转炉煤气干法.docx

1、转炉煤气干法转炉煤气干法(法)净化回收技术应用前景广阔我要打印 IE收藏 放入公文包 我要留言 查看留言来源：中国电炉网添加人：admin添加时间：2007-8-7 15:18:52 在采用吹氧冶炼的氧气转炉炼钢过程中，其烟气量、烟气成分和烟气温度随冶炼阶段呈周期性变化。烟尘中金属铁约占13%，约占68.4%，23约占6.8%。特别在吹炼中期体积分数高达80%以上，一般情况下，转炉煤气成分中的体积分数约占55%66%，当在60%左右时，其热值可达8/3，而每吨钢烟尘量一般为1020/。由此可见，转炉煤气中含量很高，烟尘中铁含量也很高，具有很高的回收利用价值。 国内外概况和发展趋势 随着氧气转炉

2、炼钢生产的发展，炼钢工艺的日趋完善，相应的除尘技术也在不断地发展完善。目前，氧气转炉炼钢的净化回收主要有2种方法，一种是煤气湿法(法)净化回收系统，一种是煤气干法(法)净化回收系统。 日本新日铁和川崎公司于上世纪60年代联合开发研制成功法转炉煤气净化回收技术。法系统主要由烟气冷却、净化、煤气回收和污水处理等部分组成。其烟气经冷却烟道进入烟气净化系统，烟气净化系统包括2级文氏管、脱水器和水雾分离器，烟气经喷水处理后，除去烟气中的烟尘，带烟尘的污水经分离、浓缩、脱水等处理，污泥送烧结厂作为烧结原料，净化后的煤气被回收利用。系统全过程采用湿法处理，该技术存在的缺点：一是处理后的煤气含尘量较高，达10

3、0/3以上，要利用此煤气，需在后部设置湿法电除尘器进行精除尘，将其含尘质量浓度降至10/3以下；二是系统存在二次污染，其污水需进行处理；三是系统阻损大，所以能耗大，占地面积大，环保治理及管理难度较大。 鉴于以上情况，德国鲁奇公司和蒂森钢厂在上世纪60年代末联合开发了转炉煤气干法(法)净化回收技术。法系统主要是由烟气冷却、净化回收和粉尘压块3大部分组成，烟气经冷却烟道的温度由1450左右降至8001000，然后进入烟气净化系统。烟气净化系统由蒸发冷却器和圆筒型电除尘器组成，烟气温度通过蒸发冷却器后降至180200，同时通过调质处理，降低了烟尘的电阻率，收集了粗粉尘。烟气经过这一初步处理后，进入圆

4、筒型电除尘器，进行进一步净化，使其含尘质量浓度降至10/3以下，从而达到最佳的除尘效率。蒸发冷却器和圆筒型电除尘器捕集的粉尘，经输送机送到压块站，在回转窑中将粉尘加热到500600，采用热压块的方式将粉尘压制成型，成型的粉块可直接用于转炉炼钢。法与法相比的主要优点：一是除尘净化效率高，粉尘质量浓度降至10/3以下；二是该系统全部采用干法处理，不存在二次污染和污水处理；三是系统阻损小，煤气发热值高，回收粉尘可直接利用，降低了能耗；四是系统简化，占地面积小，便于管理和维护。因此，法干法除尘技术比法湿法除尘技术有更高的经济效益和环境效益，从而获得世界各国的普遍重视和采用。 法净化回收技术在国际上已被

5、认定为今后的发展方向，它可以部分或完全补偿转炉炼钢过程的全部能耗，有望实现转炉无能耗炼钢的目标，另外，从更加严格的环保要求和节能要求看，由于法净化回收系统存在着较多的缺点，它将逐渐被法净化回收系统取代。 我国到目前为止，除宝钢三期工程转炉煤气净化回收系统采用引进的法净化回收技术之外，基本上都采用法净化回收系统，除尘效果均不够理想，影响用户对煤气的使用，因此许多厂家在系统后部另设置了湿式电除尘器进行精除尘，以保证含尘质量浓度降至10/3以下。 国内许多钢铁公司已经意识到法净化回收技术的优越性。莱芜钢铁公司2003年8月与德国鲁奇公司、西安重型机械研究所合作，建设120转炉煤气干法净化回收系统，2

6、004年投入使用，经济效益显著。目前，包头钢铁公司和太原钢铁公司的转炉煤气干法(法)净化回收系统正在建设中，宝钢、攀钢、首钢和天铁等企业也准备采用此项技术。 市场需求及推广应用前景 我国自20世纪60年代发展氧气转炉以来，到1989年为止，已先后建设投产的转炉达137余座，转炉钢产量占全国钢产量的60%70%，其中150至300大型转炉8座，产钢量占转炉的20%，50到120中型转炉17座，产钢量占转炉的24%，而小于50的小型转炉达112座，占转炉钢产量的56%(尚未考虑近几年新建转炉项目)。以上转炉一部分采用湿法净化回收系统，除尘系统大部分能耗高，转炉煤气回收率低，污水处理复杂，污泥均未合

7、理地综合回收利用，而另一部分转炉根本没有转炉煤气净化回收装置。 我国在转炉煤气湿法(法)净化回收的技术上，已积累了丰富经验，在此基础上消化移植宝钢三期引进的转炉煤气干法(法)净化回收技术，加速我国转炉干法电除尘系统的开发，是当务之急。随着我国工业的发展，能源的紧缺，钢材需求的矛盾日益突出，如果普遍推行转炉煤气干法(法)净化回收技术，全年除尘耗电可减少近3亿；若将转炉可回收的煤气与蒸汽都综合起来，折合成标准煤，每吨钢可回收35左右，可望实现低能或无能炼钢，更值得注意的是干法回收的粉尘，热压块成形后可直接返回转炉代替废钢或矿石作冷却剂，直接回收其金属铁，可增加年钢产量30万。 因此，在我国转炉上积

8、极推广转炉煤气干法()净化回收技术具有很宽广的应用前景。 经济效益和社会效益分析 根据宝钢转炉煤气湿法净化回收系统及干法净化回收系统运行的经验，采用干法电除尘技术，每吨钢可节约电1.1，节水3，并可回收10.5含铁75%以上的烟尘和相当于20左右燃料油的优质煤气。我国目前广泛采用的转炉湿式除尘系统，除宝钢外，一般大、中型转炉除尘吨钢耗电平均为6，小型转炉除尘耗电平均1015。转炉煤气的回收率很低，转炉除尘的污水处理复杂，污泥均未合理地综合利用。如果1个年产300万钢的大型氧气转炉炼钢车间由法改用法干式电除尘，假定它们回收的能量和烟尘相等，仅节电、节水和节约生产费用3项合计的年经济效益，按保守的

9、估计也在1700万元以上。其中：节约工业用电900万元，节约工业用水132万元，节约生产费用750万元。此外，含铁粉尘压球后代替转炉废钢和矿石也将是一笔可观的附加收入。 技术经济比较 以下引用德国鲁奇公司2座150转炉为例，提供干法与湿法除尘的技术经济比较，对设计人员、用户选择除尘方法有一定的参考价值。 1基本参数 氧气量 420003/ 转炉容量 150 年钢产量 1.3106 冶炼周期性 4050 吹氧时间 1617 每天吹炼炉数 30炉 原始炉气量 940003/ 燃烧系数 0.1 烟气量 1100003/ 出汽化冷却器温度 1000 2除尘系统相应设备的主要技术数据对比 湿法除尘 干法

10、除尘 降温文氏管 =78 蒸发冷却塔 =150 =3.0 =100 除尘文氏管 =12 静电除尘器 =200 出口烟尘质量浓度100/3 出口烟尘质量浓度2%的煤气通过火炬装置放散。整套系统采用自动控制，与转炉的控制相结合。转炉煤气干法除尘系统主要构成及技术特点1蒸发冷却器转炉冶炼时，含有大量的高温烟气冷却后才能满足干法除尘系统的运行条件。蒸发冷却器入口的烟气温度为8501200，出口温度约为200才能达到静电除尘器的条件。为此，采用若干个双流喷嘴调节最佳水量降温。双流喷嘴的水量可根据进入蒸发冷却器内的干燥气体的热含量随时调整。通入的蒸汽使水雾化成细小的水滴，水滴受烟气加热被蒸发，在汽化过程中

11、吸收烟气的热量，从而降低烟气温度。蒸发冷却器除了冷却烟气外，还可依靠气流的减速以及进口处水滴对烟尘的润湿将粗颗粒的烟尘分离出去，达到除尘的目的。灰尘聚积在蒸发冷却器底部由链式输送机输出。蒸发冷却器还有对烟气进行调节改善的功能，即在降低气体温度的同时提高其露点，改变粉尘比电阻，有利于在静电除尘器中将粉尘分离出来。除了烟气冷却和调节以外，占烟气中总灰尘含量约40%的粗灰也在蒸发冷却器中进行收集。2静电除尘器静电除尘器为圆筒形静电除尘器，它是转炉煤气干法除尘系统中的关键除尘设备，其主要技术特点为：优异的极配形式。由于转炉煤气的含尘量较高，在进入电除尘器时，一般为4055/3，而除尘器出口的排放浓度要

12、求小于10/3。这就要求电除尘器具有非常高的除尘效率，而除尘效率高低的主要因素就取决于其极配设计的合理性。该除尘器分为4个独立的电场，平行布置。每个电场均采用了24型阳极板，由于烟气温度较高，所以阳极板采用了一种耐温材料。针对4个电场的先后顺序，阴极采用了不同的形式和材质。通过对投运设备的检测，证明了该极配形式能够保证除尘效率。良好的安全防爆性能。由于转炉煤气属于易燃易爆介质，对设备的强度、密封性及安全泄爆性提出了很高的要求。该除尘设备采用了抗压的圆筒外形，而且在锥形进出口各装有可靠的泄爆装置，从而保证了除尘器长期运行的安全可靠性。除尘器内部的扇形刮灰装置。电除尘器内部刮灰装置是电除尘器中非常

13、重要的一部分，电除尘器排灰是否顺利，会影响到整个系统的正常运转。该除尘器的刮灰装置采用齿轮带动弧形齿条传动，并采用干油集中润滑，保证了刮灰装置的顺利运行。耐高温链式输送机。由于该除尘设备除尘效率高，所以有大量的灰需要即时输送出去。设备采用了可靠的耐高温链式输送机进行输灰，确保输灰顺畅。3煤气冷却器煤气冷却器在静电除尘器后主要起洗涤降温作用，把经过静电除尘器除尘的合格烟气(150200)降温到7080后排入煤气柜。煤气冷却器内上部装有两层喷水系统，合格烟气从煤气冷却器下部进入顶部排出，从而达到降温作用。4控制系统控制系统共分三个控制回路：蒸发冷却器的温度控制、风机流量控制、切换站气体成分控制。整

14、个控制系统的关键是静电除尘器的控制，其性能特点是根据吹炼、停吹、振打等三种工作状态，进行火花跟踪控制、间歇供电、反电晕检测、峰值跟踪控制并提供各种保护功能。按设定好的程序对电压和电流进行调节，以发挥最大的电流效率，确保安全生产。蒸发冷却器的温度控制根据出入口烟气温度、流量调节喷水量，确保烟气出口温度在控制范围内。烟气在汽化冷却和除尘装置中的流量由流量控制系统确定。烟气流量可通过烟气流量调节器的输出信号控制，这种控制可通过改变风机的转速来实现，使炉口保持微正压。汽化冷却烟道中的静压力是决定烟气流量调节的主要参数，另外对烟气流量调节起作用的影响参数是吹氧量和烟气量，在转炉正常作业中，1台计算机负责处理这三个参量并将此作为修正参量输给风机速度调节控制机构。对于在炼钢过程中进行的加料作业，如矿石或石灰石，或者辅助作业，系统的烟气流量调节系统将根据给定的程序做出反应。切换站气体成分控制是在规定的时间内根据烟气成分分析确定切换站的动作。当烟气中含量大于规定值30%、氧气含量小于规定值2%时，回收烟气阀打开。烟道转换所用阀门配有调节