自从1952年氧气转炉问世以来，烟气净化及大气污染控制系统的问题就提到日程上来了。当今世界上氧气转炉炼钢工艺中转炉烟气净化及煤气回收方法主要分为二大流派，一是“OG”法，另一是“LT”法，根据其工艺特点又分别称为“湿法”和“干法”。这二种方法在国内均有应用实绩，但最早应用并且现在实际使用较多较安全的还是“OG”法。而“OG”法在国内应用较多还是双文三脱或塔文结构的第二代、三代“OG”法。
一、研发背景
随着国家环保要求越来越高，尤其是新的钢铁工业污染物排放标准在2012年10月1日颁布，新的标准要求对于新上项目转炉一次烟气排放浓度在2012年10月1日起就实行50mg/Nm3,对于已建项目转炉一次烟气排放浓度在2015年1月1日起实行50mg/Nm3。而传统的第二代、三代“OG”法只能保证100 mg/Nm3或80 mg/Nm3，已不能满足新的国家排放要求，必须要进行改造。
对于“LT”干法应该能满足这个排放要求，但由于投资、能耗以及场地和停产时间问题，对于现有项目的改造很难实现。这样就必需研制一种新的湿法处理技术来实现，中冶华天工程技术有限公司为此推出一种新型转炉烟气净化及煤气回收系统设备（简称“HTST型高效‘双塔’系统”）。
二、HTST型高效“双塔”系统技术特点
HTST型高效“双塔”系统是中冶华天开发的新一代转炉煤气净化装置。该装置可以代替目前转炉烟气净化及煤气回收“OG”系统中的一文溢流文氏管（或洗涤冷却塔）、重力脱水器、180°弯管、RD文氏管（或环缝文氏管）、弯头脱水器、挡板脱水器、丝网脱水塔等设备。具有阻力小、耗水量低、净化效率高、检修维护特别少等突出优点，深受用户好评，尤其对现在钢厂降本增效具有强大的支撑作用。
1、HTST型高效“双塔”系统工艺流程
转炉烟气净化及煤气回收系统采用HTST型高效“双塔”系统。高温烟气（1400～1600℃）经汽化冷却烟道冷却，烟气温度降为1000～800℃，然后通过“一体塔”中的蒸发洗涤塔进行饱和冷却降温、除尘，温度降至~72℃左右然后不脱水直接进入环缝长颈文氏管（在一体塔内）进行精除尘，烟气以高速与喷入环缝长颈文氏管内的水滴碰撞，烟气中尘粒由于扩散、惯性作用与水珠结合凝聚而被除下。出环缝长颈文氏管的烟气经直管送至高效脱水塔脱水后经管道送至离心鼓风机，由离心鼓风机升压去三通切换阀。当烟气符合回收条件时，烟气由三通阀切换至水封逆止阀，经过水封逆止阀和气柜进口水封后被送往煤气柜，然后由煤气加压站的加压风机将煤气加压送往各用户；当烟气不符合回收条件时，烟气经旁通阀、三通阀切换至放散烟囱，然后通过排放烟囱点火放散。
在回收期，通过罩内微差压装置调节环缝长颈文氏管内的重砣升降，以适应烟气量的变化，提高回收煤气的质量。
新开发的HTST型高效“双塔”系统流程如下：
转炉 ¾® 活动烟罩 ¾® 固定烟罩 ¾® 汽化冷却烟道 ¾® 蒸发洗涤塔+环缝长颈文氏管(一体塔) ¾®高效脱水塔 ¾® 室外管道 ¾® 煤气鼓风机 ¾® 三通切换阀（旁通阀） ¾® 放散烟囱（点火）
三通切换阀 ¾® 水封逆止阀 ¾® “V”型水封 ¾®干式贮气柜 ¾®用户（加重字部分为新开发的设备）
2、HTST型高效“双塔”系统主要设备
1）蒸发洗涤塔
新开发的HTST型高效“双塔”系统中的一体塔采用的蒸发洗涤塔对烟气进行冷却降温、粗除尘，温度由900℃降至72℃左右。洗涤塔供水采用溢流和喷水相结合的供水方式。为了增加除尘效果，在洗涤塔内采用单、双向相结合喷水方式，使洗涤塔内的烟气达到彻底紊流。该单、双向蜗旋式喷嘴是非标设备，是根据转炉一次除尘系统烟气特点研发的最新产品。该喷嘴雾化颗粒特别细，在高温下可以迅速蒸发。因为水蒸发潜热是饱和冷却显热的10倍，相应地所需的水量就是饱和冷却的很少一部分；雾化颗粒速度最高可达40米/秒，在实现蒸发冷却的同时，还有很高的除尘效果；同时该喷嘴的喷雾区域是由一系列一个或几个连续的同心圆空心锥环组合而成的，其喷射形状为空心锥形，这样降低气膜与液膜的阻力、提高捕尘的推动力。由于没有内芯结构，因此使喷嘴的通道更加畅通，最大程度地减少阻塞现象，对水源水质没有特别要求，不易堵塞。
2） 环缝长颈文氏管
在转炉烟气净化及煤气回收系统中，环缝长颈文氏管兼有调节气量和净化煤气两种功能，是转炉烟气净化及煤气回收的关键性设备。
在新开发的新的环缝长颈文氏管内，含水烟气以高速与喷入环缝长颈文氏管内的水滴碰撞，增强了扰动，使得烟气中尘粒更容易与水珠结合凝聚而被除下。
该环缝长颈文氏管由四部分组成，即文氏管箱体、壳体、喷水系统和可升降的重砣，我们研发的环缝长颈文氏管可确保烟气在高速时流速是一致的，这样可以进一步提高净化效率。
新开发的环缝长颈文氏管，调节性能好，需供水量少，净化效率高，可满足国家新的排放标准。
3） 高效脱水塔
高效脱水塔设置在蒸发洗涤塔+环缝长颈文氏管(一体塔)后，对除尘后的饱和烟气进行进一步的脱水，以提高烟气的脱水率，减少对风机叶片的磨损，提高煤气回收的质量。
新开发的高效脱水塔，流速设计合理，脱水效率好，阻力低。
3、 与现有技术相比，新开发的技术具有以下优点：
（1） 整个系统比原系统节水30-40%，并且系统浊循环水量处理也大大降低，同时降低了运行费用。
主要是由于一体塔中蒸发洗涤塔一部分烟气冷却采用了蒸发冷却，冷却水量较少；另外蒸发洗涤塔一部分水汽没有脱水直接通过短管进入环缝长颈文氏管内，相应也减少了环缝长颈文氏管的喷水量。
（2） 烟气净化系统气流特别顺畅，没有涡流区，系统简单、安全（整个系统不需要设防爆阀）、维护工作量少。系统阻力也小，节省了能耗。
（3）新的高效“双塔”系统的蜗旋喷咀直径为80~150mm，雾化效果好，不会堵塞，使用几年也不要清理。
（4） 一体塔中环缝长颈文氏管汽、液比大，后面没有弯管，不需要水冲洗和人工定期清理，再一次节约人工成本和时间，间接增加了产量。
（5） 一体塔中环缝长颈文氏管液气扰流特别强，净化效果比常规“OG”系统好很多，可达到20mg/Nm3, 平时控制在50mg/Nm3左右，明显优于现有的 “OG”系统。
（6）由于系统阻力降低，抽风效果好，比现有系统多回收煤气可达10m3/吨钢。
三、研发团队和成功应用
中冶华天环保分公司及通风环保事业部拥有一只专门的老中青结合的研发团队，科研开发实力雄厚，特别在钢铁冶金的烧结烟气脱硫、转炉一次烟气净化、电炉高温烟气余热回收净化等方面研发走在业内前列。
目前，中冶华天HTST型高效“双塔”系统已在沙钢3x200t转炉工程、广西贵港钢铁集团2x120t转炉工程、福建三安钢铁公司转炉炼钢厂3x 60 t转炉一次除尘改造项目、江苏泰州振昌工业废渣综合利用公司65万吨金属铁加工生产线工程、山东广富钢铁集团2x80t转炉工程、中天钢铁转炉炼钢厂2*60 t转炉一次除尘改造项目等工程中成功应用，并且效果良好。（