煉鋼轉(zhuǎn)爐煤氣干法凈化回收與利用技術(shù)
鋼鐵工業(yè)是物耗、能耗大戶,我國(guó)重點(diǎn)鋼鐵企業(yè)噸鋼可比能耗約為950kg標(biāo)煤。在生產(chǎn)過(guò)程中排出大量的廢水、廢氣、固體廢物,這些廢物棄之為害,用之為寶,是寶貴的二次資源。隨著當(dāng)前資源日益緊張、提倡建立節(jié)約型社會(huì)之際,必須堅(jiān)持資源開(kāi)發(fā)與節(jié)約并舉,科學(xué)減少資源的占用與消耗。
轉(zhuǎn)爐煤氣是寶貴的優(yōu)質(zhì)資源,其熱值雖然不大,但其數(shù)量較大,有較高的回收價(jià)值。目前,我國(guó)鋼鐵產(chǎn)量高居世界首位,已達(dá)2.7億噸。按照每噸鋼回收轉(zhuǎn)爐煤氣60Nm3/h計(jì),全年可回收160多億標(biāo)m3,折400多萬(wàn)噸標(biāo)準(zhǔn)煤。開(kāi)發(fā)并推廣煉鋼轉(zhuǎn)爐煤氣凈化回收與利用技術(shù)是節(jié)能與環(huán)保雙豐收的典型體現(xiàn),是實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)爐煉鋼工序負(fù)能耗、建立節(jié)約型社會(huì)、走可持續(xù)發(fā)展道路的重要手段。
當(dāng)爐內(nèi)溫度較高時(shí),碳的主要氧化物是CO,約90%,同時(shí)有少量的碳與氧直接作用生產(chǎn)CO2,或CO從鋼液表面逸出后再與氧作用生產(chǎn)CO2,其總量約10%。
在轉(zhuǎn)爐冶煉過(guò)程的初期和末期,爐氣的發(fā)生量較少,爐內(nèi)溫度較低,CO含量也較少,爐氣不具備回收價(jià)值。在冶煉中期,爐內(nèi)溫度高達(dá)1400℃~1600℃,爐氣的產(chǎn)生量大,且主要成分為CO,在這個(gè)冶煉過(guò)程中對(duì)爐氣凈化、回收、貯存,就形成轉(zhuǎn)爐煤氣。貯存的轉(zhuǎn)爐煤氣溫度一般≤70℃,其中顯熱能約占1/5,潛熱能約占4/5。
煤氣凈化回收與利用技術(shù)按凈化方式分為濕法和干法2大類,濕法有OG法和新OG法,干法技術(shù)即為L(zhǎng)T法。LT法由德國(guó)LURGI魯奇公司與THYSSEN蒂森公司在20世紀(jì)80年代開(kāi)發(fā)。作為成熟和可靠的技術(shù),干法技術(shù)在歐洲得到廣泛的應(yīng)用。目前,國(guó)內(nèi)已在寶鋼、萊鋼有所應(yīng)用,寶鋼第二套、萊鋼第二套及太鋼、江陰鋼鐵、天津天鐵、包鋼等正在建設(shè)中。相對(duì)濕法技術(shù),干法技術(shù)主要優(yōu)點(diǎn)有:
1)除塵效率高。凈化后煙氣含塵濃度為10mg/Nm3~15mg/Nm3,如果有特殊要求,可降至5mg/Nm3。
2)系統(tǒng)阻力小,耗能低,風(fēng)機(jī)運(yùn)行費(fèi)低,壽命長(zhǎng),維修工作量少。
3)不需要泥漿沉淀池及污泥處理設(shè)施。
4)含鐵干粉灰壓塊后可直接供轉(zhuǎn)爐利用
轉(zhuǎn)爐煙氣處理工藝的要害問(wèn)題是吹煉開(kāi)始和結(jié)束時(shí)的空氣與吹煉脫碳期的含CO煙氣的快速轉(zhuǎn)換在某些不正規(guī)的操作條件下,可能短時(shí)間內(nèi)形成爆炸性煙氣混合物。這是設(shè)備設(shè)計(jì),建設(shè)和操作上必須考慮的。這種危險(xiǎn)必須采用可靠措施以防止爆炸時(shí)損壞設(shè)備及其環(huán)境。從流體力學(xué)的觀點(diǎn),全部設(shè)備要設(shè)計(jì)成如同管路一樣,以確保煙氣像柱塞那樣流動(dòng),使不同成份的煙氣混合降低到最小程度,干法系統(tǒng)即具有這樣的特性。
干法系統(tǒng)包括煙氣冷卻凈化系統(tǒng)與煤氣回收系統(tǒng)。由活動(dòng)煙罩捕集并經(jīng)汽化冷卻煙道冷卻至 1600℃左右的轉(zhuǎn)爐煙氣,首先進(jìn)入蒸發(fā)冷卻器降溫和初除塵,溫度降至180℃~200℃左右,進(jìn)入靜電除塵器進(jìn)行精除塵。然后根據(jù)CO含量、O2含量由閥門切換站進(jìn)行煤氣回收或放散操作;厥掌诿簹庑杞(jīng)冷卻器二次冷卻,溫度降至70℃后進(jìn)入煤氣柜回收;放散期煤氣需點(diǎn)火燃燒,排放氣體的含塵濃度 ≤15mg/Nm3。
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