随着低碳生产相关战略的开展，转炉煤气干法除尘在煤气中的应用场景越来越广泛。经过不断的推广和优化，该技术在大多数钢厂得到了普及，取得了比较突出的效果。“全三脱”技术能够提升钢的生产品质，为了保证该技术的使用好推广，就要做好与之配套的转炉煤气干法除尘，保证生产稳定。

1“全三脱”洁净钢生产工艺

在生产中，将铁水进行“全三脱”预先处理后再注入脱碳转炉，铁水中的S、Mn、P元素就会有效降低。将铁水注入脱碳转炉后，因为没有硅、锰、磷等元素的提前预烧，所以，在氧气枪将枪吹制之后，马上进行了碳氧反应，产生了许多 CO；同时，由于炉膛内部的温度急剧上升，产生 CO含量较高的气体，在静电除尘器中与积存的气体进行混杂，一旦接触到静电火花，很容易出现泄爆。而在正常的转炉炼钢中，因为能够在硅，锰，磷等元素的氧化中稳定地生成“前烧期”，“前烧期”时产生的烟气以CO₂、N₂为最大的惰性混合物，在轴流风机的吸力影响下，灰尘和电除尘器中残余的气体会随着烟气被排出，所以泄漏的可能性也随之减小。欧洲的炼铁企业普遍采用转炉煤气干法除尘技术。在日本，尽管使用了“全三脱”技术，而在高炉内，仍采取了常规的湿法除尘技术，目前尚无“全三脱”冶炼条件下煤气干法除尘的实际实例^[1]。

2转炉煤气干法除尘工艺

2.1工艺流程

和以往的转炉煤气湿法除尘工艺比较，转炉煤气干法除尘技术具有节水、节电、环境清洁等诸多优点，另外，经过压缩后的除尘灰可以直接用作炼钢的原材料^[2]。从烟囱中采集的1400-1600摄氏度的转炉气体被引入到蒸发式的冷却管道中，并在进入汽化制冷机之前，利用热交换机对其进行加热，将炉膛内的气体温度降至1000摄氏度，进入汽化冷却塔进行二次冷却和粗化处理。通过汽化冷却机进行降温，使气体的温度下降至210-230摄氏度，然后进入干式静电除尘器进行气体净化处理；用静电除尘器对转炉气体进行了净化，通过煤气冷却器对合格气体进行再冷却，然后将其送入炉膛内，作为二次能量的循环使用。

2.2泄爆机制

转炉气体干式除尘技术最大的难点在于其内部很可能会出现气体泄漏，这会对设备的安全和正常的运行产生不利的作用。在静电除尘器中，当煤气中的CO和O2的含量达到一定比例时，碰到电场中的高压电弧火花，就会产生煤气爆炸，这也是导致静电除尘器煤气泄爆的主要原因。经研究表明，在转炉煤气除尘系统中，发生煤气爆炸的条件是：煤气成分比例达到爆炸点；煤气高于610摄氏度；除尘系统中有“火种”^[3]。经实践证明，在以下情形中，静电除尘器可能会出现煤气泄爆：

2.2.1加入脱碳转炉的铁水为“全三脱”预处理后的铁水。在此情况下，因为在转炉开风后，没有硅和锰的氧化段，而氧则是参与了脱碳的过程，所以，在转炉吹炼后，碳-氧反应非常激烈，很快就会产生 CO。若所生成的 CO未在熔炉入口充分燃烧就进入静电收集器，在喷出之前，与烟气中残余的气体相混，产生了一种爆炸性的气体，使泄爆阀启动，迫使吹炼停止，从而导致生产出现故障，不能正常运行。

2.2.2在实际操作中，因设备和生产机构等多种因素，经常会发生在转炉吹炼过程中断吹、停吹，等过了一段时期后又重新吹炼的现象。在转炉结束吹炼后，气体通过喷枪吹炼，很可能使烟气中 CO、O₂的含量超过一定的阈值，从而使气体在高压下爆炸。

2.2.3在转炉吹炼后期，随着钢液中含碳量下降到0.1%，转炉中的气体产量显著下降。这时，烟气中的一些气体会被抽进烟道和煤气除尘系统，从而导致烟气中O2的含量增加到一个关键点，从而导致气体泄爆^[4]。

3蒸发冷却器CFD仿真研究

3.1蒸发冷却器的功能

在1500摄氏度左右，通过蒸发冷却管道将其降温到900~1000摄氏度，然后再送入蒸发器。蒸发冷却器采用雾化水蒸发冷却原理，迅速地对高温炉膛内的气体进行降温，使其能够满足电除尘器的工作温度。蒸发冷却器用于对气体进行二次冷却，并对其进行粗细的除尘。在蒸发冷却器的顶部有几个雾化喷嘴，通过与逆向流动的雾化液进行充分地交换，使气体的温度从900摄氏度下降到200摄氏度。经冷却后的煤气又被送入静电除尘器进行精除尘。

3.2蒸发冷却器设计优化

将煤气在模型入口的位置设置为1500摄氏度。在冷却的过程中，煤气在管内壁附近的温度比较低，而在管中心的位置温度则较高。在煤气进入蒸发冷却器后，温度就会降低到900-1000摄氏度。

结束语：

综上所述，在“全三脱”炼钢工作开展中，技术人员要对相关工艺进行全面了解，结合工作开展情况安排除尘及相关工艺，做好蒸发冷却器CFD仿真研究，进而保证钢铁生产质量，减少污染，保证冶炼安全。

参考文献：

[1] 王文龙,魏鹏. 转炉干法除尘设备维护实践研究[J]. 中国金属通报,2020(1):84,86.

[2] 刘昌健,黄艳秋,孙成革. 新型转炉煤气干法净化超低排放技术[J]. 节能与环保,2021(5):61-63.

[3] 车双平,张阵超,崔宁. 转炉煤气干法净化回收系统切换站的结构改造和优化[J]. 山东化工,2021(12):166-167.

[4] 矫继东,孙成龙,张函. 完善干法除尘转炉煤气回收工艺实践[J]. 冶金动力,2020(9):20-22.