自從1952年氧氣轉爐問世以來，煙氣凈化及大氣污染控制系統的問題就提到日程上來了。當今世界上氧氣轉爐煉鋼工藝中轉爐煙氣凈化及煤氣回收方法主要分為二大流派，一是“OG”法，另一是“LT”法，根據其工藝特點又分別稱為“濕法”和“干法”。這二種方法在國內均有應用實績，但最早應用并且現在實際使用較多較安全的還是“OG”法。而“OG”法在國內應用較多還是雙文三脫或塔文結構的第二代、三代“OG”法。
一、研發背景
隨著國家環保要求越來越高，尤其是新的鋼鐵工業污染物排放標準在2012年10月1日頒布，新的標準要求對于新上項目轉爐一次煙氣排放濃度在2012年10月1日起就實行50mg/Nm3,對于已建項目轉爐一次煙氣排放濃度在2015年1月1日起實行50mg/Nm3。而傳統的第二代、三代“OG”法只能保證100 mg/Nm3或80 mg/Nm3，已不能滿足新的國家排放要求，必須要進行改造。
對于“LT”干法應該能滿足這個排放要求，但由于投資、能耗以及場地和停產時間問題，對于現有項目的改造很難實現。這樣就必需研制一種新的濕法處理技術來實現，中冶華天工程技術有限公司為此推出一種新型轉爐煙氣凈化及煤氣回收系統設備（簡稱“HTST型高效‘雙塔’系統”）。
二、HTST型高效“雙塔”系統技術特點
HTST型高效“雙塔”系統是中冶華天開發的新一代轉爐煤氣凈化裝置。該裝置可以代替目前轉爐煙氣凈化及煤氣回收“OG”系統中的一文溢流文氏管（或洗滌冷卻塔）、重力脫水器、180°彎管、RD文氏管（或環縫文氏管）、彎頭脫水器、擋板脫水器、絲網脫水塔等設備。具有阻力小、耗水量低、凈化效率高、檢修維護特別少等突出優點，深受用戶好評，尤其對現在鋼廠降本增效具有強大的支撐作用。
1、HTST型高效“雙塔”系統工藝流程
轉爐煙氣凈化及煤氣回收系統采用HTST型高效“雙塔”系統。高溫煙氣（1400～1600℃）經汽化冷卻煙道冷卻，煙氣溫度降為1000～800℃，然后通過“一體塔”中的蒸發洗滌塔進行飽和冷卻降溫、除塵，溫度降至~72℃左右然后不脫水直接進入環縫長頸文氏管（在一體塔內）進行精除塵，煙氣以高速與噴入環縫長頸文氏管內的水滴碰撞，煙氣中塵粒由于擴散、慣性作用與水珠結合凝聚而被除下。出環縫長頸文氏管的煙氣經直管送至高效脫水塔脫水后經管道送至離心鼓風機，由離心鼓風機升壓去三通切換閥。當煙氣符合回收條件時，煙氣由三通閥切換至水封逆止閥，經過水封逆止閥和氣柜進口水封后被送往煤氣柜，然后由煤氣加壓站的加壓風機將煤氣加壓送往各用戶；當煙氣不符合回收條件時，煙氣經旁通閥、三通閥切換至放散煙囪，然后通過排放煙囪點火放散。
在回收期，通過罩內微差壓裝置調節環縫長頸文氏管內的重砣升降，以適應煙氣量的變化，提高回收煤氣的質量。
新開發的HTST型高效“雙塔”系統流程如下：
轉爐 ¾® 活動煙罩 ¾® 固定煙罩 ¾® 汽化冷卻煙道 ¾® 蒸發洗滌塔+環縫長頸文氏管(一體塔) ¾®高效脫水塔 ¾® 室外管道 ¾® 煤氣鼓風機 ¾® 三通切換閥（旁通閥） ¾® 放散煙囪（點火）
三通切換閥 ¾® 水封逆止閥 ¾® “V”型水封 ¾®干式貯氣柜 ¾®用戶（加重字部分為新開發的設備）
2、HTST型高效“雙塔”系統主要設備
1）蒸發洗滌塔
新開發的HTST型高效“雙塔”系統中的一體塔采用的蒸發洗滌塔對煙氣進行冷卻降溫、粗除塵，溫度由900℃降至72℃左右。洗滌塔供水采用溢流和噴水相結合的供水方式。為了增加除塵效果，在洗滌塔內采用單、雙向相結合噴水方式，使洗滌塔內的煙氣達到徹底紊流。該單、雙向蝸旋式噴嘴是非標設備，是根據轉爐一次除塵系統煙氣特點研發的最新產品。該噴嘴霧化顆粒特別細，在高溫下可以迅速蒸發。因為水蒸發潛熱是飽和冷卻顯熱的10倍，相應地所需的水量就是飽和冷卻的很少一部分；霧化顆粒速度最高可達40米/秒，在實現蒸發冷卻的同時，還有很高的除塵效果；同時該噴嘴的噴霧區域是由一系列一個或幾個連續的同心圓空心錐環組合而成的，其噴射形狀為空心錐形，這樣降低氣膜與液膜的阻力、提高捕塵的推動力。由于沒有內芯結構，因此使噴嘴的通道更加暢通，最大程度地減少阻塞現象，對水源水質沒有特別要求，不易堵塞。
2） 環縫長頸文氏管
在轉爐煙氣凈化及煤氣回收系統中，環縫長頸文氏管兼有調節氣量和凈化煤氣兩種功能，是轉爐煙氣凈化及煤氣回收的關鍵性設備。
在新開發的新的環縫長頸文氏管內，含水煙氣以高速與噴入環縫長頸文氏管內的水滴碰撞，增強了擾動，使得煙氣中塵粒更容易與水珠結合凝聚而被除下。
該環縫長頸文氏管由四部分組成，即文氏管箱體、殼體、噴水系統和可升降的重砣，我們研發的環縫長頸文氏管可確保煙氣在高速時流速是一致的，這樣可以進一步提高凈化效率。
新開發的環縫長頸文氏管，調節性能好，需供水量少，凈化效率高，可滿足國家新的排放標準。
3） 高效脫水塔
高效脫水塔設置在蒸發洗滌塔+環縫長頸文氏管(一體塔)后，對除塵后的飽和煙氣進行進一步的脫水，以提高煙氣的脫水率，減少對風機葉片的磨損，提高煤氣回收的質量。
新開發的高效脫水塔，流速設計合理，脫水效率好，阻力低。
3、 與現有技術相比，新開發的技術具有以下優點：
（1） 整個系統比原系統節水30-40%，并且系統濁循環水量處理也大大降低，同時降低了運行費用。
主要是由于一體塔中蒸發洗滌塔一部分煙氣冷卻采用了蒸發冷卻，冷卻水量較少；另外蒸發洗滌塔一部分水汽沒有脫水直接通過短管進入環縫長頸文氏管內，相應也減少了環縫長頸文氏管的噴水量。
（2） 煙氣凈化系統氣流特別順暢，沒有渦流區，系統簡單、安全（整個系統不需要設防爆閥）、維護工作量少。系統阻力也小，節省了能耗。
（3）新的高效“雙塔”系統的蝸旋噴咀直徑為80~150mm，霧化效果好，不會堵塞，使用幾年也不要清理。
（4） 一體塔中環縫長頸文氏管汽、液比大，后面沒有彎管，不需要水沖洗和人工定期清理，再一次節約人工成本和時間，間接增加了產量。
（5） 一體塔中環縫長頸文氏管液氣擾流特別強，凈化效果比常規“OG”系統好很多，可達到20mg/Nm3, 平時控制在50mg/Nm3左右，明顯優于現有的 “OG”系統。
（6）由于系統阻力降低，抽風效果好，比現有系統多回收煤氣可達10m3/噸鋼。
三、研發團隊和成功應用
中冶華天環保分公司及通風環保事業部擁有一只專門的老中青結合的研發團隊，科研開發實力雄厚，特別在鋼鐵冶金的燒結煙氣脫硫、轉爐一次煙氣凈化、電爐高溫煙氣余熱回收凈化等方面研發走在業內前列。
目前，中冶華天HTST型高效“雙塔”系統已在沙鋼3x200t轉爐工程、廣西貴港鋼鐵集團2x120t轉爐工程、福建三安鋼鐵公司轉爐煉鋼廠3x 60 t轉爐一次除塵改造項目、江蘇泰州振昌工業廢渣綜合利用公司65萬噸金屬鐵加工生產線工程、山東廣富鋼鐵集團2x80t轉爐工程、中天鋼鐵轉爐煉鋼廠2*60 t轉爐一次除塵改造項目等工程中成功應用，并且效果良好。（