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摘 要：本文对现阶段运行的转炉一次烟气除尘系统进行详细的描述和分析存在的不足，提出将布袋除尘引入转炉一次烟气除尘的可行性并进行翔实的叙述并提出了构思中的布袋除尘在转炉一次烟气除尘应用的工艺流程和生产运行中要注意的事项。
关键词：转炉烟气 湿式除尘 电除尘 布袋除尘
一、概述
1964年12月24日，从首钢炼钢厂30t氧气顶吹转炉成功地炼出第一炉钢水开始，转炉炼钢就以它独特的优势,勃发的生机茁壮成长。到2010年，我国粗钢产量已超过6亿吨，每天都有数以百座的转炉24小时连续不断地生产，滚滚的钢铁洪流有力支撑着祖国日新月异的经济建设，使城市的道路变得越来越宽，楼房变得越来越高、桥梁变得越来越大，钢铁正在影响着国家的经济建设和人们日常生活的方方面面。但是随着钢铁产业规模的逐步扩大，生产过程中产生的废气、废水、废渣和高能耗的不足也逐渐暴露出来，这些生产过程中产生派生物对人们赖以生成的自然环境造成污染，给人们的身体健康造成影响且有加剧的趋势。钢铁工作者在不断增大产能规模的同时，也在花费大量的精力、物力、财力来解决生产过程中产生的废气、废水、废渣处理方法和降低能耗等问题，取得了可喜的成绩，但也存在着遗憾。本文对现阶段转炉冶炼过程中一次烟气除尘系统主要工艺流程进行简要的介绍和分析，同时思考解决该问题的对策。
二、现阶段常用的几种转炉一次烟气除尘系统流程简介和分析
第一种是现阶段转炉炼钢工序中转炉一次烟气除尘系统应用最为普遍的“二文三脱”湿式0G法除尘工艺流程，它主要由活动烟罩、汽化烟气冷却烟道（又称余热锅炉）、一级文氏管、泥渣捕集器（又称重力脱水器）、二级文氏管、弯头脱水器、水雾分离器、一次烟气除尘风机、三通阀、旁通阀、水封逆止阀、V型水封、放散塔、煤气柜和将以上设备连接在一起的工艺管道组成。其系统工艺流程图如下：
其工作原理是：转炉冶炼过程中产生的高达1450℃，含尘150g/Nm3的烟气经过汽化冷却烟道热交换，使烟气温度到达烟道尾段冷却降至900℃左右，同时汽化冷却烟道吸收的余热将冷却水加热成蒸汽回收利用；从烟道尾部出来的含尘烟气在一级文氏管处进行二次冷却和灭火，同时进行烟气粗净化，使粗颗粒的烟尘与一文喉口处的水雾充分混合凝结成雾滴，在重力和惯性力的双重作用下撞沉在泥渣捕集器底部，由煤洗水带出系统；之后沿着管道含有细颗粒的烟气到达二级文氏管处进行第三次冷却，同时进行烟气精净化，使细颗粒的烟尘与二文喉口处的水雾再次充分混合凝结成雾滴，在重力和惯性力的双重作用下撞击、沉降在弯头脱水器和水雾分离器的挡板和隔板上，随分离的冷却水带出系统；经过净化好的烟气，温度、含尘达标（100mg/Nm3），在风机提供的动力作用下经过风机，在CO≥35%、02≤2%的条件下（其他条件也满足），三通阀转到回收位置，水封逆止阀开启，V型水封在低水位溢流导通，煤气（满足回收条件的烟气）就通过管路到达煤气柜储存。在CO≤35%或02≥2%的条件下（或其他条件不满足），烟气经转到放散位置的三通阀到达放散塔点火放散。
在该系统中有几处问题需要分析：
1、活动烟罩要按要求降罩，目的是减少烟气中CO的二次燃烧和汽化冷却烟道的过热损坏，操作上加强管理可以解决。
2、一级文氏管组件肩负着烟气的急速降温、灭火和防暴等重任，日常操作中配水是难点。要求配水要达到水量、水压均匀，有效覆盖喉口，困难较大。因静态配水满足要求，动态不一定达到要求，有设计的原因、安装的原因、水质差的原因、还有员工配水的习惯和责任心，总之难度较大又隐蔽，达不到封闭喉口的目的，形成空洞，就会增大二级文氏管净化的压力。
3、二级文氏管设计的初衷是烟气中烟尘细颗粒的净化，R—Ｄ文氏管喉口的变化不均匀，侧喷水雾化效果差，尘粒捕捉能力差且易积尘堵塞，造成烟道尾段积尘和自身堵塞，影响整个系统除尘效果。
4、炉口微差压和二级文氏管喉口的连锁是控制整个系统阻力分配的关键，是整个系统除尘好坏的关键。但炉口微差压与二级文氏管喉口的连锁因炉口微差压信号变化带动喉口开度的变化是随时都在进行的，实际上造成整个系统烟气状态处于不停的变化中，造成整个系统运行的不稳定，在实际应用中往往造成系统除尘差或喉口关死，使炉口微差压调节不能有效实施。与设计者初衷相背离。
5、高速风机因速度高，对风机叶轮的动平衡要求高，而第一、第二级文氏管存在的缺陷直接反应到风机叶轮上积灰造成风机振动高停机，影响生产或降速运行，导致整个系统除尘恶化。现阶段有部分厂家采用水膜法解决风机振动问题，取得一些成果，但随之带来的是运行费用增加，系统安全经历严重风险，已良成一些事故，前景不容乐观。
6、整个除尘系统及与之配套的供水及水质稳定系统等投资大，日常运行中耗水量大，配套系统作业线长，涉及专业多，管理难度大，装机容量大，能耗高。
7、湿法除尘的喷水量、水压基本恒定，随系统变化供水的可能性没有，而转炉冶炼过程受原材料、氧气流量、压力、操作水平和设备完好性等多因数变化的影响，冶炼过程随时处于变化中，造成除尘系统的净化能力不能有效发挥。
第二种是“二文三脱” 湿式0G法转炉除尘工艺流程的一种改进型，其工艺流程图如下。
这种转炉除尘系统的工作原理和存在的问题与上面系统基本相同，所不同的是该除尘系统去除水雾分离器改用湿旋脱水器，主要是便于检修和脱水效果更好；水封逆止阀由翻版式改水膜式，是为了煤气柜内的煤气不会倒流，整个系统更加安全所致，但又增加了系统能耗。上面系统存在的问题该系统仍然存在。
第三种是“一塔一文三脱” 湿式0G法转炉除尘工艺流程，是现阶段湿法除尘系统较先进的除尘工艺，其工艺流程图如下。
这种除尘系统的工作原理与上两种系统均相同，所不同的是该系统将第一级文氏管和泥渣捕集器（俗称重力脱水器）合并，降低系统阻力，减少能量消耗；第二级文氏管用重力环缝文氏管代替R—Ｄ文氏管，环缝均匀，取消侧喷改用少量的雾化喷嘴，水的雾化率高，细颗粒的捕集能力有所增加；水封逆止阀沿用水膜式；因系统水量增加和水封逆止阀沿用水膜式，能耗比上两种高，除尘效果比上两种好。上面系统存在的问题该系统仍然存在。 第四种是电除尘工艺流程，其工艺流程图如下：
这种除尘系统工作原理是：转炉冶炼过程中产生的高达1450℃，含尘150g/Nm3的烟气经过汽化冷却烟道热交换，使烟气温度到达烟道尾段冷却降至900℃左右，同时汽化冷却烟道吸收的余热将冷却水加热成蒸汽回收利用；从烟道尾部出来的含尘烟气在喷淋冷却塔内再次将温度降至150—200℃间（烟气和过热干蒸汽），同时除去40%左右的粗颗粒尘粒，之后进入电除尘器中被施加高电压，使气体电离，产生电晕放电，悬浮尘粒的带电，荷电尘粒在电场力作用下向电极运动等步骤，在电除尘器中被捕集的方式进行净化，将烟气中的烟尘降到10mg/Nm3以下，达到烟气净化的目的；经过净化好的烟气，含尘达标，仍有150—200℃间温度的烟气在电除尘器和风机间的管道上再次喷水冷却至80℃以下，在风机提供的动力作用下经过风机，在CO≥35%、02≤2%的条件下（其他条件也满足），三通阀转到回收位置，水封逆止阀开启，V型水封在低水位溢流导通，煤气（满足回收条件的烟气）就通过管路到达煤气柜储存。在CO≤35%或02≥2%的条件下（或其他条件不满足），烟气经转到放散位置的三通阀到达放散塔点火放散。
该系统存在的问题有：
1、该系统运行初期，除尘效果较好，净化后烟气粉尘可达到10mg/Nm3以下，但使用时间长以后，电除尘器内电极间的距离会因积灰而变小，除尘效果会下降，且检修清理困难。
2、运行费用低于湿式除尘系统，但首次投入比湿式除尘系统高，运行中对除尘效率的干扰因素多，排放不稳定；控制相对较为复杂，后期维护检修困难。
3、电除尘系统在高电压下运行，员工有承受强电磁波辐射的风险和触电的风险，安全防护要求高。
4、转炉冶炼的特点是烟气物化成分和浓度随机变化大，而电除尘要求烟气物化成份和浓度稳定，烟气物化成份和浓度的波动直接引起粉尘比电阻的变化，从而影响除尘效率，而且影响很大。
三、转炉一次烟气除尘采用布袋除尘的可行性分析
众所周知，布袋除尘器的除尘效率更高，尤其对人体有严重影响的重金属粒子及亚微米级尘粒的捕集更为有效。通常除尘效率可达99.99以上，排放烟尘浓度能稳定低于50mg/Nm3，甚至可达10mg/Nm3以下，几乎实现“零排放”，且除尘效果稳定。烟尘尘份和浓度的变化只引起布袋除尘器滤袋负荷的变化，从而导致清灰频率改变（自动调节），而不影响除尘效果；烟尘浓度高滤袋上的积灰速度快，相应的清灰频率高，反之清灰频率低，而对排放浓度不会引起变化；烟气的物化成份对布袋除尘器的除尘效率没有影响（除S03的含量外）；运行费用低，操作维护方便；风机叶轮不会因积灰振动高保护停机，生产均衡稳定。
但布袋除尘器也有致命的弱点，就是布袋对烟气温度的要求要有严格的控制，因为普通布袋允许的工作温度只有120℃，美塔斯布袋允许的工作温度只有204℃，P84针刺毡布袋允许的工作温度只有250℃，最高的玻璃针刺毡也只允许工作温度260—280℃内。烟气温度过高，如果高于布袋允许工作的最高温度很容易将布袋烤脆、烧毁，就是俗称的“烧袋”，使除尘系统短时间内崩溃；烟气温度过低，如果低于烟气露点温度，很容易将布袋板结、粘死，就是俗称的“糊袋”，使除尘系统短时间内堵死失效。以上两种情况的发生都会造成生产中断，打乱均衡稳定的生产次序，这都是不能发生的。
要想布袋能在转炉烟气除尘净化中发挥作用，同时克服温度对它的影响，需要讨论高温烟气（900℃左右）降温问题和烟气低温下的酸露点温度问题。
1、高温烟气（900℃左右）降温问题：由于计算机技术和控制技术的日益完善，响应速度的日益提高和全民对计算机认识的普及，利用计算机技术和控制技术的结合，实现高温烟气控制在220℃以下且稳定均衡运行，只要工艺流程合理，检测部件分布得当，降温介质符合要求，调节系统稳定可靠，不是一件十分困难的事情，也就解决了不发生“烧袋”问题。
2、烟气酸露点温度问题：烟气酸露点温度的高低主要取决于烟气中S03含量的高低（因为水的最高露点温度不超过60℃）。对于转炉炼钢工艺而言，铁水、生铁和废钢的含硫量直接影响烟气中S03的含量，也就影响到烟气露点温度的高低，是布袋不产生“糊袋”的核心问题。下面以某厂100t转炉在极端情况下即在低铁耗生产模式下生产，烟气中酸露点温度计算来说明使用布袋除尘的可行性。计算过程及结果如下：
通过计算，烟气的酸露点温度约为137℃（也可以用仪器现场实测），但考虑到炼钢冶炼工艺的复杂性和原、燃材料的不稳定性及操作水平的差异等，造成冶炼过程中烟气成分的变化，尤其是S含量的变化，其烟气的酸露点温度是一个变化值，为保布袋不结露堵塞和控制技术的波动性，烟气的下限温度设定在180℃，解决布袋“糊袋”问题。
四、布袋除尘应用在转炉一次烟气除尘上的工艺流程
下面是布袋除尘在转炉一次烟气除尘上应用的构想工艺流程图：
其工作原理是：转炉冶炼过程中产生的高达1450℃，含尘150g/Nm3的烟气经过汽化冷却烟道热交换，使烟气温度到达烟道尾段冷却降至900℃左右，同时汽化冷却烟道吸收的余热将冷却水加热成蒸汽回收利用；从烟道尾部出来的含尘烟气在喷淋塔二次冷却至220—250℃和灭火，同时进行烟气粗净化，使粗颗粒的烟尘在重力和惯性力的双重作用下撞沉在喷淋塔底部料仓内，定期开启卸灰阀经溜管卸至汽车斗内运走；之后沿着管道含有中、细颗粒的烟气到达旋风除尘器第二次进行中颗粒的烟尘分离，沉降到底部的烟尘同样由汽车运走；经过两次颗粒分离后的烟气，在旋风除尘器出口如果温度超过220℃，可在旋风除尘器和布袋除尘器间的管道上增设冷却水或蒸汽降温，保证到达布袋除尘器入口的温度控制在180—220℃的范围内进入布袋除尘器进行细颗粒和烟气分离，实现烟气精除尘，使烟气含尘达标50mg/Nm3以下；如果烟气达不到回收条件，可直接到达放散塔点火放散；如果烟气达到回收条件（CO≥35%、02≤2%的条件下（其他条件也满足）），在风机后和三通阀间的管道上增设喷水冷却至80℃以下进行回收；三通阀转到回收位置，水封逆止阀开启，V型水封在低水位溢流导通，烟气经过阀门组直到煤气柜，实现煤气回收。 五、转炉一次烟气布袋除尘运行中要注意的事项
1、烟气温度控制在180—220℃和80℃以下，设置了初级、次级、微调和降温等四级。初级控制环：温度在烟道尾段靠喷淋冷却塔入口处检测，为使检测点不失真，在烟道的同一断面处均布三个检测点，信号送入控制单元，与三个检测点（或两个检测点）同步信号的加权平均值为控制喷淋冷却塔主要喷嘴喷水量的大小；次级控制环：温度在喷淋冷却塔出口处检测，为使检测点不失真，同样在出口管道的同一断面处均布三个检测点，信号送入控制单元，与三个检测点（或两个检测点）同步信号的加权平均值为控制喷淋冷却塔助辅喷嘴喷水量的大小；微调控制环：温度在旋风除尘器出口处检测，为使检测点不失真，同样在管道的同一断面处均布三个检测点，信号送入控制单元，与三个检测点（或两个检测点）同步信号的加权平均值为控制喷淋冷却塔和旋风除尘器间管道上的微调喷嘴喷水量的大小；降温控制环：温度在布袋除尘器和风机间管道上检测，为使检测点不失真，同样在管道的同一断面处均布三个检测点，信号送入控制单元，与三个检测点（或两个检测点）同步信号的加权平均值为控制煤气回收时烟气的温度降至80℃以下的降温喷嘴喷水量的大小。
2、为使温度检测准确，以上温度检测点的传感器均加氮气在转炉出钢时进行吹扫，保持传感器表面清洁，测温可靠。
3、喷嘴的选择：因各级喷淋的目的不同，初级和的降温喷嘴的水量要大一点，次级和微调喷嘴的水量要小一点。但有一点必须注意：所有喷嘴必须是雾化喷嘴，喷洒范围必须覆盖整个断面。
4、调节系统必须由可靠部件组成，能实现自动、可靠、精准的水量控制。
5、所有喷淋的冷却水均使用软水，要求硬度＜50mg/L、悬浮物＜25mg/L。
6、为尽量减少冷却水消耗，在转炉冶炼后可适时用自产蒸汽代替部分冷却水（风机后喷水除外）。
7、因整个系统温度运行在180—220℃的范围内，为使系统稳定运行和防止烫伤等事故发生，从喷淋冷却塔到风机入口设备和管道要进行保温防护。
8、运行过程中的防爆装置在喷淋冷却塔处、旋风除尘器处、布袋除尘器和风机等进出口管道上均必须安装，保护系统安全。
9、运行中系统能够可靠运行的条件是：勤出灰，确保系统畅通无阻和“埋袋”；温度传感器、调节系统、吹扫系统、布袋等定期检查，也是系统可靠运行必备条件。
10、为防止烟气中尘粒在喷淋塔、旋风除尘器中发生二次扬尘，要做到烟尘及时倒运、风量控制在不引起扬尘的风速和卸灰阀关死。
11、该除尘系统久停要做好布袋防潮措施，保护布袋不潮湿霉变损坏。
六、转炉一次烟气布袋除尘的工艺特点
1、该系统除尘效率不受冶炼系统物料变化和烟尘浓度变化的影响，除尘净化过程稳定，非常适合转炉冶炼工况。
2、因整个系统阻力小，系统节能效果明显。
3、该系统除尘净化精度高，烟气对动力设备风机叶轮的磨损小，整个系统运行周期可达60天以上，对生产的稳定、均衡创造了条件，同时大大减轻了工人检修的劳动强度；对环境污染小，几乎实现“零排放”。
4、运行稳定，日常维护工作量小，可以离线检修，检修作业条件得到改善（与湿式除尘、电除尘比较）。
七、结束语
转炉一次烟气采用布袋除尘，可以解决湿式除尘和电除尘无法解决的系统难题，是转炉一次烟气除尘系统升级更新的一种发展方向。如果深入研究、试验形成成套完善技术，加以推广应用，会使转炉炼钢生产更加均衡、稳定、安全、高效和低耗。会使炼钢厂区天更蓝、树更绿、花更艳。会使人们在创造物质财富的同时享受物质丰富带来的快乐。
关键词：转炉烟气 湿式除尘 电除尘 布袋除尘
一、概述
1964年12月24日，从首钢炼钢厂30t氧气顶吹转炉成功地炼出第一炉钢水开始，转炉炼钢就以它独特的优势,勃发的生机茁壮成长。到2010年，我国粗钢产量已超过6亿吨，每天都有数以百座的转炉24小时连续不断地生产，滚滚的钢铁洪流有力支撑着祖国日新月异的经济建设，使城市的道路变得越来越宽，楼房变得越来越高、桥梁变得越来越大，钢铁正在影响着国家的经济建设和人们日常生活的方方面面。但是随着钢铁产业规模的逐步扩大，生产过程中产生的废气、废水、废渣和高能耗的不足也逐渐暴露出来，这些生产过程中产生派生物对人们赖以生成的自然环境造成污染，给人们的身体健康造成影响且有加剧的趋势。钢铁工作者在不断增大产能规模的同时，也在花费大量的精力、物力、财力来解决生产过程中产生的废气、废水、废渣处理方法和降低能耗等问题，取得了可喜的成绩，但也存在着遗憾。本文对现阶段转炉冶炼过程中一次烟气除尘系统主要工艺流程进行简要的介绍和分析，同时思考解决该问题的对策。
二、现阶段常用的几种转炉一次烟气除尘系统流程简介和分析
第一种是现阶段转炉炼钢工序中转炉一次烟气除尘系统应用最为普遍的“二文三脱”湿式0G法除尘工艺流程，它主要由活动烟罩、汽化烟气冷却烟道（又称余热锅炉）、一级文氏管、泥渣捕集器（又称重力脱水器）、二级文氏管、弯头脱水器、水雾分离器、一次烟气除尘风机、三通阀、旁通阀、水封逆止阀、V型水封、放散塔、煤气柜和将以上设备连接在一起的工艺管道组成。其系统工艺流程图如下：
其工作原理是：转炉冶炼过程中产生的高达1450℃，含尘150g/Nm3的烟气经过汽化冷却烟道热交换，使烟气温度到达烟道尾段冷却降至900℃左右，同时汽化冷却烟道吸收的余热将冷却水加热成蒸汽回收利用；从烟道尾部出来的含尘烟气在一级文氏管处进行二次冷却和灭火，同时进行烟气粗净化，使粗颗粒的烟尘与一文喉口处的水雾充分混合凝结成雾滴，在重力和惯性力的双重作用下撞沉在泥渣捕集器底部，由煤洗水带出系统；之后沿着管道含有细颗粒的烟气到达二级文氏管处进行第三次冷却，同时进行烟气精净化，使细颗粒的烟尘与二文喉口处的水雾再次充分混合凝结成雾滴，在重力和惯性力的双重作用下撞击、沉降在弯头脱水器和水雾分离器的挡板和隔板上，随分离的冷却水带出系统；经过净化好的烟气，温度、含尘达标（100mg/Nm3），在风机提供的动力作用下经过风机，在CO≥35%、02≤2%的条件下（其他条件也满足），三通阀转到回收位置，水封逆止阀开启，V型水封在低水位溢流导通，煤气（满足回收条件的烟气）就通过管路到达煤气柜储存。在CO≤35%或02≥2%的条件下（或其他条件不满足），烟气经转到放散位置的三通阀到达放散塔点火放散。
在该系统中有几处问题需要分析：
1、活动烟罩要按要求降罩，目的是减少烟气中CO的二次燃烧和汽化冷却烟道的过热损坏，操作上加强管理可以解决。
2、一级文氏管组件肩负着烟气的急速降温、灭火和防暴等重任，日常操作中配水是难点。要求配水要达到水量、水压均匀，有效覆盖喉口，困难较大。因静态配水满足要求，动态不一定达到要求，有设计的原因、安装的原因、水质差的原因、还有员工配水的习惯和责任心，总之难度较大又隐蔽，达不到封闭喉口的目的，形成空洞，就会增大二级文氏管净化的压力。
3、二级文氏管设计的初衷是烟气中烟尘细颗粒的净化，R—Ｄ文氏管喉口的变化不均匀，侧喷水雾化效果差，尘粒捕捉能力差且易积尘堵塞，造成烟道尾段积尘和自身堵塞，影响整个系统除尘效果。
4、炉口微差压和二级文氏管喉口的连锁是控制整个系统阻力分配的关键，是整个系统除尘好坏的关键。但炉口微差压与二级文氏管喉口的连锁因炉口微差压信号变化带动喉口开度的变化是随时都在进行的，实际上造成整个系统烟气状态处于不停的变化中，造成整个系统运行的不稳定，在实际应用中往往造成系统除尘差或喉口关死，使炉口微差压调节不能有效实施。与设计者初衷相背离。
5、高速风机因速度高，对风机叶轮的动平衡要求高，而第一、第二级文氏管存在的缺陷直接反应到风机叶轮上积灰造成风机振动高停机，影响生产或降速运行，导致整个系统除尘恶化。现阶段有部分厂家采用水膜法解决风机振动问题，取得一些成果，但随之带来的是运行费用增加，系统安全经历严重风险，已良成一些事故，前景不容乐观。
6、整个除尘系统及与之配套的供水及水质稳定系统等投资大，日常运行中耗水量大，配套系统作业线长，涉及专业多，管理难度大，装机容量大，能耗高。
7、湿法除尘的喷水量、水压基本恒定，随系统变化供水的可能性没有，而转炉冶炼过程受原材料、氧气流量、压力、操作水平和设备完好性等多因数变化的影响，冶炼过程随时处于变化中，造成除尘系统的净化能力不能有效发挥。
第二种是“二文三脱” 湿式0G法转炉除尘工艺流程的一种改进型，其工艺流程图如下。
这种转炉除尘系统的工作原理和存在的问题与上面系统基本相同，所不同的是该除尘系统去除水雾分离器改用湿旋脱水器，主要是便于检修和脱水效果更好；水封逆止阀由翻版式改水膜式，是为了煤气柜内的煤气不会倒流，整个系统更加安全所致，但又增加了系统能耗。上面系统存在的问题该系统仍然存在。
第三种是“一塔一文三脱” 湿式0G法转炉除尘工艺流程，是现阶段湿法除尘系统较先进的除尘工艺，其工艺流程图如下。
这种除尘系统的工作原理与上两种系统均相同，所不同的是该系统将第一级文氏管和泥渣捕集器（俗称重力脱水器）合并，降低系统阻力，减少能量消耗；第二级文氏管用重力环缝文氏管代替R—Ｄ文氏管，环缝均匀，取消侧喷改用少量的雾化喷嘴，水的雾化率高，细颗粒的捕集能力有所增加；水封逆止阀沿用水膜式；因系统水量增加和水封逆止阀沿用水膜式，能耗比上两种高，除尘效果比上两种好。上面系统存在的问题该系统仍然存在。 第四种是电除尘工艺流程，其工艺流程图如下：
这种除尘系统工作原理是：转炉冶炼过程中产生的高达1450℃，含尘150g/Nm3的烟气经过汽化冷却烟道热交换，使烟气温度到达烟道尾段冷却降至900℃左右，同时汽化冷却烟道吸收的余热将冷却水加热成蒸汽回收利用；从烟道尾部出来的含尘烟气在喷淋冷却塔内再次将温度降至150—200℃间（烟气和过热干蒸汽），同时除去40%左右的粗颗粒尘粒，之后进入电除尘器中被施加高电压，使气体电离，产生电晕放电，悬浮尘粒的带电，荷电尘粒在电场力作用下向电极运动等步骤，在电除尘器中被捕集的方式进行净化，将烟气中的烟尘降到10mg/Nm3以下，达到烟气净化的目的；经过净化好的烟气，含尘达标，仍有150—200℃间温度的烟气在电除尘器和风机间的管道上再次喷水冷却至80℃以下，在风机提供的动力作用下经过风机，在CO≥35%、02≤2%的条件下（其他条件也满足），三通阀转到回收位置，水封逆止阀开启，V型水封在低水位溢流导通，煤气（满足回收条件的烟气）就通过管路到达煤气柜储存。在CO≤35%或02≥2%的条件下（或其他条件不满足），烟气经转到放散位置的三通阀到达放散塔点火放散。
该系统存在的问题有：
1、该系统运行初期，除尘效果较好，净化后烟气粉尘可达到10mg/Nm3以下，但使用时间长以后，电除尘器内电极间的距离会因积灰而变小，除尘效果会下降，且检修清理困难。
2、运行费用低于湿式除尘系统，但首次投入比湿式除尘系统高，运行中对除尘效率的干扰因素多，排放不稳定；控制相对较为复杂，后期维护检修困难。
3、电除尘系统在高电压下运行，员工有承受强电磁波辐射的风险和触电的风险，安全防护要求高。
4、转炉冶炼的特点是烟气物化成分和浓度随机变化大，而电除尘要求烟气物化成份和浓度稳定，烟气物化成份和浓度的波动直接引起粉尘比电阻的变化，从而影响除尘效率，而且影响很大。
三、转炉一次烟气除尘采用布袋除尘的可行性分析
众所周知，布袋除尘器的除尘效率更高，尤其对人体有严重影响的重金属粒子及亚微米级尘粒的捕集更为有效。通常除尘效率可达99.99以上，排放烟尘浓度能稳定低于50mg/Nm3，甚至可达10mg/Nm3以下，几乎实现“零排放”，且除尘效果稳定。烟尘尘份和浓度的变化只引起布袋除尘器滤袋负荷的变化，从而导致清灰频率改变（自动调节），而不影响除尘效果；烟尘浓度高滤袋上的积灰速度快，相应的清灰频率高，反之清灰频率低，而对排放浓度不会引起变化；烟气的物化成份对布袋除尘器的除尘效率没有影响（除S03的含量外）；运行费用低，操作维护方便；风机叶轮不会因积灰振动高保护停机，生产均衡稳定。
但布袋除尘器也有致命的弱点，就是布袋对烟气温度的要求要有严格的控制，因为普通布袋允许的工作温度只有120℃，美塔斯布袋允许的工作温度只有204℃，P84针刺毡布袋允许的工作温度只有250℃，最高的玻璃针刺毡也只允许工作温度260—280℃内。烟气温度过高，如果高于布袋允许工作的最高温度很容易将布袋烤脆、烧毁，就是俗称的“烧袋”，使除尘系统短时间内崩溃；烟气温度过低，如果低于烟气露点温度，很容易将布袋板结、粘死，就是俗称的“糊袋”，使除尘系统短时间内堵死失效。以上两种情况的发生都会造成生产中断，打乱均衡稳定的生产次序，这都是不能发生的。
要想布袋能在转炉烟气除尘净化中发挥作用，同时克服温度对它的影响，需要讨论高温烟气（900℃左右）降温问题和烟气低温下的酸露点温度问题。
1、高温烟气（900℃左右）降温问题：由于计算机技术和控制技术的日益完善，响应速度的日益提高和全民对计算机认识的普及，利用计算机技术和控制技术的结合，实现高温烟气控制在220℃以下且稳定均衡运行，只要工艺流程合理，检测部件分布得当，降温介质符合要求，调节系统稳定可靠，不是一件十分困难的事情，也就解决了不发生“烧袋”问题。
2、烟气酸露点温度问题：烟气酸露点温度的高低主要取决于烟气中S03含量的高低（因为水的最高露点温度不超过60℃）。对于转炉炼钢工艺而言，铁水、生铁和废钢的含硫量直接影响烟气中S03的含量，也就影响到烟气露点温度的高低，是布袋不产生“糊袋”的核心问题。下面以某厂100t转炉在极端情况下即在低铁耗生产模式下生产，烟气中酸露点温度计算来说明使用布袋除尘的可行性。计算过程及结果如下：
通过计算，烟气的酸露点温度约为137℃（也可以用仪器现场实测），但考虑到炼钢冶炼工艺的复杂性和原、燃材料的不稳定性及操作水平的差异等，造成冶炼过程中烟气成分的变化，尤其是S含量的变化，其烟气的酸露点温度是一个变化值，为保布袋不结露堵塞和控制技术的波动性，烟气的下限温度设定在180℃，解决布袋“糊袋”问题。
四、布袋除尘应用在转炉一次烟气除尘上的工艺流程
下面是布袋除尘在转炉一次烟气除尘上应用的构想工艺流程图：
其工作原理是：转炉冶炼过程中产生的高达1450℃，含尘150g/Nm3的烟气经过汽化冷却烟道热交换，使烟气温度到达烟道尾段冷却降至900℃左右，同时汽化冷却烟道吸收的余热将冷却水加热成蒸汽回收利用；从烟道尾部出来的含尘烟气在喷淋塔二次冷却至220—250℃和灭火，同时进行烟气粗净化，使粗颗粒的烟尘在重力和惯性力的双重作用下撞沉在喷淋塔底部料仓内，定期开启卸灰阀经溜管卸至汽车斗内运走；之后沿着管道含有中、细颗粒的烟气到达旋风除尘器第二次进行中颗粒的烟尘分离，沉降到底部的烟尘同样由汽车运走；经过两次颗粒分离后的烟气，在旋风除尘器出口如果温度超过220℃，可在旋风除尘器和布袋除尘器间的管道上增设冷却水或蒸汽降温，保证到达布袋除尘器入口的温度控制在180—220℃的范围内进入布袋除尘器进行细颗粒和烟气分离，实现烟气精除尘，使烟气含尘达标50mg/Nm3以下；如果烟气达不到回收条件，可直接到达放散塔点火放散；如果烟气达到回收条件（CO≥35%、02≤2%的条件下（其他条件也满足）），在风机后和三通阀间的管道上增设喷水冷却至80℃以下进行回收；三通阀转到回收位置，水封逆止阀开启，V型水封在低水位溢流导通，烟气经过阀门组直到煤气柜，实现煤气回收。 五、转炉一次烟气布袋除尘运行中要注意的事项
1、烟气温度控制在180—220℃和80℃以下，设置了初级、次级、微调和降温等四级。初级控制环：温度在烟道尾段靠喷淋冷却塔入口处检测，为使检测点不失真，在烟道的同一断面处均布三个检测点，信号送入控制单元，与三个检测点（或两个检测点）同步信号的加权平均值为控制喷淋冷却塔主要喷嘴喷水量的大小；次级控制环：温度在喷淋冷却塔出口处检测，为使检测点不失真，同样在出口管道的同一断面处均布三个检测点，信号送入控制单元，与三个检测点（或两个检测点）同步信号的加权平均值为控制喷淋冷却塔助辅喷嘴喷水量的大小；微调控制环：温度在旋风除尘器出口处检测，为使检测点不失真，同样在管道的同一断面处均布三个检测点，信号送入控制单元，与三个检测点（或两个检测点）同步信号的加权平均值为控制喷淋冷却塔和旋风除尘器间管道上的微调喷嘴喷水量的大小；降温控制环：温度在布袋除尘器和风机间管道上检测，为使检测点不失真，同样在管道的同一断面处均布三个检测点，信号送入控制单元，与三个检测点（或两个检测点）同步信号的加权平均值为控制煤气回收时烟气的温度降至80℃以下的降温喷嘴喷水量的大小。
2、为使温度检测准确，以上温度检测点的传感器均加氮气在转炉出钢时进行吹扫，保持传感器表面清洁，测温可靠。
3、喷嘴的选择：因各级喷淋的目的不同，初级和的降温喷嘴的水量要大一点，次级和微调喷嘴的水量要小一点。但有一点必须注意：所有喷嘴必须是雾化喷嘴，喷洒范围必须覆盖整个断面。
4、调节系统必须由可靠部件组成，能实现自动、可靠、精准的水量控制。
5、所有喷淋的冷却水均使用软水，要求硬度＜50mg/L、悬浮物＜25mg/L。
6、为尽量减少冷却水消耗，在转炉冶炼后可适时用自产蒸汽代替部分冷却水（风机后喷水除外）。
7、因整个系统温度运行在180—220℃的范围内，为使系统稳定运行和防止烫伤等事故发生，从喷淋冷却塔到风机入口设备和管道要进行保温防护。
8、运行过程中的防爆装置在喷淋冷却塔处、旋风除尘器处、布袋除尘器和风机等进出口管道上均必须安装，保护系统安全。
9、运行中系统能够可靠运行的条件是：勤出灰，确保系统畅通无阻和“埋袋”；温度传感器、调节系统、吹扫系统、布袋等定期检查，也是系统可靠运行必备条件。
10、为防止烟气中尘粒在喷淋塔、旋风除尘器中发生二次扬尘，要做到烟尘及时倒运、风量控制在不引起扬尘的风速和卸灰阀关死。
11、该除尘系统久停要做好布袋防潮措施，保护布袋不潮湿霉变损坏。
六、转炉一次烟气布袋除尘的工艺特点
1、该系统除尘效率不受冶炼系统物料变化和烟尘浓度变化的影响，除尘净化过程稳定，非常适合转炉冶炼工况。
2、因整个系统阻力小，系统节能效果明显。
3、该系统除尘净化精度高，烟气对动力设备风机叶轮的磨损小，整个系统运行周期可达60天以上，对生产的稳定、均衡创造了条件，同时大大减轻了工人检修的劳动强度；对环境污染小，几乎实现“零排放”。
4、运行稳定，日常维护工作量小，可以离线检修，检修作业条件得到改善（与湿式除尘、电除尘比较）。
七、结束语
转炉一次烟气采用布袋除尘，可以解决湿式除尘和电除尘无法解决的系统难题，是转炉一次烟气除尘系统升级更新的一种发展方向。如果深入研究、试验形成成套完善技术，加以推广应用，会使转炉炼钢生产更加均衡、稳定、安全、高效和低耗。会使炼钢厂区天更蓝、树更绿、花更艳。会使人们在创造物质财富的同时享受物质丰富带来的快乐。