铁合金是炼钢及稀有金属生产的必要原料，硅铁合金电炉烟气及其烟尘特性复杂而特殊，致使铁合金矿冶炼炉产生的烟气治理难度较大，尤其是硅铁合金半封闭式电炉烟气治理一直未得到理想解决。通过工程实践，着重介绍脉冲袋式除尘器在半封闭式硅铁电炉上的应用。

1、烟气及粉尘特性

1.1烟气特性

硅铁半封闭式电炉烟气主要有2部分:一是电炉半封闭烟罩排烟，二是电炉在出铁时出铁口的烟气。

硅铁冶炼过程中，电炉产生的废气主要包括:①电炉熔池在高温电热下，还原剂碳与氧发生反应生成}z}②熔池内碱性金属炉料在高温下气化，熔融金属被氧化或直接蒸发进入废气(随后冷却变成固态粒子);③未被*燃烧的焦炭末、矿粉等被气化和蒸发的金属或热气流带出熔池进入废气;④在负压的作用下，从烟罩敞口处进入的空气。这些物质就构成了电炉烟气，也就是常见的浓浓的白色烟雾。

在硅铁冶炼过程中，烟气量、烟气成分和烟气温度是不断变化的。烟气量一般是前后期较小中间;烟尘浓度是前中期较高(因为前期要加料，中期要捣炉、投料)，后期较低;烟气温度随着熔池温度的升高而升高。

半封闭工业硅炉烟气的主要成分是Nz和CO2，还有少许H2O等，各组成成分如表1所示。

1.2 烟尘特性

硅铁电炉烟气粉尘称为微硅粉，是在还原电炉内生产时，产生大量的挥发性很强的Si02和Si气体与空气迅速氧化并冷凝而生成的，每t硅铁产生微硅粉约200-300 kgo微硅粉成分及粒径分布见表2、表3。

由此可见，半密封硅铁合金电炉烟尘粒径小于1μm的部分占据了很大比例(高达83.8%)，而且烟气量大，含尘浓度高，烟尘危害性大，烟气净化困难、复杂。

2、除尘工艺

某铁合金厂有3台6 300 kVA半封闭式硅铁电炉，3台硅铁电炉设1套除尘系统，按2台电炉同时冶炼设计，除尘工艺流程见图1.  3台电炉烟罩排烟通过阀门切换，按2台电炉同时工作考虑，烟罩高温烟气(350℃)经机力冷却器降温后(115℃)进入旋风除尘器进行预除尘，最后进入低压脉冲袋式除尘器净化后经风机烟囱外排;3台电炉共6个出铁口，烟气通过阀门切换，按一个出铁口出铁考虑，烟气直接进低压脉冲袋式除尘器净化后经风机烟囱外排。

但是，当除尘系统投运后，由于硅铁市场需求旺盛，效益好，3台电炉基本上处于同时生产状态。除尘系统承担3台电炉除尘，能力明显不足，除尘效果一直不很理想。随着时间的推移，除尘效果进一步恶化。

3、除尘系统运行中存在的问题

3.1 烟罩烟气外溢

正常冶炼时有少量烟气外溢，在捣炉、打电极时有大量烟气外溢。

原因分析:①抽风量不够，设计为2台电炉同时工作，但是在运行中一直都是3台电炉同时工作;②电炉大修时将烟罩高度整体降低，使得烟罩容烟空间减小;③机力风冷器冷却管束内壁挂灰、积灰，阻力上升，导致烟罩处负压及抽风量减小;④除尘器进口混风阀频繁打开，使得烟罩被短路。

3.2 出铁口烟气外溢

出铁口烟气不能得到有效控制，在出铁时有烟气外溢。

原因分析:①抽风量不够，设计为1个出铁口工作，但是在运行中一直都是3个出铁口同时工作;②出铁口无围挡，易受横向气流干扰;③侧吸的排烟方式不利于热烟气排烟。

3.3 冷却器粘堵

冷却管束挂灰、堵灰严重，最严重时约70%冷却管*堵灰，其他均有约12mm厚度的挂灰。

原因分析:①微硅粉体积密度小，比表面积大，钻附性强，极易在冷却管束内表面钻附;②由于系统为2台风机并联，业主在实际运行时经常只开启1台，使机力冷却器内气流速度过低，加剧了粉尘堆积;③由于堵灰，烟罩的实际抽风量逐渐变小导致粉尘堆积加剧;④由于挂灰导致机力风冷器冷却效率下降，烟罩抽风量减小使烟气温度升高。除尘器进风口烟气温度过高，致使保护混风阀频繁开启(最严重时混风阀不间断开启、关闭)，从而使得烟罩抽风量更小，进一步加剧粉尘堆积。

综上所述，除尘系统在运行过程中存在的主要问题是系统风量不能满足3台电炉排烟要求以及机力风冷器的粘堵。

4、改造前袋式除尘器技术参数

电炉烟气二次除尘采用低压脉冲袋式除尘器，除尘器运行良好，排放达标。主要参数如下:

处理风量:190 000m3/h;过滤面积:3 920m2;过滤风速:0.81 m/min;清灰方式:离线清灰;滤袋规格:φ130 mm X6 000mm;滤袋材质:涤纶针刺毡;运行阻力:<1.3 kPa;排放质量浓度:<50 mg/m3;运行温度:90 ℃左右。

5、除尘系统增容改造

5.1 改造措施

为进一步改善3台电炉的除尘效果，对除尘系统进行改造。考虑到6300 kVA规格的硅铁电炉已列入国家限制、关停时间表，根据实际运行情况，提出改造措施:

(1)基于3台电炉同时生产、整个除尘系统风量不足的现状，将系统原来风量为95000m3/h的2台并联风机更换为1台风量为240000m3/h的风机，以尽可能增大除尘系统风量。风机容量的扩大主要受袋式除尘器、旋风除尘器等设备容量的限制。改造后3台电炉烟罩总抽风量约105 000m3/ h (300℃)，3台电炉出铁口总抽风量约48 000m3/h(80℃)。

(2)对出铁口进行全面有效围封，限度减少横向气流干扰，并将出铁口由侧抽风改为顶抽风方式，提高烟气捕集效果。

(3)对机力风冷器冷却管束积灰进行清理，并要求业主定期进行清理。

5.2 改造效果

除尘系统改造后，出铁口烟气得到*控制，被捕集罩捕集，无烟气外溢，电炉烟罩在正常冶炼时无烟气外溢，捣炉时有少量烟气外溢。

6、结论

该工程实例表明，半封闭式硅铁电炉烟气除尘系统采用低压脉冲袋式除尘器*可行，该项目的改造是成功的。但是，在设计中应注意几方面问题:

(1)袋式除尘器前端应设置旅风除尘器进行预除尘，以尽量减少高温炽热尘粒和杂质对滤袋的灼伤与磨损，同时可以保证微硅粉(袋式除尘器收集灰)的品位。

(2)袋式除尘器进风口前端烟气管道上应设事故混风阀，防止电炉异常烟气温度骤升对除尘器造成破坏。

(3)半封闭式硅铁电炉烟罩高温烟气应采取合理有效的降温措施，以使烟气温度适合低压脉冲袋式除尘器。

(4)建议袋式除尘器过滤风速不大于1 m/minx

(5 )袋式除尘器应采用离线清灰方式进行清灰，箱体之间必须设隔板隔开。