（1.宝钢工程技术集团有限公司，上海2019002无锡雪浪输送机械有限公司，江苏无锡214125）用于烟气冷却所需的水电等资源。电炉负能耗除尘技术，指电炉一次烟气采用高温除尘的同时回收蒸汽，回收的能源远远多于整个电炉除尘系统包括余热回收装置所付出的电能耗。该技术还可应用于ACO等其他炉窑的高温负能耗除尘，既可用于新建项目也非常适合改造项目。
前言现代电炉炼钢因其吹氧强度增大、废钢质量差、兑铁水比例增加等因素，导致其排放的高温含尘气体量越来越大、除尘系统负担越来越重、能源消耗越来越高。在可持续发展和节能减排方针方面面临着巨大的压力。
目前，国内外绝大多数电炉除尘系统没有回收烟气余热。除尘系统包括了电炉一次除尘和二次除尘。其中，电炉熔炼时从电炉第4孔域第2孔）排出的一次高温烟气，采用先降温冷却后除尘的方式，即采用水冷烟道一次冷却和空冷器二次冷却方式。电炉高温烟气余热不但未得到回收，同时却消耗了大量的水、电和钢材等资源。
极少数的电炉勉强采用了余热回收装置，即，将电炉熔炼时排出的一次高温烟气，采用多种形式的余热锅炉回收蒸汽，降温冷却后的一次烟气与电炉加料和出钢时的二次烟气混合后再进入袋式除尘器除尘。因电炉一次烟气未经除尘，高温气体中含有大量细微的黏结性粉尘将首先黏结在热管受热面上，而对于环向翅片管的热管元件积灰、堵塞现象更加严重，增加了维护工作量和设备运行阻力，因此，降低了锅炉的传热效率和蒸汽产量，设备使用寿命大大缩短。
对电炉高温除尘器进行中试实践并开发负能耗除尘技术的市场应用，是当前节能减排的一项重要课题。宝钢工程技术公司通过前期研发和中试实践，已形成多项高温除尘负能耗专利技术负能耗除尘技术在提高除尘效率的同时，进行能源的回收，且回收量将远远多于整个除尘系统包括余热回收装置所付出的耗电量。
1篼温除尘器及滤料11高温除尘器袋式除尘器是一种能有效控制大气污染的环保设备，其在气体干法除尘领域的设备使用占绝对多数。在不同的行业和不同的气体工况下对袋式除尘器的要求不尽相同，其过滤效率在正常情况下，与烟气特性、滤料特性、粉尘特性以及过滤风速等有密切关联。
高温除尘器处理烟气温度400°C以上，采用目前使用最普遍、且易被人们接受的袋式除尘结构。除尘器主要由：本体含壳体保温、过滤装置、脉冲喷吹装置、输灰装置、气体置换装置、控制系统等组成。
高温除尘器多台并联，可实现单台除尘器离线检修，以便不影响电炉的正常生产。
12高温滤料滤料是袋式除尘器的重要组成部分，其性能将直接影响到除尘器的过滤效果、使用寿命和运行能耗。对使用在高温高尘环境下的滤料的要求有：耐高温、抗腐蚀和良好的化学稳定性；目前，市场上对高温除尘滤料的称呼比较模糊，通常将用于气体温度高于130°C、低于260°C的除尘滤料称呼为高温滤料，原因是尚未开发应用260C以上的高温除尘。用于400C及以上的高温气体除尘滤料研发的市场品种主要有：多孔金属材料、多孔陶瓷材料、玄武岩纤维等，但在电炉除尘上都没有应用的案例。
多孔金属材料多孔金属材料主要为不锈钢或FCA等金属纤维毡或金属粉末，由其制成的高温滤筒见主要用途为过滤、分离、高温气体除尘等领域。特点是：850C的高温环境下工作；化学稳定性、水解稳定性均很好，渗透性能优于玻璃纤维；无静电现象，可避免静电火花点燃粉尘引起燃烧和爆炸事故的发生。
多孔陶瓷材料多孔陶瓷滤料通常由陶瓷纤维或陶瓷粉末制成，因陶瓷纤维滤料的孔隙率和透气性等好于陶瓷粉末滤料，故高温除尘用陶瓷纤维更优。特点是：环境下工作；堵塞；陶瓷滤料因其固有的热传导性差的特点，使得陶瓷滤料难以承受大的热负荷波动，即抗热震性差。另外，滤料清灰难和阻力大等因素，均严重制约了陶瓷过滤材料的发展。
玄武岩纤维玄武岩纤维是以天然玄武岩矿石为原料，经高温熔化拉制成型的一种高性能天然无机纤维。特点是：维，与PPS和FIFE接近；能也均优于玻璃纤维；受关注。
目前，该玄武岩短切原丝和基布主要给针刺毡做面纱和基布用，玄武岩纤维滤料尚未用于钢厂400°C高温除尘。影响开发应用的主要问题是：单纤维直径过粗，不易于纺织。另外，其化学成分也不稳定。
2负能耗除尘新工艺电炉负能耗除尘新工艺，指将传统电炉一次除尘与二次除尘分开设置，对电炉一次烟气采用高温除尘的同时并回收蒸汽。回收的能源远远多于电炉一次和二次除尘系统包括余热回收装置所付出的电能耗。其中，一次除尘系统主要由水冷移动管、水冷烟道或汽化冷却装置、燃烧降尘室、高温除尘器、调节阀、余热锅炉、旁通管、切换阀、除尘风机含调速装置、烟囱、输灰及控制系统等组成，工艺流程见二次除尘系统主要由密闭罩、屋顶罩、调节阀、常温除尘器、除尘风机含调速装置、烟囱、输灰及控制系统等组成，工艺流程见电炉一次除尘新工艺流程所示，电炉熔炼阶段产生的高温烟气通过电炉一次除尘和余热回收系统，即电炉在熔炼阶段产生的约1400°C高温含尘气体由电炉第4孔域第2孔）排烟并进入水冷移动管，通过水冷烟道冷却或汽化冷却装置（回收蒸汽）使气体温度降低到850~400°C（根据选用的滤料材质确定>范围，然后进入高温除尘器除尘，净化后的干净气体进入余热锅炉回收蒸汽，使气体温度降低到220C左右，最后由一次除尘风机将气体送入烟囱达标排放，或根据需求送入热交换装置再回收余热后排放。电炉加料和出钢阶段产生的二次烟气（含电炉熔炼时从电极孔等溢出的烟气>由电炉二次除尘系统承担，通过电炉密闭罩域半密闭导流罩）以及屋顶罩捕集烟气，并通过常温除尘器净化后由除尘主风机接入烟囱达标排放。
为了不影响电炉的正常生产，当余热锅炉定修或故障维修时，经高温除尘器净化后的气体，可通过阀门切换进入旁通管路，并引入部分冷风后达标排放。
负能耗除尘新工艺技术既可用于新建项目，也非常适合改造项目具体操作如下：将原有电炉一次除尘从电炉除尘系统中分离出来并实施改造，原除尘系统的除尘器和风机等将服务于电炉二次除尘。
（2>-次除尘系统改造，保留现有的水冷移动管，保留或改造燃烧降尘室和水冷烟道为汽化冷却装置，拆除现有的强制空冷器或自然空冷器和增压风机若有>并新增：高温除尘器、余热锅炉、旁通管、切换阀、混风阀、一次除尘风机（含变频器或液力偶合器>烟囱、输灰装置等。
3高温除尘器中试实践对电炉一次烟气进行了中试。检验除尘器清灰效果和颗粒物排放浓度，检验设备运行阻力等。
在中试装置设计方面，从电炉一次除尘系统的水冷烟道出口处引出1根用于中试的除尘管道，将部分电炉一次烟气引入高温除尘器样机中进行中试，净化后由中试风机送入临时烟囱达标排放。
高温除尘器中试样机采用3个独立的单元，见。每个单元采用不同规格的过滤元件，如短圆袋、长圆袋和扁袋，滤料选用金属材料。每个单元入口管道上设置一个手动插板阀进行风量调节。
高温滤料工业试验建立在实验室试验的基础上，采用不同精度的滤料和过滤风速，其除尘效率和滤料阻力是不同的。中试按除尘器过滤风速由低向高分阶段进行，经第一阶段的运行检测：除尘器过滤风速在1. m/mn以下时，颗粒物排放浓度<5mg/Nni，除尘器阻力约i5Pa高温除尘器中试样机4负能耗除尘技术特点通过高温除尘中试实践和数据积累，专利型负能耗除尘技术将得到不断完善和提高，负能耗除尘技术具有如下特点：高的除尘效率，减排效果好除尘效率高达999%以上，经高温除尘后的颗粒物排放浓度在2mg/Nrf以下，同时还能提升电炉二次除尘系统的除尘效果。
高的蒸汽回收率，投资回收期短以100t电炉年产70万钢计算，钢可回收蒸汽约180kg年回收蒸汽达12 6万，t不到2年即可回收全部投资。
低的运行维护费用，不影响工艺生产没有空气冷却器管道积灰堵塞和增压风机叶轮的磨损等维护问题；肖除了余热锅炉积灰堵塞和使用寿命短、传热效率低的缺陷；二次除尘系统除尘器入口浓度大大降低，延长了滤袋的使用寿命；高温除尘器和余热锅炉的维护不会影响电炉正常生产。
富裕的系统节能独立设置的一次和二次除尘风机，将按照电炉冶炼阶段工况变化，真正实现二次除尘大型风机的节能调速运行。另外，余热锅炉出口的净热气体还可用于：加热空气用于工艺生产，或热交换水用于采暖、洗浴及其他用途。
5结语随着国民生活质量的逐年提高和家用废钢量的剧增，作为短流程炼钢的电炉将备受青睐，但电炉炼钢的同时所带来的环境污染和能源损失等负面影响，将严重制约电炉的正常生产和发展。电炉高温除尘和余热回收一负能耗除尘技术，符合国家可持续发展战略和新兴工业化发展需求，有着明显的经济、环保和社会效益。该技术可推广到AOD等其他炉窑的高温烟气负能耗除尘项目上，市场应用前景看好。
