喷雾技术在渣处理中的应用
简介：本文比较系统的介绍了喷雾技术在钢铁渣处理中的应用，有一定的参考价值。
关键字：喷雾技术，钢铁渣处理，技术应用
所谓喷雾技术，通常包括以下四个部分：
1）喷嘴及其附件：喷嘴的研发、设计、制造、选用、维修更换等。从应用的角度，主要是针对特定的用途从成千上万个品种、规格的喷嘴中选择最适当的喷嘴。
2）喷雾控制系统：自动或手动控制水或其它液体的喷射时间、流量、分布等。
3）喷雾系统成套工程和设备：实现喷雾系统与相关工艺设备的最佳匹配。
4）喷雾分析和诊断：在技术方案选择、设计和运行过程中，对喷雾系统进行测试、模拟和诊断，使其在最佳状态下使用、在最适当的时间更换。
钢铁工业是喷雾技术最主要的和能发挥作用的应用领域，因为它不仅直接影响产品的质量和档次，如连铸坯内部质量、钢板表面质量和钢材等级，还直接影响主体工艺、设备的选择和正常运行，比如转炉、高炉采用全干法冷却；原料、渣处理中采用直接喷雾除尘技术，在除尘的同时还可以处理外排废水。
喷雾技术在渣处理中的应用
从循环经济、废弃物资源化利用、零排放的角度考虑，喷雾技术在钢铁渣处理利用中主要有以下三方面：
A．倒渣、转运和渣处理中的喷雾除尘：包括从炉内向渣罐、从渣罐向渣堆场、渣处理产品装车、连铸中间包翻包等过程中的喷雾除尘或喷雾辅助预除尘以减少主除尘系统的负荷。
B．渣冷却和喷雾除尘中处理废水：因为钢铁渣出炉时通常都有较高的温度，必须充分冷却后才能进行处理和利用。通常都是采用直接喷水冷却，这样首先可以处理废水，尤其是焦化、酸洗废水经适当中合处理后用于渣冷却和喷雾除尘。
C．蒸汽冷凝回收热水：在钢铁渣冷却的时候会产生大量的蒸汽，一般每吨钢铁渣要消耗0．5吨水，这部分蒸汽既有热量，又比较干净，因此通过喷雾冷凝回收后的水温度可达60～70℃，可以经过滤后做为取暖等用途的补充水。
现将部分应用简要介绍如下。
1 喷雾除尘
通常一提到高效除尘，首先想到的就是布袋除尘器或电除尘器。实际上这两类除尘器一方面其应用有限制，比如在渣场、大型料场的装卸车、存放过程中一般就不适用，或者不经济；二是投资和运行费用都高。
实践表明：喷雾除尘如果做得好也能达到95％、甚至100％的除尘效率。这样渣场、料场、装卸车等空间大、尘源不固定的应用场合，仅采用喷雾除尘就可以达到环保排放、甚至岗位卫生标准的要求。另一方面通过采用喷雾技术，同时配备快速、精确的闭环自动控制装置，可以为布袋除尘器或电除尘器系统起到如下作用：
预除尘，减少主除尘器入口粉尘浓度，在相同除尘效率下就可以降低出口排放浓度。
辅助捕集粉尘：在大型除尘系统中，减少外部空气吸入、提高粉尘捕集率总是非常重要的。在烟罩口附近采用喷雾可以起到隔绝空气的软密封作用。
烟气调质：无论布袋除尘器，还是电除尘器，处理烟气、粉尘的温度、湿度、黏度、比电阻等参数都有适合的最佳值范围，采用喷雾技术和精密自动控制装置有利于精确实现这些要求，既不高也不低。
喷雾除尘的原理简要描述如下：
喷嘴所喷水滴与粉尘颗粒发生非弹性碰撞；
水滴与粉尘相互粘接、凝聚、长大、比重增加，然后与大气或烟气分离。
经验表明：在选择喷雾除尘喷嘴和系统参数时需要重点考虑的因素包括：
喷雾颗粒：是决定性的因素，如果喷雾颗粒与粉尘颗粒的比值不能达到临界值，则二者之间就是弹性碰撞，就如同乒乓球碰篮球一样没有任何除尘作用，或者除尘效率很低。这是以前很多尝试失败的首要原因。
粉尘、或烟气温度：因为温度较高时的喷雾首先是冷却，没冷却到一定温度前没有除尘作用；而且渣冷却时产生的蒸汽还会带起粉尘。
喷嘴布置：一定要合理，否则也不能取得高的除尘效率。
喷水量：要充足、适当：多了浪费，且不利于蒸汽回收和提高回收水温，少了则不能充分保证除尘效率。
2 渣冷却和喷雾除尘中处理废水
钢铁生产中会产生大量的废水，有些废水如焦化废水、冷轧酸洗废水、烧结／球团和自备电厂脱硫废水等，一方面净化处理难；二是处理费用高；更主要的是经过净化处理达标后排放仍然对自然水源产生严重污染，而且为了达标排放通常有要补充大量稀释水。因此无论从环保、降低成本、废水利用多方面考虑，利用渣处理冷却过程处理废水都是必要的，有利于冶金企业减少新水、外排废水零排放。我国有些钢铁企业已经接近实现了外排废水零排放，但从总体看外排废水还很多，国家2010年吨钢排水目标值仍高达5吨水以上，这与国外发达国家有较大差距。
目前我国有很多钢铁企业已经在渣处理中消耗利用废水，但有消耗水平差别很大、一些值得普遍改进、提高的方面：
喷水量很大、不均匀、不回收蒸汽：有的地方成污泥浆，没水的地方仍有粉尘。实际上渣冷却和喷雾除尘中喷水量太大是浪费的，并没有多消耗废水，而且蒸汽温度很低，不利用回收和进一步消耗废水。通过控制喷水量在适当的水平，在保证渣冷却、喷雾除尘的同时，可以减少渣处理产品中的带水量，便于后步利用。
部分回收蒸汽，但回收的水混入浊循环水中，水回收率低，余热没有利用。
3 蒸汽冷凝回收热水
众所周知，水蒸发成蒸汽要大量吸热（2257KJ／kg），体积要膨胀约1200倍；反之通过向高温蒸汽喷水雾实现蒸发吸热，就会将蒸汽冷凝为水。这是一个在一定条件下的可逆过程。如前所述，在高温渣处理中，渣中大量的余热可以用于处理外排废水；废水在高温作用下实现杂质的分类，以蒸汽形式进入大气，既浪费了水资源，也是对环境的污染。而通过喷雾蒸发冷凝就可以解决浪费和污染，实现废水、余热的利用。实际运用中需要注意：
把高温蒸汽与喷雾除尘、加湿分开有利于蒸汽和余热的回收；另一方面可以提高蒸汽温度便于冷凝回收热水，提高热水温度和渣余热利用率。
蒸汽吸入口要采用软密封，减少冷空气吸入，可以提高水利用率和热水温度。
在喷雾除尘和渣加湿区域用废水，并采用自动控制系统，使喷水量控制适当。
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