高炉煤气烟气处理
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高炉清洁生产方案随着人们环保意识的不断提高,各个行业的清洁生产也越来越受到关注。
在钢铁生产行业,高炉清洁生产涉及到了口、胀、煤气等领域,不仅可以提升环境保护水平,还可以降低生产成本,提高企业竞争力。
为什么要进行高炉清洁生产?传统高炉生产一直存在着环境污染、资源浪费等问题。
高炉烟气中含有大量的二氧化硫、氮气等有毒有害气体,不仅对员工健康构成威胁,还会对环境造成污染。
此外,高炉压力、温度的变化也会导致炉身的龟裂、漏铁等情况发生,从而浪费了企业成本。
因此,推进高炉清洁生产是非常必要的。
如何进行高炉清洁生产?1.高炉口的清洁高炉口位于高炉顶部中心位置,是高炉的最高点,也是高炉除尘最难的部位。
高炉口清洁可以采用高温水雾喷淋的方式,使高温水蒸发生成水蒸气,然后与高炉口区烟气接触沉淀,最后使用集尘器清理掉。
2.高炉胀的清洁高炉胀是高炉生产过程中的常见问题,会导致生产中断、钢水外溢等负面影响。
传统清拔胀方法使用锤击等方式,不仅效率低下,还容易损伤高炉壳体。
现在可以采用水喷胀的方式进行清洗,该技术不仅能够清洗干净,而且对高炉壳体没有损伤。
3.高炉煤气的清洁高炉煤气是一种重要的能源,而在传统生产方式中,高炉煤气只能通过环保设施进行净化处理。
现在可以采用高炉内部热解除尘技术将高炉煤气进行脱硫、脱氮处理,将炉内的有毒有害气体成分降低到最小程度,从而达到清洁的效果。
高炉清洁生产带来的好处1.环保、节能。
高炉清洁生产能够大幅减少高炉烟气排放,减轻对环境的污染程度;同时也能够降低各项能耗,为企业节约丰厚的成本。
2.带动产业。
高炉清洁生产技术的应用,将推动环保设备产业的发展,会形成一批环保设备制造业、维修业等衍生产业;同时也能为产业链的提升注入新的动力。
3.提高钢铁企业的整体竞争力。
现在越来越多的消费者和终端客户对于产品的环保要求不断提高,高炉清洁生产的实施不仅能在产品卖点上体现,也能在企业品质上提供了更广阔的舞台。
结论高炉清洁生产不仅能够为环境保护做出应有的贡献,也是企业最大的利益源泉。
高炉煤气处理系统一.煤气处理包括:(1)除尘;(2)脱水。
二.煤气除尘设备及原理(1)除尘流程a.除尘的原因及目的;高炉冶炼过程中,从炉顶排出大量煤气,其中含有CO、H2、CH4等可燃气体,可以作为热风炉、焦炉、加热炉等的燃料。
但是由高炉炉顶排出的煤气温度为150~300ºC,标态含有粉尘约40~100 g/m3。
如果直接使用,会堵塞管道,并且会引起热风炉和燃烧器等耐火砖衬的侵蚀破坏。
因此,高炉煤气必须除尘后才能作为燃料使用。
b.煤气除尘设备:湿法除尘、干法除尘。
湿法除尘:干法除尘:干法除尘有两种,一种是用耐热尼龙布袋除尘器,另一种是干式电除尘器。
(2)设备a.粗除尘设备:重力除尘器、旋风除尘器重力除尘器:利用自身的重力使尘粒从烟尘中沉降分离的装置。
重力除尘器除尘原理是突然降低气流流速和改变流向,较大颗粒的灰尘在重力和惯性力作用下,与气分离,沉降到除尘器锥底部分。
属于粗除尘。
重力除尘器上部设遮断阀,电动卷扬开启,重力除尘器下部设排灰装置。
重力除尘器是借助于粉尘的重力沉降,将粉尘从气体中分离出来的设备。
粉尘靠重力沉降的过程是烟气从水平方向进入重力沉降设备,在重力的作用下,粉尘粒子逐渐沉降下来,而气体沿水平方向继续前进,从而达到除尘的目的。
在重力除尘设备中,气体流动的速度越低,越有利用沉降细小的粉尘,越有利于提高除尘效率。
因此,一般控制气体的流动速度为1—2m/s,除尘效率为40%一60%。
倘若速度太低,则设备相对庞大,投资费用增高,也是不可取的。
在气体流速基本固定的情况下,重力除尘器设计得越长,越有利于提高除尘效率,但通常不宜超过10m长。
旋风除尘器:除尘机理是使含尘气流作旋转运动,借助于离心力降尘粒从气流中分离并捕集于器壁,再借助重力作用使尘粒落入灰斗。
影响除尘效率的因素1、进气口旋风除尘器的进气口是形成旋转气流的关键部件,是影响除尘效率和压力损失的主要因素。
切向进气的进口面积对除尘器有很大的影响,进气口面积相对于筒体断面小时,进人除尘器的气流切线速度大,有利于粉尘的分离。
冶金毕业论文:高炉煤气干法除尘古典文学中常见论文这个词,当代,论文常用来指进行各个学术领域的研究和描述学术研究成果的文章,简称为论文。
以下就是由编为您提供的冶金。
1 前言高炉煤气干法除尘工艺相比于传统的湿法除尘工艺,以其煤气净化质量高、节水、节电、运行费用低、环境污染小、出口煤气温度高,使 trt 发电量大幅提高等优点,在钢铁行业广泛应用。
在实际生产过程中,难免会遇到高炉炉况不正常现象,高炉顶温控制不当,严重偏高或偏低的情况下,对高炉煤气干法除尘的影响非常大。
中天钢铁8 号高炉经常出现低顶温现象,导致高炉煤气干法除尘器滤袋表面湿灰黏结,造成滤袋透气性降低,箱体压差升高,存在很大的安全隐患。
同时煤气中的水蒸气冷凝成水,造成除尘灰在箱体锥部结块,无法正常对除尘器各箱体进行放灰作业,严重影响高炉的稳定和正常生产。
为了解决这个问题,我们进行了彻底的调查和研究,找到了解决问题的措施。
2 控制措施2.1 增加焦炭烘烤工艺在高炉炉顶煤气流动和传热是固体之间以对流传热为主;顶部气体温度取决于热储备区温度、热流率 , 温度 , 即:高炉 , 因为 t 空几乎是恒定的 , 因此 , 最高温度的关键因素是热流率和炉料的温度。
在不变的热流率的条件下 , 温度越低 ,t,t 空材料差异 , 更大的气体通过通过炉料的热量越多 , 更少的热量以及天然气,烟气温度较低;另一方面,材料温度较高,t,t空材料差异较小, 气体通过通过炉料的热量越少 , 气体 , 更多的热量随烟气温度较高。
故将我们对入炉焦炭采用烟气烘烤工艺进行加热。
从8 号高炉热风炉烟道引一根dn800 的管道至槽下,将热风炉煤气燃烧产生的烟气通过风机抽到料仓,利用烟气的余热对焦炭进行烘烤加热,不但有效去除了焦炭中的水分,减少该部分水分气化吸热而的热量消耗 , 并提高焦炭的温度 , 从而提高高炉煤气除尘干燥进口的煤气温度。
2.2 缩短脉冲周期一旦高炉出现长时间低顶温的状态,干法除尘器的运行就会面临巨大的考验,当干法除尘器进口煤气温度长时间低于80℃时,即出现潮灰大量黏附在滤袋表面,导致滤袋透气性降低,荒、净煤气压差增大,损坏滤袋,严重时可以导致花板变形、损坏,存在很大的安全风险。
焦炉煤气的安全控制2010-3-13 11:05:35 来源:西安斯沃工业自动化科技有限公司一、冶金煤气的来源煤气是冶金生产的副产品和重要能源,生产和使用量大。
冶金煤气主要有焦炉煤气、高炉煤气、转炉煤气。
炼焦炭时产生的煤气叫焦炉煤气;将焦炭送到高炉去炼铁,它是作为还原剂使用的,把铁矿石中的铁还原出来,焦炭就生成了煤气----高炉煤气;还原过程中有多的炭浸入,铁含炭高,需要脱炭,脱炭即为炼钢,脱炭产生煤气----转炉煤气。
炼焦、炼铁、炼钢过程中煤气的发生量很大:焦炉煤气:500m3-600m3/t高炉煤气:1000m3-1400m3/t回收转炉煤气:50m3-100m3/t冶金煤气是冶金能耗的大头,占能耗的53%,冶金煤气是冶金企业的副产品,有效利用冶金煤气也是企业节能降耗的重要途径。
如转炉回收得好,可以实现负能炼钢。
二、冶金煤气的危险性煤气是混合物,由于成份不一样,煤气体现的危险性不一样。
从安全的角度,最关心的是一氧化炭、氢气、甲烷三种成份,他们既是危险成份,也是有用成份,具有较高的热值。
体现煤气的毒性上,实际主要是一氧化炭,煤气中毒,主要是一氧化炭中毒。
煤气中的氢气和甲烷具有爆炸性,爆炸极限越低,煤气爆炸性越强。
见下表:成分煤气种类COH2CH4爆炸范围焦炉煤气6-958-6022-254.5-35.8高炉煤气26-292.0-3.00.1-0.435.0-72.0转炉煤气63-662.0-3.012.5-74.0铁合金炉煤气60-6313-150.5-0.87.8-75.07发生炉煤气27-317-1016-1821.5-67.5通过这个表格看出来,焦炉煤气中CO含量比较底,毒性最小,但爆炸性下限最低,爆炸性很强;转炉煤气CO最高,含量占60-70%,毒性相当厉害。
高炉煤气既有毒性,又有爆炸性,但有所区别。
所有的煤气都具有毒性和火灾爆炸危险性。
n 焦炉煤气容易爆炸(毒性相对较低)焦炉煤气爆炸下限5.5%左右,接近甲烷、氢气。
高炉煤气系统干式除酸技术介绍由于国内部分钢厂在冶炼过程中采用进口矿、使用含CaCl2的烧结助剂等原因,其高炉煤气中出现了以HCl为主的酸性成分.而目前国内高炉广泛采用的干法除尘工艺并不能有效去除高炉煤气中所含的HCl等酸性气体,导致后续煤气管道及其附属设备出现腐蚀失效的问题,形成煤气泄漏隐患。
这已经成为高炉煤气干法除尘技术推广和应用中最突出的矛盾。
本文提出了新型的高炉煤气干式除酸技术,可以全面解决包括TRT(高炉煤气余压透平发电装置)在内的所有设备及用户管网的腐蚀和积盐问题。
技术特点和经济性分析表明,与湿法喷淋技术相比,干式除酸技术的除酸效果更好,并最大限度地保留了煤气热值,具有良好的经济性和应用价值。
净化技术一览除钢铁行业外,相近行业如石化、煤气化、垃圾焚烧等都出现了因工业气体中含HCl等酸性气体而造成工业设备或管路腐蚀,影响工艺顺行的报道。
针对上述问题,将气体中的酸性气体去除和净化是最常见的防腐措施,主要有湿法技术、半干法技术和干法技术3类技术。
由于HCl等酸性气体极易溶于水,湿法技术可通过在洗涤塔内喷淋水或碱液达到去除酸性气体的效果。
该法最大的优点是处理烟气量大、设备数量少、占地面积小,但存在除酸不充分、耗水量较大等缺陷,且伴有气体降温过程。
同时,气体中气态饱和水含量较高并携带有一定量的机械水,可能对工艺流程造成一定影响,如石化生产中,重整再生循环气中水含量过大会影响催化剂的活性和使用寿命。
半干法技术采用喷雾吸收反应器塔,石灰浆在反应器内实现雾化,雾滴与烟气相接触产生传质与化学反应,达到脱除酸性气体的目的。
该方法净化效率高,除酸过程无废水排放,但主要缺点是喷嘴易磨损、易阻塞和雾化要求高。
干法技术是通过碱式吸附剂脱除气体中所含的HCl等酸性气体。
干法吸附设备结构较简单,建设成本较低,操作简单,无污水产生,净化效果最好,但同等烟气条件下,所需设备数量较多,占地面积较大,吸附剂投入量较大,运行成本和废渣处理量较大,因此,单塔烟气处理效率较前面两种方法低。
高炉煤气燃烧烟气温度高炉是冶金工业中的重要设备,用于将铁矿石转化为熔融铁水。
高炉煤气是在高炉内部产生的一种重要燃料,它可以为高炉提供所需的热能。
而煤气燃烧的过程中产生的烟气温度则是一个关键参数,它对高炉的热效率和生产效率有着重要影响。
高炉煤气的产生过程中,燃烧是一个主要的化学反应。
在高炉内,煤气与空气或氧气混合后,经过点火点燃,燃烧产生大量的热能。
而煤气燃烧的过程中,也会产生一定的烟气。
烟气的温度取决于燃烧的速率、煤气的组分以及高炉的操作条件等因素。
煤气燃烧的速率与煤气的供给量、燃烧区域的氧气浓度等因素有关。
一般来说,煤气供给量越大,燃烧速率越快,烟气温度也就越高。
而燃烧区域的氧气浓度对煤气燃烧速率也有很大影响。
在高炉的操作过程中,通过调整煤气供给量和氧气供给量,可以控制烟气温度的高低。
煤气的组分也会对烟气温度产生影响。
不同种类的煤气由于其组分的不同,其燃烧产生的烟气温度也会有所差异。
煤气中的主要成分是一氧化碳、氢气和一些杂质气体。
其中,一氧化碳和氢气是主要的燃料,它们的燃烧能够产生大量的热能。
而杂质气体则是煤气中的其他成分,它们的燃烧能力较弱,不能产生太多热能。
因此,煤气中杂质气体的含量越高,烟气温度也就越低。
高炉的操作条件也会对烟气温度产生影响。
高炉的操作温度、高炉内部的热传导和传热等因素都会影响烟气的温度。
高炉内部的温度越高,烟气温度也就越高。
而高炉内部的热传导和传热能力则会影响烟气温度的分布,不同位置的烟气温度也会有所差异。
煤气燃烧烟气温度的控制对于高炉的正常运行至关重要。
烟气温度过高会导致高炉的炉墙和炉缸受到过热而损坏,同时也会使炉渣不易排出,影响高炉的生产效率。
而烟气温度过低则会导致高炉的热效率下降,影响高炉的能耗和产能。
因此,高炉煤气燃烧烟气温度的控制是高炉操作的重要内容之一。
通过合理调整煤气和氧气的供给量,控制燃烧速率,可以实现烟气温度的控制。
同时,对于煤气的组分进行优化,减少杂质气体的含量,也可以提高烟气温度。
高炉煤气发电工艺流程
高炉煤气发电工艺流程是利用高炉煤气产生的热能,通过一系列的工艺流程将其转化为电能的过程。
下面就介绍一下高炉煤气发电的工艺流程。
首先,高炉煤气一般通过煤气管道输送到煤气净化系统。
在煤气净化系统中,煤气经过一系列的处理,去除其中的尘埃、硫化氢、苯和其他污染物,以保证后续的设备和工艺的正常运行。
接下来,经过净化的高炉煤气进入煤气发电装置。
煤气发电装置一般包括透平机组、锅炉和余热回收系统。
首先,高炉煤气进入透平机组,通过燃烧产生高温高压的蒸汽。
然后,蒸汽由透平机组驱动涡轮发电机发电,将煤气的热能转化为电能。
同时,在透平机组发电的过程中,产生大量的余热。
这些余热需要通过余热回收系统进行回收利用。
一般来说,余热回收系统包括余热锅炉和蒸汽涡轮机。
在余热锅炉中,通过烟气余热,将煤气中的热能转化为蒸汽。
然后,将蒸汽进一步驱动蒸汽涡轮机发电。
除了发电,通过余热锅炉的烟气还可以燃烧用于其他工业生产中,如加热水蒸汽,供应给厂区或进行工艺用途,以提高能源的利用效率。
最后,发电过程中产生的废气通过烟囱排出。
在排气中,一般需要通过脱硫、除尘等措施减少对环境的污染。
特别是煤气中的硫化氢,需要进行脱硫处理,使其排放指标符合环保要求。
总的来说,高炉煤气发电工艺流程是先通过煤气净化系统去除污染物,然后煤气经过透平机组发电,同时通过余热回收系统回收利用产生的余热。
最后,烟气排放需要进行处理,以减少对环境的影响。
这一系列工艺流程的运行将使高炉煤气的热能得到充分利用,提高能源的利用效率。
高炉煤气七大高值利用方法!你知道多少?高炉煤气是钢铁工业中高炉炼铁过程中副产的一种低热值气体燃料,与转炉煤气、焦炉煤气相比,高炉煤气热值低,应用范围小,许多钢铁厂并没有充分利用,甚至大量放散,既浪费了能源,又污染了环境。
本文介绍了7种高炉煤气高值利用的技术方法,以供大家参考!高炉煤气的产生量约为高炉鼓风风量的1.2~1.40倍。
冶炼1吨生铁可产生高炉煤气1500~2000Nm³左右。
高炉煤气发生量主要与鼓风量有关,与富氧和冶炼生铁品种也有关系,喷吹煤粉和烧结矿中的残碳量也会对高炉煤气的产生量有较大影响。
表1、高炉煤气的典型组成因高炉煤气中含CO量在30%以下,造成燃烧速度低、火焰长,因此高炉煤气的理论燃烧温度为1400~1500℃。
高炉煤气中有大量N2和CO2,其主要可燃的成份为CO、H2和CH4(含量很少),故其发热值较低。
一般冶炼制钢铁时,发热值为2850 kJ/m³~3220kJ/m³;冶炼铸造铁时,发热值为3550kJ/m³~4200kJ/m³。
在钢铁工业用能结构中,煤炭约占70%左右,在煤炭的热能转换中有65.88%是以焦炭和煤粉形式参与冶炼生产的,另有34.12%的热能是以可燃气体(包括高炉煤气、转炉煤气、焦炉煤气)形式出现。
可燃气体的热能数值大,合理、科学、充分地利用对钢铁工业节能工作具有积极的作用。
与转炉煤气、焦炉煤气相比,高炉煤气热值低,应用范围小,许多钢铁厂还没有充分利用,甚至大量放散,既浪费了能源,又污染了环境。
为了充分利用富余的高炉煤气,一般情况是在燃煤动力锅炉中掺烧一部分或供小型混合煤气锅炉混烧,回收量都不是很大。
对其进行综合利用,将成为一个重要发展趋势。
下面介绍几种常见且实用的高炉煤气利用技术。
1、高炉热风炉高炉热风炉是目前单一使用高炉煤气应用最广泛的工业炉,高炉热风炉凭借炉内耐火砖砌体热容量大所形成的高温环境,使单一高炉煤气能够稳定燃烧。
高炉煤气干法布袋除尘器设计规范1 总则1.0.1为在高炉煤气干法布袋除尘设计中贯彻执行国家法律法规和有关技术经济政策,做到设计先进、经济合理、安全适用,特制定本规范。
1.0.2本规范适用于低压脉冲布袋除尘和反吹风大布袋除尘两种高炉煤气布袋除尘。
1.0.3本标准适用于高炉煤气干法布袋除尘的新建、扩建和改造设计。
1.0.4高炉煤气干法布袋除尘设计除应符合本规范外,尚应符合国家现行有关标准的规定。
2 术语2.0.1气体的标准状态 standardized status of gas温度为0℃,大气压力为101.325kPa时的气体状态。
2.0.2工况气体流量 flow rate of the actual treated gas在实际工作温度、湿度、压力下进入除尘器的气体流量。
2.0.3工况系数 working condition coefficient工况体积与标况体积的比值称为工况系数。
2.0.4过滤负荷;气布比 surface load;air to cloth ratio单位时间内单位有效过滤面积上通过的含尘气体量,单位是m3/m2 h。
2.0.5过滤风速 filtration velocity含尘气体流过滤布有效面积的表观速度,单位是m/min。
2.0.6荒煤气 untreated gases未经净化的煤气,又称粗煤气。
2.0.7净煤气 treated gases;clean gases经过净化后、含尘量达到国家标准的清洁煤气。
2.0.8 干法除尘 dry dust collector不用水的烟气、煤气净化除尘工艺,和其相对应的是湿法除尘。
干法除尘工艺有布袋除尘,电除尘,重力除尘,旋风除尘,颗粒层除尘等工艺。
流程只有干法而无湿法除尘备用,称为干法除尘。
2.0.9干法布袋除尘 dry bag filter布袋除尘过滤净化烟气、煤气的除尘工艺。
2.0.10 脉冲布袋除尘器 pulse jet type bag filter采用气体喷射方法清除滤袋积灰的一种布袋除尘器。
高炉煤气设计规范高炉煤气干法布袋除尘器设计规范1 总则1.0.1为在高炉煤气干法布袋除尘设计中贯彻执行国家法律法规和有关技术经济政策,做到设计先进、经济合理、安全适用,特制定本规范。
1.0.2本规范适用于低压脉冲布袋除尘和反吹风大布袋除尘两种高炉煤气布袋除尘。
1.0.3本标准适用于高炉煤气干法布袋除尘的新建、扩建和改造设计。
1.0.4高炉煤气干法布袋除尘设计除应符合本规范外,尚应符合国家现行有关标准的规定。
2 术语/doc/5412702479.html,2.0.1气体的标准状态 standardized status of gas温度为0℃,大气压力为101.325kPa时的气体状态。
2.0.2工况气体流量 flow rate of the actual treated gas在实际工作温度、湿度、压力下进入除尘器的气体流量。
2.0.3工况系数 working condition coefficient工况体积与标况体积的比值称为工况系数。
2.0.4过滤负荷;气布比 surface load;air to cloth ratio单位时间内单位有效过滤面积上通过的含尘气体量,单位是m3/m2 h。
2.0.5过滤风速 filtration velocity含尘气体流过滤布有效面积的表观速度,单位是m/min。
2.0.6荒煤气 untreated gases未经净化的煤气,又称粗煤气。
2.0.7净煤气 treated gases;clean gases经过净化后、含尘量达到国家标准的清洁煤气。
2.0.8 干法除尘 dry dust collector不用水的烟气、煤气净化除尘工艺,和其相对应的是湿法除尘。
干法除尘工艺有布袋除尘,电除尘,重力除尘,旋风除尘,颗粒层除尘等工艺。
流程只有干法而无湿法除尘备用,称为干法除尘。
2.0.9干法布袋除尘 dry bag filter布袋除尘过滤净化烟气、煤气的除尘工艺。
一、烟气除尘——高炉煤气干法布袋除尘高炉煤气净化分为湿法除尘和干法除尘两类,目前我国500m3级及以下高炉的煤气净化基本上全部采用干式布袋除尘,而1000m3级及以上高炉的煤气净化采用干法布袋除尘技术的较少;高炉煤气干法布袋除尘技术是钢铁行业重要的综合节能环保技术之一,以其煤气净化质量高、节水、节电、投资省、运行费用低、环境污染小等优点,优于传统的湿法洗涤除尘工艺, 属于环保节能项目,位于国家钢铁行业当前首要推广的“三干一电”高炉煤气干法除尘、转炉煤气干法除尘、干熄焦和高炉煤气余压发电之首;是国家大力推广的清洁生产技术;1、工艺流程与设备系统组成1 干法除尘由布袋除尘器、卸、输灰装置包括大灰仓、荒净煤气管路、阀门及检修设施、综合管路、自动化检测与控制系统及辅助部分组成;2 炉顶温度长期偏高的高炉宜在布袋除尘之前增设降温装置,有热管换热器和管式换热器两类,应优先选用热管式换热器;过滤面积1 根据煤气量含煤气湿分,以下同和所确定的滤速计算过滤面积计算公式:其中 F——有效过滤面积 m2Q——煤气流量m3/h工况状态V——工况滤速 m/min2 工况流量;在一定温度和压力下的实际煤气流量称为工况流量;以标准状态流量乘以工况系数即为工况流量;3工况系数工况体积或流量和标况体积或流量之比称为工况系数,用η表示;计算公式:其中 η——工况系数Q 0——标准状态煤气流量m 3/hQ ——工况状态煤气流量m 3/hT 0——标准状态0℃时的绝对温度273Kt —— 布袋除尘的煤气温度℃P —— 煤气压力表压MPaP 0——标准状态一个工程大气压,为 MPa当t 值按煤气平均温度165℃计算时上述公式简化为:η=1.0P P 此时工况系数η与压力关系见表3—2; 温度取值不同,数值略有变化;表3—2 工况系数η与压力关系煤气放散1 除尘器箱体、前置换热器、荒净煤气主管和密封式眼镜阀应设煤气放散管;2荒煤气总管尾端应设引气用放散管;放散管设置应符合煤气安全规程,管口宜设点火装置;3引气用放散管必须设置可靠隔断装置;予防腐蚀1部分干法除尘煤气冷凝水腐蚀性强,波纹膨胀器材质应当优先选用耐腐蚀不锈钢材料,管壁适当加厚,管道内壁涂以防腐蚀涂料,涂刷前焊缝处仔细打磨;2可设置喷碱液或喷水装置;3煤气管路应全部保温;二、煤气脱硫——干法脱硫具体到某项工程,脱硫方案的确定,既要考虑到可行性,又要考虑到经济性;对于用气量较小比如每小时五、六千立方米以下,而且煤气中含硫量不高的用户,可以考虑单级采用干法脱硫;干法脱硫目前最常用的干法脱硫剂是氧化铁和活性炭;通常,干法脱硫的脱硫工艺流程较为简单,但考虑到环保及经济性,一般都要对脱硫剂再生使用,而氧化铁和活性炭的再生从流程到成本都差别较大;氧化铁脱硫剂氧化铁脱硫剂的使用条件一般限定以下几点:1 温度正常使用温度以20—30℃为宜;温度过高,将使氧化速度加快,相对降低了硫化速度,使脱硫效率降低,同时温度过高将使硫化铁的水合物Fe2S3H2O失去水分,进而影响脱硫剂的湿度及酸碱度,影响脱硫效果;温度过低,会大大降低硫化速度,使脱硫效率下降,同时也将使煤气中的水分冷凝下来,造成脱硫剂过湿;2 水分脱硫剂宜保持25%—35%的水分,若水分小于10%将会影响脱硫操作;水分能保持硫化氢与氧化铁的足够接触时间,减少脱硫剂结块,并可溶解部分盐类,防止其包在氧化铁表面,影响脱硫反应的进行;3 含氧量煤气中含有一定的氧,可以使氧化铁在脱硫的同时实现再生一般以含氧—%为宜;含氧量过高会加速铁的腐蚀和形成煤气胶;4 煤气的杂质含量煤气中的焦油等杂质要脱除干净,否则容易造成脱硫剂表面被焦油等覆盖而失效;5 酸碱度氧化铁脱硫一般要求在弱碱性PH值8—9的环境下进行,PH值过高过低都会影响脱硫效率;活性炭脱硫活性炭脱硫生产主要的工艺条件有:1 温度正常使用温度可以在27—82℃,但最佳使用温度为32—52℃,因此在寒冷地区使用,脱硫塔应该保温;2 硫化物与氧含量的比值应在1:2以上,氧含量不足时可补充空气;3 相对湿度煤气的相对湿度应在70—100%,湿度不足时可补充水蒸汽,但不应带液态水进入活性炭床;4 气体中酸碱性要求活性炭脱硫要求碱性环境,如煤气中不含碱性气体成分,可以使用浸碱活性炭;5 煤气的杂质含量煤气中的焦油等杂质要脱除干净,否则容易造成活性炭表面微孔被焦油等覆盖而失效;6 压力操作压力应小于5Mpa,目前一般的煤气生产工艺都不超过此压力;此外,脱硫塔的设计要考虑到空速、线速度等要求;三、结论——经济适用性1.烟气除尘——高炉煤气干法高炉煤气净化分为湿法除尘和干法除尘两类,目前我国500m3级及以下高炉的煤气净化基本上全部采用干式布袋除尘,而1000m3级及以上高炉的煤气净化采用干法布袋除尘技术的较少;干法布袋除尘与湿法除尘相比有以下优点:1 节水,干法除尘基本不用水,而湿法除尘需要大量的冷却水;2可提高TRT发电量,由于采用干法除尘后煤气的温度较高,煤气压力损失少,使得TRT发电量增加,一般多发电30%~50%;3降低焦比,由于干法除尘后的煤气温度较高,供给热风炉后,风温提高50℃以上,可降低焦比;4节电,采用干法除尘后,没有冷却水,也就不需要污水处理系统,可降低电耗;5环保,由于不需要污水处理系统,可减少污染;2.烟气脱硫——干法脱硫干法脱硫——制作成本较低,这种自制的氧化铁脱硫剂,一般脱硫效率较高、脱硫效果较好,但其硫容较低、可再生次数较少;脱硫剂使用一段时间后需要再生,这种自制氧化铁脱硫剂一般采用塔外再生;将脱硫剂取出,放在晒场上充分氧化再生;但这种自制的氧化铁脱硫剂虽然成本低,但制作、再生都需要较大的场地、较多的人工,也比较麻烦,所以现在很多单位购买成型的氧化铁脱硫剂,也有许多单位研制成型的氧化铁脱硫剂销售;这些成型的氧化铁脱硫剂,颗粒均匀、孔隙率大、强度较高、氧化铁含量高、脱硫效率高、硫容大、可再生次数多,其再生可以在塔内进行;3. 结论目前我国煤炭开发和利用造成的生态破坏和环境污染还很严重;如何在经济条件允许的情况下提高煤炭等资源的利用率 ,减少对环境的污染使我们迫切需要解决的问题1实施洁净煤技术是中国能源的战略选择,它将解决三个方面的问题:1污染物及温室气体排放量的控制;2降低对进口石油的依存度;3提高利用效率;2. 实施中国洁净煤战略即煤炭加工与转化能够最经济、有效地解决煤炭利用中的低效率、高污染和替代石油的问题;为使煤炭工业适应国民经济的需求,国家应积极致力于中国洁净煤的研究和开发,促进煤炭加工与转化的迅速发展;3. 进一步提高煤炭利用效率、减少环境污染,促进国民经济和社会可持续发展,是中国的一项基本国策;建议政府有关部门对大型坑口热—电联产和高效干法选煤技术项目给予相应的政策支持,进行工业示范,以达到我国煤炭能源清洁、高效、经济、稳定的供应;参考文献1 2003中国能源发展报告.中国能源报告编辑委员会.北京.中国计量出版社.2003.2 高炉煤气干法布袋除尘设计规范中国冶金建设协会 20093 中国工程院.“十五”高技术产业发展咨询报告——先进能源技术领域. 2001.钢铁厂烧结烟气脱硫技术的探讨2009-10-19 09:37:24 点击数:187随着近两年钢铁行业和火电厂的大规模建设, 对环保提出了新的挑战;钢铁行业是国家重要的基础产业,又是高能耗、高排放、增加环境负荷源头的行业;钢铁生产在其热加工过程中消耗大量的燃料和矿石,同时排放大量的空气污染物;1996年钢铁工业二氧化硫SO2 排放量为万t,占全国工业SO2排放量的7. 5%,仅次于电力、煤气、热水的生产供应业和化工原料及化学制品制造业,居第3位;烧结工艺过程产生的SO2排放量约占钢铁企业年排放量40%~60%,控制烧结机生产过程O2的排放,是钢铁企业SO2污染控制的重点;随着烧结矿产量大幅度增加和烧结机的大型化发展, 单机废气量和SO2排放量随之增大,控制烧结机烟气SO2污染势在必行;国外已投巨资对此进行治理,甚至关闭了烧结厂;目前我国在烧结烟气SO2脱除方面基本上还处于空白,仅有几个小型烧结厂上了脱硫设施,而以烧结矿为主要原料的炼铁生产又不允许大量关闭烧结厂;因此,对烧结烟气进行脱除处理是满足今后日益严格的环保要求的唯一选择;目前的关键是借鉴国外的先进经验,开发应用适合我国烧结特点的先进脱硫工艺;1. 烧结烟气SO2主要控制技术目前,对烧结烟气SO2排放控制的方法有:1低硫原料配入法; 2高烟囱稀释排放; 3烟气脱硫法;1. 1 低硫原料配入法烧结烟气中的SO2的来源主要是铁矿石中的FeS2或FeS、燃料中的S有机硫、FeS2或FeS与氧反应产生的,一般认为S 生成SO2的比率可以达到85%~95%. 因此,在确定烧结原料方案时,适当地选择配入含硫低的原料,从源头实现对SO2排放量的控制,是一种简单易行有效的措施;该法因对原料含硫要求严格,使其来源受到了一定的限制,烧结矿的生产成本也会随着低硫原料的价格上涨而增加;就目前原料短缺的现状来看, 此法难以全面推广应用;1. 2 高烟囱稀释排放烧结烟气中SO2的质量浓度一般在1000~3000 mg/m3且烟气量大,若回收在经济上投资较大,故大多数国家仍以高烟囱排放为主,如美国烟囱最高达360m.我国包钢烧结厂目前采用低含硫原料、燃料,烧结烟气经200m高烟囱排放,SO2最大落地质量浓度在0. 017mg/m3以下;宝钢的烧结厂采用200 m高烟囱稀释排放;这种方法简单易行,又比较经济;从长远来看,高烟囱排放仅是一个过渡;但在当时条件下,采用高烟囱稀释排放作为控制SO2 污染的手段是正确的;1. 3 烟气脱硫法低硫原料配入法和高烟囱排放简单易行,又较经济;但我国SO2的控制是排放浓度和排放总量双重控制,因此,为根本消除SO2污染,烟气脱硫技术在烧结厂的应用势在必行;烟气脱硫是控制烧结烟气中SO2污染最有效的方法;目前世界上研发的烟气脱硫技术有200多种,进入大规模商业应用的只有10余种,我国也先后引进了不同的脱硫装置主要用于火电厂,而国内用于烧结烟气脱硫的技术进展较慢;国内仅有几个小烧结上了脱硫设施;如广钢2台24平烧结机采用双碱法工艺,临汾钢厂利用烧结烟气处理焦化废水等,因脱硫设施或多或少存在一些问题,所以运行也不正常;2. 烧结烟气的特点烧结烟气是烧结混合料点火后,随台车运行,在高温烧结成型过程中所产生的含尘废气;它与其他环境含尘气体有着明显的区别,其主要特点是:1 烟气量大,每生产1t烧结矿大约产生4000~6000m3烟气;2 烟气温度较高,随工艺操作状况的变化,烟气温度一般在150 ℃上下;3 烟气挟带粉尘多;4 含湿量大;为了提高烧结混合料的透气性, 混合料在烧结前必须加适量的水制成小球,所以含尘烟气的含湿量较大,按体积比计算,水分含量在 10 %左右;5 含有腐蚀性气体;高炉煤气点火及混合料的烧结成型过程,均将产生一定量的SOx,NOx,它们遇水后将形成酸,对金属结构会造成腐蚀;6 含SO2浓度较低,根据原料和燃料差异而变化,一般在1000~3000 mg/m3 .3. 烧结烟气脱硫技术3. 1 技术现状分析烧结烟气脱硫的研究,日本居于世界领先地位, 按照严格的环境保护标准,在上世纪70年代建设的大型烧结厂采用了烧结烟气脱硫法,脱硫工艺多为湿式吸收法;80年代以后,主要采用钢渣石膏法、氨硫铵法、活性焦吸附法、电子束照射法等;钢渣石膏法是利用转炉废渣研磨制成的浆液为脱硫剂,产品为低浓度石膏;该法脱硫效率高、投资省;利用了废渣,但易结垢、产品不能利用;氨硫铵法脱硫工艺是利用焦化厂产生的氨气, 脱除烧结烟气中的SO2 . 该法脱硫效率高,副产品可利用;但存在氨损、副产物稳定化、副产品品质、副产品的市场化等问题;活性焦吸附法烟气脱硫在脱除SO2的同时,能不同程度脱除废气中的HCl 、HF等有害气体;装置占地面积较小;副产品经综合加工后可利用;但存在运行成本高、设备庞大且造价高、腐蚀问题突出、硫资源回收处理等外围系统复杂、系统长期运行稳定性差等问题;电子束法烟气脱硫能同时脱硫脱硝,过程简单, 不产生废水废渣,副产品可用作化肥;但系统的安全性差,运行成本高,电子加速器价格昂贵,脱硫产物难以有效捕集及利用,应用范围受到限制;3. 2 密相干塔烟气脱硫技术密相干塔烟气脱硫技术是北京科技大学环境工程中心针对我国国情开发的一种先进的半干法烟气脱硫技术,具有脱硫效率高、投资运行费用低、可靠性高、占地面积小、无废水产生、副产物易处理等优点;在欧洲,已有20多家相当规模的电站锅炉、工业锅炉和工业炉窑工业化应用了该技术;3. 2. 1工艺过程该工艺的原理是利用干粉状的钙基脱硫剂,与密相干塔及布袋除尘器除下的大量循环灰一起进入加湿器内进行增湿消化,使混合灰的水分含量保持在3%到5%之间,加湿后的循环灰由塔上部进料口进入塔内,工艺流程如图1所示;含水分的循环灰有极好的反应活性和流动性,与由塔上部进入的烟气发生反应;脱硫剂不断循环利用,脱硫效率可达95%;最终脱硫副产物由灰仓溢流出循环系统,通过气力输送装置送入废料仓;整个工艺流程主要包括:1 SO2的吸收;预除尘后的烟气由塔上部入口进入,在塔内与高活性的钙基脱硫剂进行SO2 吸收反应,反应后的烟气由塔下部烟道出口排出,经除尘器除尘净化后排入大气;2 脱硫剂的循环利用;塔内落下的反应产物、除尘器收集的颗粒物和新吸收剂一起通过输送装置输送到塔上部的加湿器内,在加湿器内加少量水增湿活化后再次进入塔内进行脱硫反应,实现脱硫剂的循环利用;3 该过程发生的主要反应式如1~7 ;CaO + H2O —>Ca OH 2 , 1 Ca OH 2 + SO2 + 1/ 2H2O—>CaSO3 ·1/2H2O + H2O , 2 Ca O H 2 + SO3 + H2O—>CaSO4 ·2H2O , 3 CaSO3 ·1/2H2O + 1/ 2O2 + 3/ 2H2O —>CaSO4 ·2H2O , 4 Ca O H 2 + CO2 CaCO3 + H2O , 5 Ca OH 2 + 2HCl CaCl2 + 2H2O , 6 Ca O H 2 + 2HF CaF2 + 2H2O. 73. 2. 2 工艺特点1 脱硫剂用量少而且利用率高,循环过程中的脱硫剂颗粒在搅拌器的破碎作用及烟气强烈湍流引起的相互摩擦作用下,包裹着CaSO3或CaSO4外壳的未反应的CaOH2不断裸露出来,使脱硫反应不断充分地进行,脱硫率高达95%,同时可以去除SO3、HCl、HF等;2 耗水量低,脱硫剂通过加湿提高其活性所用的水非常少,通常循环脱硫剂的含水质量比为3%~5%;3 塔内的搅拌器强化了传质过程,延长了脱硫反应的时间,保证了系统的运行效果;4 系统对不同SO2 浓度的烟气及负荷变化的适应能力极强,这是该技术的显着优点;5 脱硫剂在整个脱硫过程中处于干燥状态,操作温度高于露点,没腐蚀或冷凝现象,无废水产生;6 塔体用普通钢材制作,无需合金、涂料和橡胶衬里等特殊防腐措施;7 烟气无需再加热即可排放;3. 2. 3 系统的自动控制整个工艺过程设两个控制回路:通过调节加湿器内加入水量来保证密相干塔中反应的温度及恒定的烟气出口温度;通过对进出口烟气流量和SO2 浓度的连续监测,调整吸收剂的加入量;4. 建议目前,烟气脱硫的工艺很多,对于烧结烟气的脱硫处理,要针对烟气特点并结合现场的情况,做出合理的选择;1 工艺选择应坚持以下原则:技术先进成熟且符合企业自身的技术和经济环境状况、设备简单可靠且操作简便、自动化程度高、投资省、脱硫率较高且稳定、运行成本与能耗低、脱硫剂来源广泛、副产品易于处理且不产生二次污染;2 密相干塔烟气脱硫工艺属于半干法脱硫工艺,完全符合上述的工艺选择原则,适合进行烧结烟气的脱硫处理;3 烧结过程中,烟气中SO2的浓度是变化的, 有时变化的幅度大且频率高,其头部和尾部烟气含 SO2浓度低,中部烟气含SO2浓度高;为减少脱硫装置的规模,可只将含SO2浓度高的烟气引入脱硫装置,这样可以节约大部分资金;4 加快推进烧结烟气脱硫技术的工业应用,逐步消除我国SO2和酸雨的污染对经济发展的消极影响,促进钢铁企业的可持续发展;。
钢厂高炉煤气锅炉发电烟气脱硫技术特点及设计方案王宏伟【期刊名称】《金属世界》【年(卷),期】2018(000)002【总页数】4页(P77-80)【作者】王宏伟【作者单位】北京科技大学科技产业集团,北京 100083【正文语种】中文近年来,随着钢厂节能减排和循环经济的大力发展,为了综合利用富余的高炉煤气,钢厂纷纷建设高炉煤气回收发电,把高炉煤气作为煤气锅炉的主要燃料,安装高炉煤气锅炉,配备汽轮发电机组。
本文针对某钢厂40 MW高温超高压中间再热煤气发电工程脱硫项目进行了系统分析和设计。
烟气脱硫方案设计要求基本参数和技术要求新建的130 T高温超高压高炉煤气锅炉排放的烟气含硫最高200 mg/m3,粉尘5 mg/m3。
根据当前国家环保的排放限值是:SO2 30 mg/m3和粉尘5 mg/m3,因此需要对排放烟气设计脱硫方案(见表1),使排放烟气SO2含量降到30mg/m3以下,同时脱硫过程不得增加粉尘浓度,并且保证脱硫机组年稳定运行时间≥8400 h,除雾器出口机械水含量≤75 mg/m3。
总体设计原则按照交钥匙工程进行整体设计;设计遵循“先进、实用、可靠、经济、环保”的原则,总图布置合理、工艺流程先进,节省用地,节约投资;在工艺设备的选择方面,采用先进的节能降耗技术,减少水、电、压缩空气等动力消耗,降低运行成本,以达到节能降耗的目的。
表1 脱硫前后烟气参数及技术要求烟气流量工况:400000 m3/h标况:250000 m3/h烟气温度≤165 ℃氧含量 3%SO2初始排放浓度≤200 mg/m3脱硫前烟气原始参数(额定负荷)SO2排放浓度≤30 mg/m3脱硫率≥85%粉尘浓度不增加脱硫后主要技术要求脱硫系统的特点脱硫剂的选择高炉煤气锅炉发电的烟气特点:含硫低、粉尘浓度低,一般情况下脱硫入口SO2含量为70~120 mg/m3,粉尘含量为3~5 mg/m3。
如果采用传统的石灰-石膏法,势必会在脱硫的同时,由于石灰浆液和石膏夹带等原因增加粉尘浓度。
目录摘要 (1)引言 (1)1 煤气除尘主要设备 (2)1.1高炉煤气除尘的意义和目的 (2)1.2除尘设备的分类 (2)1.3重力除尘器 (2)1.4布袋除尘器的工作原理 (2)2 布袋除尘设备 (4)2.1工艺流程 (4)2.2设计参数及技术特性 (4)2.3除尘效果及效益分析 (4)2.3.1除尘效果 (4)2.3.2效益分析 (5)2.4设计中一些新的成功之处 (5)3 布袋除尘设备的清灰方式 (5)3.1氮气反吹方式的选择 (6)3.2高炉煤气布袋除尘的两种方式比较 (6)3.3内滤式布袋除尘反吹方式及优缺点 (7)4 高炉煤气布袋除尘监控系统 (9)4.1布袋除尘监控系统的要求 (9)4.2性能特点 (9)结论 (10)参考文献 (11)致谢 (12)摘要分析了高炉煤气除尘的意义,指出高炉煤气必须除尘,重力除尘器是高炉煤气除尘系统中使用最普遍的,煤气经重力除尘器进行粗除尘后,进入精除尘设备进行精除尘,这里讨论的是具有节电,节水,治理环境污染等优点的布袋除尘设备。
此外还研究了高炉煤气布袋除尘设备的发展趋势、工艺流程、监控系统以及清灰方式比较了高炉煤气布袋除尘采用外滤氮气反吹与采用大布袋内滤式相比的优越性。
指出高炉煤气布袋除尘应优先采用外滤氮气反吹。
自布袋除尘系统投入运行以来,测得净煤气含尘量在10mg/m3以下,除尘效率达99%以上。
布袋除尘系统从根本上消除了煤气洗涤水所带来的环境污染问题。
采用布袋除尘后,净煤气质量提高,可扩大煤气用户,减少排放量,降低煤气放散污染。
同时,由于该系统成功地实现了湿式卸灰,消除了因卸干灰造成的二次扬尘污染,为布袋灰的综合利用带来极大方便。
关键字:高炉煤气布袋除尘清灰方式大布袋内滤式外滤式氮气反吹引言高炉煤气布袋除尘系统是近些年发展起来的新工艺。
它的优点是工艺简单,不消耗水,没有水质污染的问题。
它的除尘效果较稳定,净煤气含尘量能经常保持在10mg/m3以下,并不受高炉煤气压力与流量波动的影响。
高炉煤气资源现状、回收利用及其技术发展概况1 前言高炉煤气是钢铁工业中的高炉炼铁过程中副产的一种可燃气体。
高压鼓风机(罗茨风机)鼓风,并且通过热风炉加热后进入了高炉,这种热风和焦炭助燃,产生的是二氧化碳和一氧化碳,二氧化碳又和炙热的焦炭产生一氧化碳,一氧化碳在上升的过程中,还原了铁矿石中的铁元素,使之成为生铁,这就是高炉炼铁的化学过程。
铁水在炉底暂时存留,定时放出用于直接炼钢或铸锭。
这时候在高炉的炉气中,还有大量的过剩的一氧化碳,这种混和气体,就是“高炉煤气”。
这种含有可燃一氧化碳的气体,是一种低热值的气体燃料,可以用于冶金企业的自用燃气,如加热热轧的钢锭、预热钢水包等。
也可以供给民用,如果能够加入焦炉煤气,就叫做“混和煤气”,这样就提高了热值。
高炉煤气的主要成分为:CO、CO2、N2、H2、CH4等,其中可燃成分CO含量约占25%左右,H2、CH4的含量很少,CO2、N2的含量分别占15%,55 %,热值仅为3500kJ/m3左右。
高炉煤气的成分和热值与高炉所用的燃料、所炼生铁的品种及冶炼工艺有关,现代的炼铁生产普遍采用大容积、高风温、高冶炼强度、高喷煤粉量的生产工艺,采用这些先进的生产工艺提高了劳动生产率并降低能耗,但所产的高炉煤气热值更低,增加了利用难度。
高炉煤气中的CO2、N2既不参与燃烧产生热量,也不能助燃,相反,还吸收大量的燃烧过程中产生的热量,导致高炉煤气的理论燃烧温度偏低。
高炉煤气的着火点并不高,似乎不存在着火的障碍,但在实际燃烧过程中,受各种因素的影响,混合气体的温度必须远大于着火点,才能确保燃烧的稳定性。
高炉煤气的理论燃烧温度低,参与燃烧的高炉煤气的量很大,导致混合气体的升温速度很慢,温度不高,燃烧稳定性不好。
高炉煤气中存在大量的CO2、N2,燃烧过程中基本不参与化学反应,几乎等量转移到燃烧产生的烟气中,燃高炉煤气产生的烟气量远多于燃煤。
在钢铁工业用能结构中,煤炭约占70%左右,在煤炭的热能转换中有65.88%是以焦炭和煤粉形式参与冶炼生产的,另有34.12%的热能是以可燃气体(包括高炉煤气、转炉煤气、焦炉煤气)形式出现。
高炉煤气脱硫工艺
高炉煤气脱硫工艺是指对高炉煤气中的硫化氢(H2S)进行去
除的过程。
煤气脱硫工艺的目的是降低硫化氢含量,提高高炉烟气的环保指标,同时减少对下游设备的腐蚀和损害。
常用的高炉煤气脱硫工艺包括以下几种:
1. 干法脱硫工艺:采用干法吸收剂,如活性炭、活性氧化铁、金属氧化物等,将煤气中的硫化氢吸附到吸附剂上。
然后,通过高温热解或再生过程,使吸附剂再次活化,以实现循环利用。
2. 湿法脱硫工艺:在湿法脱硫工艺中,煤气经过水洗和吸收塔处理。
洗涤液可以是水、碱液(如氢氧化钠或氨水)以及其他吸收剂。
硫化氢通过与洗涤液中的化学物质发生反应,转化为不溶于水和洗涤液中的产物,然后从煤气中除去。
3. 燃烧氧化法:该方法是将煤气中的硫化氢氧化为二氧化硫(SO2),然后通过下游设备进一步处理。
燃烧氧化法需要提
供充足的氧气,以便将硫化氢完全氧化。
无论采用哪种脱硫工艺,都需要对气流进行净化处理。
常见的处理手段包括过滤、脱除固体杂质和颗粒物等。
高炉煤气脱硫工艺的选择取决于不同的因素,如工艺要求、经济性、环境要求等。
针对不同的情况,可以采用单一的脱硫工艺或组合不同的工艺来实现脱硫效果。
高炉煤气热解过程中烟气产生机理研究高炉煤气是指从高炉顶部排放的煤气,它是高炉热熔物料、还原剂和燃烧燃料等经过高温还原反应所形成的气体。
目前,高炉煤气的利用率不高,其中一个原因是由烟气中产生的SOx、NOx 等污染物扰动了热解和冶炼反应。
而煤气产生机理的研究则是为了找到有效的减少污染物生成的办法和更好地利用该资源。
一、高炉煤气的组成及主要烟气污染物高炉煤气的组成成分复杂,通常主要由CO、H2、N2等组成,同时还含有少量的CO2、H2O、CH4、H2S等。
其中CO在高炉煤气中的含量最高,达到了30-35%。
而烟气污染物则主要有SOx、NOx和粉尘等。
二、高炉煤气中污染物产生机理1、SOx的产生机理SOx在高炉煤气中的产生主要来自以下三个方面:(1)铁矿石中的硫化物:高炉中存在着较多的铁矿石中的硫化物(如FeS2、FeS等),而在高温还原气氛下,硫化物会被还原为H2S和Fe。
(2)燃料中的硫:高炉加热时,燃料中的硫会氧化为SO2,再经过一系列氧化反应,最终生成SO3。
(3)铁矿石中氧化铁冶炼时的助剂:在铁矿石中加入助剂来提高冶炼速度和质量,在助剂中含有较多的SO2,所以铁矿石中的助剂也是SOx的来源之一。
2、NOx的产生机理NOx的主要来源是空气中的氮气和燃烧燃料中的氮气,在高温下经过氧化还原反应而形成。
具体来说,氮气和氧气在高温下会发生氧化还原反应,生成NO。
而NO也会继续和氧气反应生成NO2,最终形成NOx。
3、粉尘的产生机理高炉煤气中的粉尘主要来源是颗粒物、煤灰和氧化铁等。
这些物质在高温还原气氛下被分解和氧化,生成大量的颗粒物。
同时,高炉的振动和喷吹等操作也会使其中的颗粒物被悬浮在空气中,进而形成煤气中的粉尘。
三、如何减少高炉煤气中的污染物1、增加碱性物质的投入:在高炉中加入足量的碱性物质(如石灰石等),可以与煤气中的SO2发生化学反应而变成稳定的硫酸钙。
2、改变燃烧方式:通过改变燃料的投放方式和供气方式,可以有效降低煤气中NOx的含量。
一、烟气除尘——高炉煤气干法布袋除尘高炉煤气净化分为湿法除尘和干法除尘两类,目前我国500m3级及以下高炉的煤气净化基本上全部采用干式布袋除尘,而1000m3级及以上高炉的煤气净化采用干法布袋除尘技术的较少。
高炉煤气干法布袋除尘技术是钢铁行业重要的综合节能环保技术之一,以其煤气净化质量高、节水、节电、投资省、运行费用低、环境污染小等优点,优于传统的湿法洗涤除尘工艺, 属于环保节能项目,位于国家钢铁行业当前首要推广的“三干一电”(高炉煤气干法除尘、转炉煤气干法除尘、干熄焦和高炉煤气余压发电)之首。
是国家大力推广的清洁生产技术。
1、工艺流程与设备1.1系统组成1 干法除尘由布袋除尘器、卸、输灰装置(包括大灰仓)、荒净煤气管路、阀门及检修设施、综合管路、自动化检测与控制系统及辅助部分组成。
2 炉顶温度长期偏高的高炉宜在布袋除尘之前增设降温装置,有热管换热器和管式换热器两类,应优先选用热管式换热器。
1.2过滤面积1 根据煤气量(含煤气湿分,以下同)和所确定的滤速计算过滤面积计算公式:V60Q F = 其中 F ——有效过滤面积 m 2Q ——煤气流量m 3/h (工况状态)V ——工况滤速 m/min2 工况流量。
在一定温度和压力下的实际煤气流量称为工况流量。
以标准状态流量乘以工况系数即为工况流量。
3工况系数工况体积(或流量)和标况体积(或流量)之比称为工况系数,用η表示。
计算公式:()()0000P P P T t T Q Q ++==η 其中 η——工况系数Q 0——标准状态煤气流量m 3/hQ ——工况状态煤气流量m 3/hT 0——标准状态0℃时的绝对温度273Kt —— 布袋除尘的煤气温度℃P —— 煤气压力(表压)MPaP 0——标准状态一个工程大气压,为0.1 MPa当t 值按煤气平均温度165℃计算时上述公式简化为:η=1.61.0P P 此时工况系数η与压力关系见表3—2。
温度取值不同,数值略有变化。
1.3 煤气放散1 除尘器箱体、前置换热器、荒净煤气主管和密封式眼镜阀应设煤气放散管。
2荒煤气总管尾端应设引气用放散管。
放散管设置应符合煤气安全规程,管口宜设点火装置。
3引气用放散管必须设置可靠隔断装置。
1.4予防腐蚀1部分干法除尘煤气冷凝水腐蚀性强,波纹膨胀器材质应当优先选用耐腐蚀不锈钢材料,管壁适当加厚,管道内壁涂以防腐蚀涂料,涂刷前焊缝处仔细打磨。
2可设置喷碱液或喷水装置。
3煤气管路应全部保温。
二、 煤气脱硫——干法脱硫具体到某项工程,脱硫方案的确定,既要考虑到可行性,又要考虑到经济性。
对于用气量较小(比如每小时五、六千立方米以下),而且煤气中含硫量不高的用户,可以考虑单级采用干法脱硫。
干法脱硫目前最常用的干法脱硫剂是氧化铁和活性炭。
通常,干法脱硫的脱硫工艺流程较为简单,但考虑到环保及经济性,一般都要对脱硫剂再生使用,而氧化铁和活性炭的再生从流程到成本都差别较大。
1.1氧化铁脱硫剂氧化铁脱硫剂的使用条件一般限定以下几点:1) 温度 正常使用温度以20—30℃为宜。
温度过高,将使氧化速度加快,相对降低了硫化速度,使脱硫效率降低,同时温度过高将使硫化铁的水合物(Fe 2S 3 • H 2O )失去水分,进而影响脱硫剂的湿度及酸碱度,影响脱硫效果。
温度过低,会大大降低硫化速度,使脱硫效率下降,同时也将使煤气中的水分冷凝下来,造成脱硫剂过湿。
2) 水分 脱硫剂宜保持25%—35%的水分,若水分小于10%将会影响脱硫操作。
水分能保持硫化氢与氧化铁的足够接触时间,减少脱硫剂结块,并可溶解部分盐类,防止其包在氧化铁表面,影响脱硫反应的进行。
3) 含氧量 煤气中含有一定的氧,可以使氧化铁在脱硫的同时实现再生一般以含氧1.0—1.1%为宜。
含氧量过高会加速铁的腐蚀和形成煤气胶。
4) 煤气的杂质含量煤气中的焦油等杂质要脱除干净,否则容易造成脱硫剂表面被焦油等覆盖而失效。
5) 酸碱度氧化铁脱硫一般要求在弱碱性(PH值8—9)的环境下进行,PH值过高过低都会影响脱硫效率。
1.2活性炭脱硫活性炭脱硫生产主要的工艺条件有:1) 温度正常使用温度可以在27—82℃,但最佳使用温度为32—52℃,因此在寒冷地区使用,脱硫塔应该保温。
2) 硫化物与氧含量的比值应在1:2以上,氧含量不足时可补充空气。
3) 相对湿度煤气的相对湿度应在70—100%,湿度不足时可补充水蒸汽,但不应带液态水进入活性炭床。
4) 气体中酸碱性要求活性炭脱硫要求碱性环境,如煤气中不含碱性气体成分,可以使用浸碱活性炭。
5) 煤气的杂质含量煤气中的焦油等杂质要脱除干净,否则容易造成活性炭表面微孔被焦油等覆盖而失效。
6) 压力操作压力应小于5Mpa,目前一般的煤气生产工艺都不超过此压力。
此外,脱硫塔的设计要考虑到空速、线速度等要求。
三、结论——经济适用性1.烟气除尘——高炉煤气干法高炉煤气净化分为湿法除尘和干法除尘两类,目前我国500m3级及以下高炉的煤气净化基本上全部采用干式布袋除尘,而1000m3级及以上高炉的煤气净化采用干法布袋除尘技术的较少。
干法布袋除尘与湿法除尘相比有以下优点:1)节水,干法除尘基本不用水,而湿法除尘需要大量的冷却水。
2)可提高TRT发电量,由于采用干法除尘后煤气的温度较高,煤气压力损失少,使得TRT发电量增加,一般多发电30%~50%。
3)降低焦比,由于干法除尘后的煤气温度较高,供给热风炉后,风温提高50℃以上,可降低焦比。
4)节电,采用干法除尘后,没有冷却水,也就不需要污水处理系统,可降低电耗。
5)环保,由于不需要污水处理系统,可减少污染。
2.烟气脱硫——干法脱硫干法脱硫——制作成本较低,这种自制的氧化铁脱硫剂,一般脱硫效率较高、脱硫效果较好,但其硫容较低、可再生次数较少。
脱硫剂使用一段时间后需要再生,这种自制氧化铁脱硫剂一般采用塔外再生。
将脱硫剂取出,放在晒场上充分氧化再生。
但这种自制的氧化铁脱硫剂虽然成本低,但制作、再生都需要较大的场地、较多的人工,也比较麻烦,所以现在很多单位购买成型的氧化铁脱硫剂,也有许多单位研制成型的氧化铁脱硫剂销售。
这些成型的氧化铁脱硫剂,颗粒均匀、孔隙率大、强度较高、氧化铁含量高、脱硫效率高、硫容大、可再生次数多,其再生可以在塔内进行。
3. 结论目前我国煤炭开发和利用造成的生态破坏和环境污染还很严重。
如何在经济条件允许的情况下提高煤炭等资源的利用率,减少对环境的污染使我们迫切需要解决的问题1实施洁净煤技术是中国能源的战略选择,它将解决三个方面的问题:(1)污染物及温室气体排放量的控制;(2)降低对进口石油的依存度;(3)提高利用效率。
2. 实施中国洁净煤战略(即煤炭加工与转化)能够最经济、有效地解决煤炭利用中的低效率、高污染和替代石油的问题。
为使煤炭工业适应国民经济的需求,国家应积极致力于中国洁净煤的研究和开发,促进煤炭加工与转化的迅速发展;3. 进一步提高煤炭利用效率、减少环境污染,促进国民经济和社会可持续发展,是中国的一项基本国策。
建议政府有关部门对大型坑口热—电联产和高效干法选煤技术项目给予相应的政策支持,进行工业示范,以达到我国煤炭能源清洁、高效、经济、稳定的供应。
参考文献[1] 2003中国能源发展报告.中国能源报告编辑委员会.北京.中国计量出版社.2003.[2] 高炉煤气干法布袋除尘设计规范中国冶金建设协会2009[3] 中国工程院.“十五”高技术产业发展咨询报告——先进能源技术领域. 2001.钢铁厂烧结烟气脱硫技术的探讨2009-10-19 09:37:24 [点击数:187]随着近两年钢铁行业和火电厂的大规模建设, 对环保提出了新的挑战。
钢铁行业是国家重要的基础产业,又是高能耗、高排放、增加环境负荷源头的行业。
钢铁生产在其热加工过程中消耗大量的燃料和矿石,同时排放大量的空气污染物。
1996年钢铁工业二氧化硫(SO2) 排放量为97.8万t,占全国工业SO2排放量的7. 5%,仅次于电力、煤气、热水的生产供应业和化工原料及化学制品制造业,居第3位。
烧结工艺过程产生的SO2排放量约占钢铁企业年排放量40%~60%,控制烧结机生产过程O2的排放,是钢铁企业SO2污染控制的重点。
随着烧结矿产量大幅度增加和烧结机的大型化发展, 单机废气量和SO2排放量随之增大,控制烧结机烟气SO2污染势在必行。
国外已投巨资对此进行治理,甚至关闭了烧结厂。
目前我国在烧结烟气SO2脱除方面基本上还处于空白,仅有几个小型烧结厂上了脱硫设施,而以烧结矿为主要原料的炼铁生产又不允许大量关闭烧结厂。
因此,对烧结烟气进行脱除处理是满足今后日益严格的环保要求的唯一选择。
目前的关键是借鉴国外的先进经验,开发应用适合我国烧结特点的先进脱硫工艺。
1. 烧结烟气SO2主要控制技术目前,对烧结烟气SO2排放控制的方法有:1)低硫原料配入法; 2)高烟囱稀释排放; 3)烟气脱硫法。
1. 1 低硫原料配入法烧结烟气中的SO2的来源主要是铁矿石中的FeS2或FeS、燃料中的S(有机硫、FeS2或FeS)与氧反应产生的,一般认为S 生成SO2的比率可以达到85%~95%. 因此,在确定烧结原料方案时,适当地选择配入含硫低的原料,从源头实现对SO2排放量的控制,是一种简单易行有效的措施。
该法因对原料含硫要求严格,使其来源受到了一定的限制,烧结矿的生产成本也会随着低硫原料的价格上涨而增加。
就目前原料短缺的现状来看, 此法难以全面推广应用。
1. 2 高烟囱稀释排放烧结烟气中SO2的质量浓度一般在1000~3000 mg/m3且烟气量大,若回收在经济上投资较大,故大多数国家仍以高烟囱排放为主,如美国烟囱最高达360m.我国包钢烧结厂目前采用低含硫原料、燃料,烧结烟气经200m高烟囱排放,SO2最大落地质量浓度在0. 017mg/m3以下。
宝钢的烧结厂采用200 m高烟囱稀释排放。
这种方法简单易行,又比较经济。
从长远来看,高烟囱排放仅是一个过渡。
但在当时条件下,采用高烟囱稀释排放作为控制SO2 污染的手段是正确的。
1. 3 烟气脱硫法低硫原料配入法和高烟囱排放简单易行,又较经济。
但我国SO2的控制是排放浓度和排放总量双重控制,因此,为根本消除SO2污染,烟气脱硫技术在烧结厂的应用势在必行。
烟气脱硫是控制烧结烟气中SO2污染最有效的方法。
目前世界上研发的烟气脱硫技术有200多种,进入大规模商业应用的只有10余种,我国也先后引进了不同的脱硫装置主要用于火电厂,而国内用于烧结烟气脱硫的技术进展较慢。
国内仅有几个小烧结上了脱硫设施。
如广钢2台24平烧结机采用双碱法工艺,临汾钢厂利用烧结烟气处理焦化废水等,因脱硫设施或多或少存在一些问题,所以运行也不正常。
2. 烧结烟气的特点烧结烟气是烧结混合料点火后,随台车运行,在高温烧结成型过程中所产生的含尘废气。