Схемы очистки газов основных производств

Разработке схем очистки промышленных газов предшест­вует выбор аппаратов газоочистки, применение которых це­лесообразно в рассматриваемых условиях. Так тканевые фильтры в большинстве случаев выдерживают температуру до 100–300°С (в зависимости от свойств фильтровального материала), электрофильтры до 250°С. Поэтому перед по­дачей в них газов в ряде случаев их приходится охлаждать. Если в газе содержатся взрывоопасные компоненты, напри­мер оксид углерода, его нельзя очищать в электрофильт­рах, так как из-за искры может произойти взрыв. Присут­ствие в газах фтористого водорода, сернистого ангидрида или других компонентов, образующих при промывке газа водой кислоты, требует принятия специальных мер по борь­бе с коррозией.

Особенно важен дисперсный сослав пыли. Пыль круп­нее 10–20 мкм хорошо улавливается в большинстве аппа­ратов газоочистки, а для очистки газов от пыли крупностью 1 мкм и меньше пригодны только аппараты тонкой очистки газа (пористые фильтры, электрофильтры и скоростные га­зопромыватели). В настоящее время в связи с широким применением в металлургическом производстве кислорода резко уменьшились размеры частиц пыли большинства про­мышленных печей. В этих условиях возникает необходи­мость в разработке установок для укрупнения (коагуляции) пылей, чтобы облегчить их улавливание.

При выборе аппарата для очистки газа необходимо так­же принимать во внимание режим работы технологических агрегатов. Если очищаемый газ поступает неравномерно, многие аппараты (например, пенные фильтры) без специ­альных мероприятий работают плохо.

В агломерационном производстве в настоящее время отходящие газы очищаются главным образом от содержа­щейся в них пыли. Применение промышленных установок для очистки агломерационных газов от соединений серы, хлора и других газообразных вредных веществ на метал­лургических заводах крайне ограничено. Содержание пыли в выбрасываемых в атмосферу технологических газах аг­ломерационных машин не должно превышать 100 мг/м³. В отечественной и зарубежной практике для очистки агло­мерационных газов применяют циклоны, батарейные циклоны, электрофильтры, тканевые фильтры и мокрые пыле­уловители (скрубберы, скоростные газопромыватели). Во всех случаях в качестве первой ступени очистки (гравита­ционного пылеуловителя) используют коллектор грязного газа агломерационных машин.

Для очистки газов от пыли на новых проектируемых аглофабриках ре­комендуется применять в качестве аппаратов тонкой очистки сухие электрофильтры. Скорость очищаемого газа в элект­рофильтрах не должна превышать 1,2 м/с.

Во всех случаях запыленность очищенного газа на вхо­де в аглоэксгаустеры не должна превышать после мокрой, газоочистки 70 мг/м³, после сухой 200 мг/м³ (при условии, что газ будет дополнительно очищен после эксгаустера в системе химической газоочистки).

Применяемые в настоящее время системы очистки домен­ного газа состоят из ряда аппаратов, в которых газ после­довательно очищается от пыли. Различают грубую, полу­тонкую и тонкую очистку доменного газа. Грубая очистка доменного газа производится сухим способом в радиаль­ных пылеуловителях (см. рис. 5.1), б которых частицы пы­ли крупнее 0,1–0,15 мм отделяются под действием сил тяжести и инерции. Содержание пыли в доменном газе на выходе из доменной печи составляет 10–20 г/м³, после первой (грубой) ступени очистки 3–12 г/м³. Наиболее рас­пространенными аппаратами полутонкой очистки доменно­го газа являются полные скрубберы высокого давления (см. рис. 5.4). В них улавливаются частицы пыли крупнее 20–30 мкм. Содержание пыли в газе, прошедшем полутон­кую очистку в скрубберах, не превышает 0,6–1,6 г/м³. Тон­кая очистка доменного газа в настоящее время производит­ся мокрым способом в скоростных газопромывателях, дрос­сельных группах или в электрофильтрах. Скоростные газо­промыватели (см. рис. 5.5) при гидравлическом сопротив­лении порядка 15–17 кПа и удельном расходе воды на орошение 0,6–1,2 кг/м³ газа обеспечивают необ­ходимую очистку домен­ного газа до содержания пыли 4 мг/м³. При ис­пользовании скоростных газопромывателей (труб Вентури) в качестве ап­паратов полутонкой очи­стки газа их гидравличе­ское сопротивление соот­ветственно снижается.

Очистка от пыли газов мартеновских и двухванных пе­чей в нашей стране производится при помощи скоростных газопромывателей и сухих электрофильтров. В последние годы предпочтение отдается сухим газоочисткам с приме­нением электрофильтров. За рубежом для очистки газов мартеновских печей также находят применение тканевые фильтры. Во всех случаях производится очистка газов от пыли перед выбросом их в атмосферу. Содержание пыли в очищенном газе не должно превышать 100 мг/м³.

При строительстве новых и реконструкции действующих мартеновских и двухванных печей рекомендуется применять сухую очистку газов от пыли в электрофильтрах. Мокрую газоочистку разрешается сооружать только в тех случаях, когда нет места для размещения сухой газоочистки.

Сухие горизонтальные электрофильтры устанавливают после котлов-утилизаторов, обеспечивающих необходимое охлаждение газов (до 200–250°С). В борове мартеновской печи перед котлом-утилизатором предусматривается уста­новка для дожигания оксида углерода. Содержание оксида углерода в поступающих на очистку в электрофильтр газах не должно превышать 1 % по объему.

Требуемая эффективность очистки газов мартеновских и двухванных печей (до 100 мг/м³) обеспечивается при уста­новке четырехпольных электрофильтров. Скорость очищае­мых газов в активном сечении электрофильтра в случае мартеновских печей, работающих с продувкой ванны кис­лородом, и двухванных печей не должна превышать 0,9– 1,0 м/с, в случае мартеновских печей, работающих без про­дувки ванны кислородом, скорость газа может быть увели­чена до 1,2–1,4 м/с.

Для мокрой очистки газов мартеновских и двухванных печей рекомендуется применять трубы Вентури с пленочно-форсуночным орошением прямоугольные или круглые с ре­гулируемым сечением горловины, что позволяет поддержи­вать скорость газа, соответствующую оптимальному режи­му работы.

Схемы и конструкции конвертерных газоочисток зави­сят от способа отвода газа из конвертеров. При отводе га­зов с полным дожиганием оксида углерода, как правило, применяют индивидуальные газоочистки. В этом случае в качестве основного газоочистного аппарата рекомендуется применять высоконапорные регулируемые трубы Вентури прямоугольного или круглого сечения. Перепад давления на трубах Вентури достигает 10–11 кПа, скорость газа в се­чении горловины составляет 100–150 м/с. Для конверте­ров с донной продувкой в связи с тем, что в отводимых газах содержится более мелкая пыль, гидравлическое сопро­тивление труб Вентури увеличивается до 15–16 кПа. Удель­ный расход воды на очистку газа составляет 2–3 кг/м³ при условии, что температура газа за котлом не превышает 500^оС, Наиболее целесообразна компоновка газоочистки вместе с котлом в одном пролете конвертерного цеха.

Наряду с мокрой газоочисткой при полном дожигании оксида углерода может использоваться и сухой способ очи­стки конвертерных газов (электрофильтры, тканевые филь­тры), но в этом случае необходимы специальные меры, обеспечивающие контроль за содержанием оксида углеро­да в поступающих на очистку газах и исключающие воз­можность взрыва газовоздушной смеси.

При отводе газов без дожигания оксида углерода при­меняется только мокрая схема газоочистки. В этом случае перед высоконапорными автоматически регулируемыми трубами Вентури устанавливают предварительную ступень очистки газа (скруббер или низконапорная труба Вентури).

При использовании конвертерных газов в качестве топ­лива содержание пыли в них не должно превышать 4 мг/м³; при дожигании и выбросе в атмосферу 100 мг/м³.

Очистка отходящих газов электросталеплавильных и ферросплавных печей в большинстве случаев производится в скоростных газопромывателях с регулируемыми трубами-распылителями (трубами Вентури). Электросталеплавиль­ные печи обычно имеют две или более параллельные газо-очистки. Для очистки отходящих газов электросталепла­вильных печей наряду с мокрыми газоочистками находят применение сухие пластинчатые электрофильтры и ткане­вые фильтры. При строительстве новых электросталепла­вильных печей рекомендуется применять аппараты сухой очистки газов. При очистке газов закрытых ферросплавных печей схемы газоочисток в обязательном порядке предус­матривают установку на выходе из печи орошаемого на­клонного газохода, являющегося первой ступенью очистки газа. Затем газ очищается в скруббере и трубах Вентури. При выбросе отходящих газов электросталеплавильных и ферросплавных печей в атмосферу содержание в них пы­ли не должно превышать 100 мг/м³. При использовании ферросплавного газа в качестве топлива он очищается до остаточного пылесодержания, не превышающего 4 мг/м³.