超低排放形势下的钢铁行业除尘技术探讨

一、超低排放改造中的颗粒物治理要求

2019年4月《意见》正式出台掀起了一场钢铁环保风暴，宣告我国钢铁行业整体进入超低排放改造的大形势之中。对于颗粒物指标，《意见》要求废气在有组织排放形式下，烧结机机头及球团焙烧烟气（包括竖炉、链篦机-回转窑、带式焙烧机）、炼焦工序焦炉烟囱废气、其他主要污染源（包括烧结机机尾、装煤推焦、干法熄焦、热风炉、高炉矿槽及出铁场、铁水预处理、转炉二次烟气等）颗粒物小时均值排放浓度不高于10 mg/m3，每月至少95%以上时段小时均值排放浓度达标；废气在无组织形式下，物料输送落料点，烧结、球团、炼铁、焦化等工序的物料破碎、筛分、混合等设备和废钢切割处应配备除尘设施。此外，《意见》还指出企业应因厂制宜选择成熟适用的环保改造技术，鼓励使用覆膜滤料袋式除尘器、滤筒除尘器等先进除尘设施，为除尘治理技术的选择指明了方向。

二、除尘技术应用现状

经过对20多家钢铁企业进行调研发现，基本上所有钢铁企业均使用高效袋式除尘器或滤筒除尘器处理含尘废气，部分产生含湿废气的工序使用湿式电除尘器。企业认为这几种成熟工艺粉尘废气治理效果最佳，与《意见》中提到的除尘技术相同。此外，依据《排污许可证申请与核发技术规范》中载明的废气中颗粒物治理可行技术，除了热轧机精轧产生的废气外，其余废气产污节点颗粒物治理均可以采用袋式除尘（覆膜滤料）和滤筒除尘工艺。因此，本文主要对袋式和滤筒2种除尘技术的优缺点及应用情况进行分析。

袋式除尘器出现的时间较早，早在洋务运动末期便被使用，主要用来过滤干式、粒径微小的含尘气体。滤袋由各种滤料纤维（化学纤维或玻璃纤维）经过纺织或针刺而成，利用纤维织物具有的过滤功能来过滤含尘气体。而滤筒式除尘器出现的时间相对较晚，20世纪70年代西方国家出现一些使用者，他们认为这种除尘器箱体体积相对小，处理效率明显提升，便于维护。但是如果需要处理较大风量的含尘气体，会因除尘器容量小导致处理效果不佳，在大型的工业企业难以应用，所以多年来没有大量推广。21世纪以来，全世界材料科技水平高速发展，一些外国公司率先对除尘器的结构和滤料进行改进，使其整体容量增加数倍，成为过滤面积大于2 000 m2的大型除尘器。

三、除尘技术对比分析

1.袋式除尘器

（1）袋式除尘器工作原理

含尘气体从除尘罩进入通风管道，在到达出口的过程中，通过引风机引风，然后使用纤维性除尘滤袋借助重力、惯性等作用捕集烟粉尘。

（2）影响袋式除尘器性能的主要因素

袋式除尘器的性能主要包括除尘效率、压力损失和使用寿命。而决定袋式除尘器除尘效率和使用寿命的主要因素包括气布比、滤料种类、清灰方式的选择等。

布袋除尘器的滤料材质从最开始的常规纤维发展到超细纤维，再到异形截面纤维，然后进展到ePTFE膜结构。常规纤维无法掌控细微粉尘颗粒物，因此必须改变纤维结构或借助外力，以实现对粉尘超低排放的控制；超细纤维异形截面纤维通过更大的比表面积，带来更大的过滤面积，从而降低气布比；ePTFE膜可以在膜表面对粉尘颗粒物进行拦截。目前，滤袋材质选用覆膜滤料是除尘效率较高的选择。

2.滤筒除尘器

滤筒除尘器的工作原理：含尘气体经除尘罩进入通风管道，被外引风机引入箱体，因箱体较管道半径大得多，导致气流扩张，较重的大颗粒粉尘经重力作用沉降，较轻的小颗粒粉尘随气流进入滤筒，经过一系列综合效应被滤芯阻挡进而和空气分离。

3.袋式除尘器和滤筒除尘器优缺点比较

袋式除尘器和滤筒除尘器在使用过程中各有优缺点，在除尘工艺选择的时候需根据企业自身情况综合考虑。

四、工艺选择建议

目前，在不考虑湿法除尘的情况下，超低排放形势下最佳除尘工艺选择应为滤筒除尘器和袋式除尘器。2种除尘器各有优缺点，对钢铁企业颗粒物超低排放改造来说，建议企业可以根据实际并结合自身需要选择除尘技术，在原先采用袋式除尘工艺仍无法稳定达标排放的情况下可首先考虑更换采用聚四氟乙烯微孔膜和超细纤维面层梯度滤料，其次可考虑通过更换滤筒除尘工艺完成超低排放改造，实现达标排放。