
在高效除塵器中增設高效捕霧裝置，為了讓粗除塵之后（洗滌塔）煙氣中仍然存在微小顆粒，在聲波的作用下碰撞、凝聚進行預處理，便于在旋流脫水器中更加高效地去除。
為了改善團聚的效果，在高效除塵器中由精細噴霧裝置噴入霧化的水滴作為種子，這樣就可以變團聚為凝聚，使團聚后的細小粉塵變成含塵水滴，含塵水滴繼續(xù)團聚并相互碰撞，凝聚成更大的含塵水滴靠重力脫除，就達到了除塵的目的。
高效除塵器采用三級脫水方式，在筒體下部靠重力一級脫水，然后是復擋二級脫水，中上部還有旋流脫水裝置進行三級脫水。當含水氣體進入除塵器，氣流速度降到5m/s以下，起到重力脫水的作用，復擋板和旋流脫水裝置又起到離心脫水的作用。當夾雜水滴的氣流進入復擋和旋流脫水裝置時，細小的水滴在旋流板上撞擊聚集，形成大顆粒水滴，并在氣流的帶動下，水滴沿著葉片按離心方向甩至脫水器內(nèi)壁流下，同時部分夾帶在氣體中的水滴也由于氣流的旋轉分離開。其可以在較大的范圍內(nèi)去除煙氣中99%的機械水。
該工藝已經(jīng)有了成功應用，在江蘇、山西、河北等省份的鋼鐵企業(yè)都取得了較好的凈化效果；尤其是今年在河北省有關鋼鐵企業(yè)投產(chǎn)的2套除塵系統(tǒng)實現(xiàn)了超低排放，顆粒物排放濃度遠小于10mg/m3，多次檢測顆粒物排放濃度都在5mg/m3以下，而且工藝簡單，運行穩(wěn)定。
