工業(yè)硅及硅鐵在高溫冶煉的過程中產(chǎn)生大量含塵煙氣，煙氣的主要成份是SiO2。其含量約占煙塵總量的90％，顆粒度非常小，平均粒徑約為0.3μm，故有微硅粉之稱，它能直接通過呼吸進入人體肺泡，對人身體健康危害極大。我國目前擁有上千座硅鐵及工業(yè)硅電爐，在生產(chǎn)過程中，（每生產(chǎn)一噸硅鐵，可捕集0.1~0.2噸微硅粉）年產(chǎn)生的微硅粉約25萬噸。已上環(huán)保設(shè)備能捕集到的約5萬噸，其余基本上直接排入大氣，既污染了環(huán)境，也是資源的浪費。目前微硅粉沒有確切的定價標準，每噸價格為1000～3000元，如果每噸價格按1500元計算，全年直排的微硅粉作為資源利用損失的價值約3.7億元。所以煙氣治理勢在必行。捕集微硅粉不但是一個環(huán)境效益和社會效益的問題，而且也包含著很大的經(jīng)濟效益。

1．微硅粉的應用

微硅粉是國內(nèi)外高新技術(shù)領(lǐng)域中具有廣闊應用前景的優(yōu)良材料。廣泛用于建筑、化工、冶金等行業(yè)。大量微硅粉主要用于水泥或混凝土摻合料，用于改善水泥或混凝土的性能，配制具有超高強高、耐磨、耐沖刷、耐腐蝕、抗?jié)B透抗凍、早強的特種混凝土或復合水泥，用于大型水電、海港碼頭、鐵路橋梁、高速公路、飛機場跑道、隧道及城市高層建筑等工程。它可以用于油漆、涂料、樹脂及其他高分子材料填充物。用于橡膠可以提高橡膠的延伸性、抗撕裂性和抗拉強度。還可以用于耐火材料和陶瓷制品的生產(chǎn)，可有效地提高產(chǎn)品的強度和耐久性。

（1）微硅粉混凝土用在水利水電工程上，可以提高工程的抗磨蝕能力

（2）微硅粉混凝土用在水利工程上，可以提高工程的抗裂性能

（3）微硅粉混凝土可以提高抗?jié)B透性能、抗鹽蝕性能，保護鋼筋

（4）微硅粉混凝土用在交通公路路面的搶修上，具有極強的耐磨特性，早強性能明顯半天即可通車。

2．微硅粉的捕集

2.1硅鐵電爐的煙氣特性

鐵合金大部分產(chǎn)品用碳還原法：礦熱電爐，高爐冶煉生產(chǎn)，國內(nèi)目前產(chǎn)量較大的高硅質(zhì)鐵合金產(chǎn)品，如75硅，50硅及FeSi等，一般多用礦熱電爐生產(chǎn)，硅鐵電爐排煙方式，一般采用半封閉式高煙罩或半封閉式矮煙罩（一般煙罩口距電爐口1.8米左右）。近年來，為改善冶煉操作環(huán)境，控制煙氣溫度，逐漸由傳統(tǒng)的高煙罩發(fā)展為半封閉型矮煙罩電爐。以下的技術(shù)參數(shù)的硅鐵電爐煙氣特性參數(shù)，均以矮煙罩為基礎(chǔ)。

（1）煙氣溫度：500～600℃

（2）煙塵濃度：3.2～3.7g/Nm3

（3）煙氣成分：（生產(chǎn)原料不同、成分略有不同）

（4）粉塵假比重：0.15-0.2t/m3（5）煙塵比電阻：3.3×1012~5.5×1014Ω.cm
半封閉型電爐煙氣凈化工藝均采用干法凈化流程，即袋式除塵或高壓靜電除塵法。

2.2硅鐵電爐煙氣凈化的特點

由于微硅粉的顆粒度太細小，機械力除塵器，包括沉降除塵、慣性除塵及旋風除塵，根本捕集不到它。水膜除塵捕集它也很困難。又因為它的比電阻特別高，若采用常規(guī)電除塵裝置，將產(chǎn)生反電暈現(xiàn)象，也難于捕集它。如果用捕集一般粉塵的常規(guī)布袋除塵器直接用來捕集微硅粉，同樣達不到預期效果。所以目前國內(nèi)外捕集微硅粉的裝置大部分用“大”布袋除塵器，它之所以在布袋除塵器前頭冠于“大”字，就是由于這種粉塵特性決定的。目前美國、前蘇聯(lián)、挪威等國家也都是采用大布袋捕集微硅粉。我國也基本如此。但此法也存在一些問題：

（1）由于工業(yè)硅或硅鐵在熔煉過程中，廢氣溫度很高，可達500～600℃，并且很不穩(wěn)定，這完全是由于生產(chǎn)狀況決定的。所以在布袋除塵裝置的前面，必須設(shè)降溫裝置，它也加大了除塵設(shè)備的投資，否則將燒毀布袋。

（2）除塵設(shè)備故障率高。由于微硅粉顆粒度很細，粘性很大，不容易振打清灰，嚴重影響除塵效果，同時增大系統(tǒng)阻力，能耗增大。并且易造成破袋、掉袋，此時勢必停機修理，將影響正常生產(chǎn)，也增大了設(shè)備維修成本。

（3）運轉(zhuǎn)費用高。布袋除塵器的實質(zhì)是用濾布過濾氣體捐集粉塵。

如何結(jié)合煙氣溫度高和顆粒度微細且粘的特點選擇好濾布是至關(guān)重要的事。即使如此，運行時間不長，濾布的孔眼就會被堵塞，經(jīng)常清理，也達不到需要的氣流量，容易出現(xiàn)濾布破損現(xiàn)象，換袋費用很高。更嚴重的問題是濾布阻力增大，所需動力也增大。例如美國有1臺30000kVA工業(yè)硅爐用的布袋除塵器所配用的風機動力為1864kw，平均每kVA所需用的動力為62w，我國的布袋除塵大體也是這個數(shù)。

我公司研制開發(fā)的微硅粉捕集裝置，是采用新的技術(shù)路線高壓靜電捕集的方法。完全不同于常規(guī)布袋的捕集方法。這個高壓靜電捕集裝置不是采用目前國內(nèi)外常規(guī)電除塵的硬特性脈動直流作為供電電源，而是采用軟特性直流作為供電電源。這種方法能夠捕集到微硅粉，并且完全能夠達到國家排放標準。這種裝置與“大”布袋除塵器比較，有如下突出的特點。

（a）一次性投資低。全套設(shè)備投資，相當“大”布袋除塵器的70％；

（b）運轉(zhuǎn)費用低。每kVA爐風機需用的動力為12w，相當“大”布袋除塵器的20％；

（c）故障率低。它在運轉(zhuǎn)過程中，不存在破袋、掉袋影響生產(chǎn)問題，機械故意率很低，基本上能夠與主設(shè)備保持同步運行。維護管理很方便；

（d）可操作性好。全套裝置所用的設(shè)備及原材料都是國產(chǎn)的，并且都是一般性的材料。

總之，我們有能力用低成本、高效率的方法、捕集硅鐵爐在生產(chǎn)過程中排放的污染大氣的微硅粉。既解決了環(huán)境污染，也變廢為寶，開發(fā)了當代高新技術(shù)領(lǐng)域迫切需用的資源。

3.硅鐵電爐煙氣凈化方案對比

3.1方案（1）大布袋式

工藝參數(shù)：

⑴爐型：12500KVA；

⑵煙氣量：140000m3/h；

⑶煙氣含塵濃度：31.0～5.5g/Nm.m3⑷煙塵堆比重：200g/cm3

設(shè)備投資：410萬元

運行成本：受生產(chǎn)時的爐況影響很大，濾袋破損率高，使用壽命短，設(shè)備維修成本高。

風機耗電量大。

3.1方案（2）電除塵式

工藝參數(shù)：

⑴爐型：12500KVA；

⑵煙氣量：140000m3/h；

⑶含塵濃度：3.1g/Nm3

⑷煙塵堆比重：0.2t/m3

設(shè)備重量：200噸

設(shè)備投資：238萬元

運行成本：設(shè)備維修量小,幾乎不需要維修。耗電量小。