摘要：文中介紹了在鐵合金電爐上應(yīng)用電收塵器凈化煙氣的實(shí)踐，概述了電收塵器的工作特點(diǎn)、煙塵的特性、煙氣凈化的工藝流程，以及電收塵器的收塵效果。指出應(yīng)用電收塵器吸塵是目前鐵合金電爐的最佳收塵方法，它開(kāi)拓了鐵合金電爐消煙除塵的新途徑。
前言
鐵合金電爐在生產(chǎn)過(guò)程中，所產(chǎn)生的大量煙氣和煙塵，不僅污染了環(huán)境，而且危害操作人員的健康。目前采用干式布袋收塵器和濕式文丘里收塵器兩種方法處理煙氣有其各自的優(yōu)、缺點(diǎn)。
我廠與鞍山靜電技術(shù)研究設(shè)計(jì)院合作，首次將電收塵器應(yīng)用到高碳錳鐵、錳硅合金電爐上治理煙氣。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，冶煉其它鐵合金的煙氣，也可采用電收塵器進(jìn)行治理，并可達(dá)到要求的排放標(biāo)準(zhǔn)。
1989年，我廠為1臺(tái)12.5MVA半封閉電爐配置了一套電收塵裝置，幾年的運(yùn)行實(shí)踐證明，用電收塵器治理煙氣是一種除塵效率高、耗能低、運(yùn)行安全可靠、作業(yè)率高、操作維修方便、使用壽命長(zhǎng)且無(wú)二次污染的除塵方法，是鐵合金電爐煙氣凈化的最佳方法，可以在鐵合金行業(yè)煙氣治理上推廣使用。現(xiàn)將具體情況介紹如下，并加以探討。
煙氣中的粉塵特性及其分析
煙氣狀況
煙氣量
12.5MVA半封閉式電爐煙氣量的測(cè)定結(jié)果為：高碳錳鐵40503m3/h，錳硅合金 38062m3/h。
煙氣中的粉塵濃度
電爐煙氣中的粉塵濃度主要取決于原材料條件、冶煉爐況、爐氣溫度等，一般波動(dòng)較大。經(jīng)測(cè)定：高碳錳鐵煙氣中粉塵濃度為4000－4800mg/m3，錳硅合金煙氣中粉塵濃度為1700－2300mg/m3。
煙氣的溫度與濕度
經(jīng)測(cè)定，半封閉高碳錳鐵和錳硅合金電爐的煙氣溫度最高在500左右，煙氣的濕度為1%－2%（體積），煙氣的溫度和濕度與爐內(nèi)料層的厚薄及原料含水分的多少直接相差。
粉塵特性
煙氣中粉塵的物理化學(xué)性質(zhì)，將直接影響采取何種除塵措施及除塵效果。高碳錳鐵和錳硅合金的煙氣及粉塵的各種技術(shù)參數(shù)見(jiàn)表1－表4。電爐煙塵比電阻與溫度的曲線如圖1所示。
表1 煙氣中粉塵的物理化學(xué)性質(zhì)
| 冶煉品種 |
真比重(g/cm3) |
假比重(g/cm3) |
平均粒徑（μm） |
比表面積（cm2/m） |
安息角（°） |
水中沉淀特性mm/分 |
| 高碳錳鐵 |
2.9 |
0.895 |
5.05 |
7402.8 |
53 |
0.861 |
| 錳硅合金 |
3.0 |
0.654 |
3.24 |
8467.5 |
58 |
0.623 |
表2 煙塵的化學(xué)成分（%）
| 煙塵種類(lèi) |
MnO |
SiO2 |
Fe |
CaO |
MgO |
Al2O2 |
P |
| 高碳錳鐵煙塵 |
25.65 |
23.00 |
2.00 |
6.73 |
4.19 |
4.30 |
0.048 |
| 錳硅合金煙塵 |
14.94 |
21.70 |
4.00 |
4.48 |
3.68 |
5.10 |
0.110 |
表3 煙塵粒子分散度
| 煙塵種類(lèi) |
粒度分布（μm）%（含量） |
| ＞50 |
50-40 |
40-30 |
30-20 |
20-10 |
10-5 |
5-3 |
＜3 |
| 高碳錳鐵煙塵 |
0 |
5.8 |
5.7 |
6.4 |
5.4 |
3.8 |
57.1 |
15.8 |
| 錳硅合金煙塵 |
0 |
14.2 |
1.1 |
1.6 |
1.9 |
3.0 |
32.9 |
45.3 |
表4 煙塵比電阻
| 溫度（℃） |
比電阻（Ω·cm） |
| 高碳錳鐵煙塵 |
錳硅合金煙塵 |
| 常溫 |
|
5.91×108 |
| 50 |
1.17×1011 |
8.45×108 |
| 75 |
1.31×1011 |
2.29×1010 |
| 100 |
1.06×1012 |
3.46×1011 |
| 125 |
2.27×1012 |
2.86×1011 |
| 150 |
2.79×1012 |
2.46×1011 |
| 175 |
3.77×1012 |
1.10×1011 |
| 200 |
5.89×1012 |
5.00×1010 |
| 225 |
7.58×1012 |
1.70×1010 |
| 250 |
1.39×1013 |
3.64×109 |
| 275 |
|
1.76×109 |
| 300 |
|
5.48×108 |
上述資料的分析可知，這些煙氣中的粉塵特性是：輕而細(xì)、密度低、膠結(jié)性能強(qiáng)，不易沉降、吸濕性較強(qiáng)、在金屬或紡織品上的粘著力較強(qiáng)，在高溫?zé)煔庵械谋入娮杵?，堆積性差、分離性能不良等。
電收塵器的工作特點(diǎn)
電收塵器的工作特點(diǎn)是，在兩個(gè)曲率半徑相差較大的金屬電極上通以高壓直流電，維持一個(gè)足以使氣體電離的靜電場(chǎng)。氣體電離后所生成的電子、負(fù)離子和正離子付著在通過(guò)電場(chǎng)的粉塵上，使粉塵帶電成為荷電粉塵。荷電粉塵在電場(chǎng)力（庫(kù)倉(cāng)力）的作用下，向極性相反的電極運(yùn)動(dòng)，并沉積在其內(nèi)壁上，以達(dá)到粉塵與氣體分離的目的。
根據(jù)電收塵器的工作原理，設(shè)計(jì)中考慮設(shè)有四個(gè)電場(chǎng)，并采用預(yù)荷電靜電凝聚、交變極距的技術(shù)，前兩個(gè)電場(chǎng)以預(yù)荷電靜電凝聚為主，以便提高電收塵器的除塵效率。
鐵合金電爐煙氣中的粉塵微細(xì)，平均粒徑為2.15－5.05μm，且比電阻大，不易回收。而預(yù)荷電靜電凝聚后粒徑增大20－50倍，它大大加大了集塵極粉塵層中空氣間隙，使比電阻下降，提高了收塵效率。
電收塵器治理電爐煙氣的工藝流程
鐵合金電爐在生產(chǎn)過(guò)程中產(chǎn)生大量帶有粉塵的高溫?zé)煔猓紫冉?jīng)過(guò)水冷煙道，風(fēng)冷熱交換器降溫，使高溫氣體降至300℃以下，再進(jìn)入電收塵器進(jìn)行收塵。凈化后的煙氣（含塵濃度已達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)）由引風(fēng)機(jī)送至煙囪排空。集塵經(jīng)電收塵器極板上的粉塵振打裝置振打后落入集塵斗內(nèi)，粉塵送至燒結(jié)車(chē)間進(jìn)行燒結(jié)，制成燒結(jié)礦后返回電爐使用。
電收塵器治理煙氣的工藝流程如圖2所示。
電收塵器的主要技術(shù)參數(shù)
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