高炉均压煤气回收探讨.doc
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高炉均压煤气回收技术的应用作者:张迎伟来源:《中国科技纵横》2016年第06期【摘要】在环境保护要求日益提高的今天,回收高炉炉顶均压煤气是解决有毒气体和粉尘污染,回收能源行之有效的措施,对发展循环经济有着深远的意义。
本文主要介绍了回收炉顶均压煤气的工艺流程、操作方式,并对回收炉顶均压煤气产生的经济效益和环保意义等进行了简单分析。
均压煤气是靠压力差进行回收进入净煤气管网的,由于采用了缓冲罐,减少了压力周期性的波动。
【关键词】高炉均压煤气回收经济效益1 概述所谓的低碳经济,是以低能耗、低排放、低污染、高效益为特征的新的发展模式,其核心内容包括:低碳产品、低碳技术、低碳能源或无碳能源的开发和利用。
回收炉顶均压煤气正是低能耗、低排放、低污染、高效益为特征的新的发展模式,其核心内容包括:低碳产品炉顶均压煤气的自然及强制回收装置及新工艺的开发和利用。
2 工艺流程炉顶均压煤气回收流程,其特征在于用缓冲罐进行自然回收,然后用氮气充压进行强制回收的高炉炉顶均压煤气回收流程。
自然回收部分是在现有干式布袋除尘器的基础上增设2个箱体,一个空箱体作为缓冲罐,另一个为布袋过滤器,以及相应的煤气回收阀和止回阀等。
自然回收过程是当高炉装料系统进入料罐装料程序后,开启均压煤气回收装置煤气的回收阀和止回阀,从料罐排出的均压煤气首先经回收阀进入缓冲罐,然后再经过过滤器除尘和止回阀后进入净煤气管网。
自然回收过程所需的时间根据不同高炉的具体工况条件、缓冲罐的容积以及设定的参数,通过高压气体临界状态和亚临界状态流出公式进行计算。
强制回收装置包括蝶阀、减压阀、氮气切断阀、止回阀等控制阀组。
强制回收过程是当缓冲罐的压力达到设定值后,从氮气罐引出的氮气经过蝶阀、减压阀、氮气切断阀、止回阀进入料罐,并将料罐中的剩余均压煤气赶入自然回收装置进一步回收,当料罐中的均压煤气被赶完后,切断回收系统,按照高炉装料程序将料罐中的氮气经均压煤气放散装置进行放散。
炼钢高炉煤气的能量回收利用技术炼钢高炉是钢铁工业中最重要的生产设备之一,它能将铁矿石熔炼为铁水,再进一步处理为各种钢材。
在高炉生产过程中,会产生大量废弃热能和尾气,其中包括高温高压的煤气。
如何有效利用这些废弃热能和尾气,成为了当前钢铁工业面临的挑战之一。
本文将探讨炼钢高炉煤气的能量回收利用技术。
一、煤气的组成和特点炼钢高炉煤气是指经高炉内裂解、还原等反应后所产生的气体。
它的主要成分是二氧化碳、一氧化碳、氮气和水蒸气,同时还含有少量的氢气、甲烷、乙烷、乙炔等有机物质。
由于高炉内温度高达1400℃以上,如果不加以处理,这些煤气将会释放出大量的废弃热能和有害气体,对环境和资源造成严重的损害。
二、能量回收利用的常用技术炼钢高炉煤气的能量回收利用技术主要包括余热回收、煤气发电和余热蒸汽发生器三种方式。
1. 余热回收余热回收是指将高炉煤气的废热通过换热器回收,用于加热水、蒸汽、空气等。
通常采用双级余热回收技术,即高炉煤气先在烟囱尾部冷却至160℃左右,再通过余热回收系统将其进一步冷却至70℃左右,达到回收余热的目的。
据统计,采用余热回收技术可将高炉煤气中的50%-80%热量回收利用,可节省能源约30%-50%。
2. 煤气发电技术煤气发电是指利用高炉煤气发动内燃机,通过发电机发电的过程。
这种技术可以同时达到能量回收和环保的目的。
根据高炉煤气的性质及用途不同,内燃机也有不同的选型。
一般采用宜家型、低布比型和双家型内燃机,可根据需要进行组合和选择,保证系统的稳定运行。
3. 余热蒸汽发生器余热蒸汽发生器是一种利用高炉煤气余热,产生高质量蒸汽的设备。
通常采用GLR系列余热蒸汽发生器,它由燃气进口、烟气出口、余热回收器、烟囱、处理器等组成。
当高炉煤气通过GLR系列余热蒸汽发生器时,产生的蒸汽可应用于高炉烘干、脱硫、炉石预热等工序中,实现了能量的最大化利用和资源的节约。
三、技术的发展趋势随着国家对于能源和环境的重视,高炉煤气的能量回收利用技术得到了快速的发展,同时也呈现出以下几个趋势:1. 技术的完善目前,国内外炼钢高炉煤气的能量回收利用技术发展比较成熟,相应的设备供应商和服务商也已经不断壮大。
高炉均压煤气回收效益分析
赵广江
【期刊名称】《河北冶金》
【年(卷),期】2024()1
【摘要】高炉炼铁工序所需的能源消耗和产生的污染物在钢铁企业中占比较大,炼铁是实现节能、降碳、减少污染物排放的重点工序。
高炉冶炼生产过程中,布料后
料罐均压煤气直接排入大气,不仅会对周边环境尤其是高炉生产区域造成不良影响,
同时也会造成能源(高炉煤气)浪费。
回收高炉料罐均压放散煤气,既能够减少CO 2、CO和粉尘排放,同时能够减少能源损失,提高资源利用率,实现环境效益和经济效益
的双赢。
从高炉料罐均压煤气自然回收和全回收工艺技术分析入手,结合生产实际,
通过对不同工况下高炉均压煤气回收系统运行数据和效益进行统计、核算和分析,
定量说明了高炉均压煤气回收的技术特点,评估了两种煤气回收技术各自的优势,建
议钢铁企业结合自身的实际生产情况,在不影响高炉生产作业顺畅的前提下,优先选
择高炉均压煤气全回收工艺。
【总页数】5页(P78-82)
【作者】赵广江
【作者单位】河北省冶金研究院
【正文语种】中文
【中图分类】X756
【相关文献】
1.宝钢1号高炉炉顶均压煤气回收设施热经济分析
2.高炉均压煤气回收系统应用特征分析
3.凌钢5#高炉均压煤气回收改造及节能分析
4.邯宝3 200 m^(3)高炉料罐均压放散煤气全回收改造实践
5.鞍钢10号3200 m^(3)高炉炉顶均压煤气回收技术应用
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高炉煤气余压回收设备探讨张安【摘要】Installation of TRT in blast furnace is an energy recovery technology with great economic benefits. This paper introduces the development of TRT, the various structures of turbine, key points in the operation of turbine and pressure control of top gas. The recov-ery efficiency of turbine under different conditions was analyzed, to achieve energy saving and efficiency increase, improve the environment of iron-making areas and ensure the safe produc-tion of blast furnaces.%高炉安装TRT是一项经济效益十分可观的能源回收技术。
介绍了TRT的发展、透平装置的各种结构、透平装置工况点以及炉顶压力控制,并对不同工况下透平回收效率进行分析,实现节能增效、改善炼铁区域环境,确保高炉安全生产。
【期刊名称】《冶金动力》【年(卷),期】2014(000)012【总页数】4页(P22-24,29)【关键词】TRT;透平装置;工况点;压力控制;节能减排【作者】张安【作者单位】中冶赛迪工程技术股份有限公司,重庆 401122【正文语种】中文【中图分类】X757《钢铁工业产业政策》规定新建高炉必须同步配套余压发电装置TRT。
高炉炉顶压力提高后,煤气余压能源应予以回收。
采用高炉煤气余压透平装置TRT,能够回收约占高炉鼓风机能耗30%~40%的能量,同时还可提高煤气质量,减少减压阀组对环境的噪声污染。
高炉煤气均压放散回收技术高炉煤气均压放散回收技术,这名字听起来像是个高深莫测的学问,实际上它就像个神秘的调酒师,把那些看似无用的东西变得有用。
说到高炉煤气,咱们先了解一下。
这东西是在高炉炼铁过程中产生的,满满的热量和气体。
原本这些气体就像个不受欢迎的亲戚,没地方去,还得处理掉。
但现在,科技可真是给力,让我们学会了把这些气体巧妙地收回利用。
想象一下,工厂里冒着烟的高炉,空气中飘荡着一股焦炭的味道。
那些气体就像是一群无处安放的小精灵,东奔西跑,实在让人无从下手。
但现在,咱们的技术就像是一个聪明的管家,把这些“精灵”们统统聚集起来,变废为宝。
高炉煤气均压放散回收,简而言之,就是把那些排放出来的煤气收回来,变成可再利用的资源。
这可不是小打小闹,而是个大工程。
说到这里,肯定有人问了,这么做有什么好处呢?嘿,咱们可不是随便说说。
这可是能省下不少钱的好办法!原本这些气体排出去,就像把钱往外扔。
而现在,收回来的气体可以用来发电,或者再利用在生产过程中,真是“一举两得”。
这就像是把家里的闲置物品整理出来,发现原来能卖个好价钱,心里那个美滋滋啊。
再说了,环保也是个大问题。
如今人人都在说绿色发展,这高炉煤气的回收可真是为环保添砖加瓦。
气体没了,废气减少了,空气质量提高了,简直是为蓝天做贡献,谁不喜欢呢?想想看,自己生活的地方空气清新,心情都会跟着好起来。
就像那句老话说的:“远离污浊,才能清新。
”不过,实施这个技术也不是随随便便就能搞定的。
首先得对设备进行改造,就像给老房子添置现代化的设施。
需要专业人员进行调试,这可得花费一些心思。
还要考虑到安全问题,这些煤气可不是好惹的玩意,搞不好就会引发安全隐患。
所以,技术的成熟和设备的完善就显得尤为重要。
再说,有了这个技术之后,咱们在高炉炼铁的过程中,管理起来也变得轻松多了。
以前总是担心煤气外泄,现在有了均压放散回收,大家的心里都踏实了许多。
好比是把一个看似复杂的谜题解开,心里那种快感可不是一般人能理解的。
湘钢4#高炉料罐均压放散煤气回收工艺实践摘要:本文结合湘钢4#高炉大修项目中对均压放散系统的优化改造,主要对高炉料罐均压煤气放散回收系统的工艺流程进行了阐述,并重点分析了该系统的工艺设计、核心设备以及改造后产生的经济效益,符合国家节能减排,降本增效的产业政策。
关键词:高炉料罐;均压放散;煤气回收;0引言2019年,为贯彻落实《政府工作报告》、《中共中央国务院关于全面加强生态环境保护坚决打好污染防治攻坚战的意见》、《国务院关于印发打赢蓝天保卫战三年行动计划的通知》等有关要求,生态环境部联合五部门下发了《关于推进实施钢铁行业超低排放的意见》-环大气[2019]35号文件,文中明确指出:高炉炉顶料罐均压放散废气应采取回收或净化措施。
高炉煤气是高炉炼铁生产过程中副产的可燃气体,其主要成分是CO、CO2、N2和H2,炉顶荒煤气的含尘量一般<10g/Nm3。
高炉生产过程中,炉顶料罐在装料前需将罐体内的高压煤气先放散泄压后,才能开启上密封阀进行装料。
此部分放散煤气通常都是直接通过炉顶消音器排入大气。
由于煤气中含有大量有毒、有害、易燃易爆的气体,并且放散过程中伴随有大量粉尘,这对大气环境尤其是高炉生产区域造成了严重的污染,不符合环大气[2019]35号文件要求,并且全年均压放散煤气量较大,造成煤气能源浪费。
另外放散煤气中一般含有较高的水分,通过消音器对空放散时,由于压力突然降低,煤气中的水分容易析出结露与粉尘混合后常常黏糊、堵塞均排压阀及放散消音器,使其不能正常工作,导致高炉休风检修,给高炉的生产维护带来很大困难。
为响应钢铁行业对工序节能降耗、环境保护、挖潜增效的工作要求,2021年湘钢炼铁厂4#高炉大修项目中,对高炉炉顶系统进行了优化改造,将原有的均压煤气放散系统改为了均压煤气放散全回收系统。
湘钢4#高炉采用无料钟炉顶上料设备,高炉炉容1800m³,炉顶压力235kPa左右,顶温140-150℃,炉顶料罐容积为45m³。
涟钢科技与管理2020年第4期高炉炉顶均压煤气回收利用的研究陈进辉(涟钢工程技术有限公司)摘要本文针对高炉炉顶均压煤气对外直排的现状,对回收高炉炉顶均压煤气安全性,可靠性,经济效益及环保效益进行研究、阐述。
关键词高炉;炉顶均压煤气;回收利用随着低碳经济的全球化,国家提出建设低碳、清洁、环保、高效型和资源节约型企业。
冶金行业炼铁高炉的能耗和污染在整个钢铁生产中占很大比重,针对高炉系统节能减排的研究和应用有较大突破,如高炉水渣处理和热风炉废气余热回收等。
高炉炉顶料罐均压煤气在生产过程中直接排放到大气中,在排放过程中产生噪音,又浪费能源、影响环境。
如何高效、清洁、安全的回收利用高炉均压放散煤气,是一个值得研究的课题。
1 高炉炉顶料罐加料现状钢铁行业高炉炉顶料罐加料有并罐加料和串罐两种形式,1个生产周期如下(料罐为空罐时)。
a. 上密打开,向料罐里装料(此时料罐下料闸和下密阀处于关闭状态)。
b. 装料完毕,上密关闭,同时关闭煤气放散阀,一次均压煤气向料罐里均压。
c. 均压完毕,下密打开,向高炉里放料。
d. 放料完毕,下密关闭,打开煤气放散阀,煤气放散。
e. 煤气放散完毕,上密打开,向料罐里装料,完成高炉加料1个生产周期。
高炉加料按如此循环,一般每小时6~7批料,多的每小时8~9批料,每批料大约7~10分钟,煤气放散压力约0.25MPa,放散时产生噪音,并把大量煤气和粉尘排放到大气中,既浪费能源,又影响环境,随着国家对节能减排要求越来越高,高炉均压放散煤气回收是一个很有价值的项目。
2 主要工艺流程均压煤气为毒性气体,且含尘量高,即使通过炉顶旋风除尘器、消音器等处理后直接排放到大气中,也会造成环境污染。
均压煤气回收是在高炉炉顶料罐加料过程中第4步,第5步实施,料罐放料完毕后,打开回收阀回收,当料罐中均压煤气压力从250kPa降到30kPa左右时(压力根据生产及煤气总管调整,本过程相对于打开放散阀对空放散煤气时间长5~10 s, 高炉每批料一个加料周期大约7~10分钟,基本对高炉没有影响),关闭回收阀,打开放散阀,打开上密,向料罐里装料,进行下一轮加料循环。
高炉煤气的能源回收与利用技术研究高炉煤气的能源回收与利用技术研究在当前能源紧缺的背景下,具有重要的意义。
随着工业化水平的不断提高,高炉煤气的产量也相应大幅增加。
然而,传统的高炉煤气处理方式仅仅局限于燃烧利用或放空,既浪费了可再生能源,也给环境带来了巨大的污染。
因此,对于高炉煤气的能源回收与利用技术进行深入研究显得十分必要。
高炉煤气是高炉冶炼过程中的副产品,主要由一氧化碳、二氧化碳、氢气、氮气、水蒸气等元素组成。
其中一氧化碳是一种重要的可再生能源,具有高热值和可燃性的特点。
因此,提取和利用高炉煤气中的一氧化碳成为了能源回收的首要环节。
目前,主要有两种常见的高炉煤气能源回收与利用技术,即燃烧利用技术和化学转化技术。
首先,燃烧利用技术是利用高炉煤气的燃烧产生热能,用于供热或发电。
燃烧利用技术具有简单、成熟、经济的特点,是目前应用最广泛的高炉煤气能源回收与利用技术。
通过高炉煤气的燃烧,可以转化为高温高压的蒸汽,再通过蒸汽驱动涡轮机发电。
这种技术不仅可以满足高炉煤气的能源利用需求,还减少了对传统化石燃料的依赖,减少了二氧化碳等温室气体的排放。
其次,化学转化技术将高炉煤气中的一氧化碳转化为液体燃料或化工原料。
这种技术不仅可以提高高炉煤气资源的利用率,还可以减少对传统石油和天然气的依赖。
一氧化碳可以通过催化剂的作用被转化为甲醇、合成气或其他有机物。
甲醇是一种常见的液体燃料,在化工工业中也有广泛的应用。
合成气是由一氧化碳和氢气组成的混合气体,可以被进一步转化为液体燃料或化工原料。
这些化学转化技术对于高炉煤气的能源回收具有重要的意义。
除了以上两种常见的高炉煤气能源回收与利用技术,还有一些新型技术正在不断研究和发展。
一种是利用高炉煤气中的二氧化碳进行碳捕集和碳封存技术。
通过捕集高炉煤气中的二氧化碳,可以减少大气中的温室气体浓度,对解决气候变化和环境问题具有重要意义。
另一方面,通过将捕集的二氧化碳封存到地下储气库或利用于工业过程中,能够有效利用高炉煤气中的二氧化碳资源。
高炉均压煤气回收探讨王彦军(中冶赛迪工程技术股份有限公司,重庆400013)【摘要】回收高炉均压煤气具有重要的环保意义和可观的经济效益。
主要介绍了湿法煤气清洗和干法布袋除尘回收均压煤气的工艺流程、技术特点,并对这两种回收工艺的一些关键技术问题进行了分析探讨,提出了解决问题的途径。
【关键词】均压煤气;回收;减排;湿法煤气清洗;干法布袋除尘1前言近年来,随着低碳经济的全球化趋势和日益严峻的气候问题逐渐引起人们的高度关注,我国相继提出了建设低碳、清洁、高效型企业和资源节约、环境友好型企业的要求。
在冶金行业中,高炉炼铁所需的能耗和产生的污染在整个钢铁工序中占有很大的比重,是节能减排措施的重要推进对象。
现在,针对高炉系统节能减排的研究已经取得了较大进展,如高炉均压煤气回收、热风炉废气余热回收、环保水渣处理等环保措施的成功应用,不仅为企业和社会带来了良好的环保效应,也给企业带来了可观的经济效益。
2回收均压煤气的意义高炉冶炼生产过程中,炉顶料罐内的均压煤气通过旋风除尘器和消音器后,通常都是直接排入大气。
由于旋风除尘器只能除去煤气中一部分较大直径颗粒的粉尘,其余的粉尘都随着放散煤气直接排入了大气中,并且高炉煤气为含有大量CO和少量H2、CH4等有毒、可燃物的混合气体,这对大气环境尤其是高炉生产区域造成了严重的污染,同时也白白浪费了这部分煤气能源。
另外,均压煤气一般含有较高的水分,通过消音器对空放散时,由于压力突然降低,煤气中的水分容易析出结露,随均压煤气排放的粉尘遇水变湿后常常黏糊、堵塞放散消音器,使其不能正常工作,给高炉的生产维护带来很大困难。
因此,回收这些直接排入大气的均压煤气,具有十分重要的现实意义。
以一座4000 m3的高炉为例,年工作日按350天考虑,每天约有12×104m3的均压煤气排出,经过炉顶的旋风除尘器后,均压煤气含尘量仍在10 g/m3左右。
经计算,回收这些均压煤气,减少的污染物排放量和产生的经济效益分析如下。
2.1减排量(1)均压煤气回收率按90%考虑,则日回收量为10.8×104m3,年回收量:10.8×104m3×350天=3780×104m3。
即每年将减少高炉炉顶脏煤气排放3780×104m3,这些煤气能源得以回收利用。
(2)煤气灰日回收量约1.08 t,年回收量:1.08t×350天=378 t。
即每年将减少高炉炉顶粉尘排放378 t,这将在很大程度上改善高炉区域的操作环境,有利于清洁生产。
(3)高炉煤气标准煤折算系数按0.12 kg/m3(标态)计,年回收均压煤气的折算标准煤量为4536 t。
标准煤碳排放折算系数按0.85计,并且煤气灰含有焦炭粉尘(约5%),年均压煤气回收减少碳排放量:4536 t×0.85+378 t×0.05=3874.5 t。
2.2经济效益按当前国内钢铁厂普遍的成本核算价格,高炉煤气0.12元/m3,煤气灰200元/t计算,均压煤气回收一年带来的直接经济效益:高炉煤气:0.12元/m3×3780×104m3=453.6万元;煤气灰:200元/t×378 t=7.6万元;年总经济效益值:461.2万元。
按投入一套均压煤气回收装置为500余万元考虑,一年多时间即可收回设备投资成本。
由此可见,通过回收高炉均压煤气,不但可以有效地减轻尘、气和噪音污染,延长消音器的使用寿命,还有利于增加能源利用率,提高工厂的经济效益。
3均压煤气回收工艺20世纪80年代,国外已经开发了湿法均压煤气回收技术,后来国内也对湿法回收技术进行过研究并得到实际应用,但受回收煤气粉尘浓度偏大、回收时间较长等不利因素的影响,该工艺未能取得预期的效果。
直到近年来得益于高炉自动控制技术的发展和干法除尘工艺的完善,才又为均压煤气回收提供了新的途径。
高炉均压煤气回收由煤气回收系统和净化系统两部分组成。
煤气回收系统位于高炉炉顶,包括回收/放散设施,及相应的控制系统,煤气净化系统一般设在高炉旁边的地面上,得到实际应用的有湿法文氏管清洗和干法布袋除尘工艺。
干法电除尘回收高炉煤气虽然也具有一些优势,还未能应用于均压煤气回收。
3.1湿法煤气清洗湿法清洗技术在高炉煤气净化工艺上应用历史悠久,具有操作简便、煤气工况适应能力强的特点。
最初的均压煤气回收工艺,均是在湿法文氏管清洗技术上发展而来的,其控制系统简单、单体设备较小。
采用湿法煤气清洗回收均压煤气的工艺流程如图1。
料罐内的均压煤气先经过旋风除尘器一级除尘,再通过回收/放散控制阀组将煤气切换至回收通道或选择放散。
通过固定回收/ 放散控制阀组的开、关时间,料罐内的大部分均压煤气得到回收,接近常压的残余煤气则通过煤气放散管路,经消音器后排空放散。
煤气回收净化管路上设置煤气清洗塔,清洗塔具有煤气除尘和减压的功能。
煤气清洗塔内设置文氏管洗涤器,利用煤气清洗水来洗涤回收煤气,洗涤下来的粉尘随着污水排入污水坑,然后送至污水处理设施。
清洗塔后的煤气管路上可以设置一个调节蝶阀来控制回收初期煤气压力对净煤气管网的冲击。
湿法煤气清洗回收工艺的特点:(1)适于炉顶煤气采用湿法清洗的企业。
来自湿法洗涤器的均压煤气,含有大量的机械水,这会限制采用干法布袋除尘回收均压煤气,而对于文氏管清洗则无不利影响。
(2)洗涤用水由炉顶煤气清洗系统提供,排污水进入炉顶煤气清洗区的污水处理系统,循环使用,不需单独设置清灰装置和水处理设施,一次性设备投资较少。
(3)除尘效率低。
净化处理后的均压煤气平均含尘量仍在200 mg/m3左右,远远超过现在对净煤气含尘量不超过5 mg/m3的标准,即使并入主管网后,含尘浓度会稀释降低,但也对净煤气造成了一定程度的污染。
3.2干法布袋除尘采用干法布袋除尘回收均压煤气,可以解决湿法净化除尘效率低的问题,并且煤气回收率较高。
采用干法布袋除尘回收均压煤气的工艺流程如图2。
煤气回收系统与湿法清洗工艺一样,均压煤气通过回收/放散控制阀组选择进入回收通道或排空放散。
回收时,均压煤气通过回收管道进入专门设置的一组布袋除尘器,经过除尘器的二次除尘,煤气中的粉尘基本都被过滤并沉降下来,煤气压力也降低至接近常压,然后送入净煤气主管网。
过滤下的煤气灰通过中间灰仓排出,可采用气力输送方式输送至集中灰罐储存。
干法布袋除尘回收工艺的特点:(1)除尘效率高。
均压煤气进入净煤气管网前经一次旋风除尘,二次布袋除尘,最终的净煤气含尘量≤5 mg/m3,完全符合高炉净煤气的指标要求,实现了清洁回收,解决了湿法均压煤气回收工艺对主管网净煤气造成一定粉尘污染的问题。
(2)干法布袋除尘不需用水,无需设置水处理设施,尤其适于当前国内众多炉顶煤气采用干法布袋除尘的高炉。
(3)均压煤气的温度较低,煤气中的水分易结露,造成煤气灰黏糊在布袋上影响正常回收,也使卸灰、输灰难度增加。
4工艺问题分析4.1回收过程对高炉作业率的影响均压煤气的回收对炉顶系统的操作会带来一些影响,若回收时间控制不合理,将延长炉顶设备的排压时间,降低炉顶设备的装料富裕能力。
对煤气回收/放散控制阀的动作时间、纯回收时间和自由放散时间上的设置不同,将会导致装料周期有一定差异。
对于采用干法布袋回收工艺的高炉,煤气回收率按90%考虑,经炉顶时序验算,采用合理的控制方案,炉顶装料周期仅增加5~7 s,几乎不会影响到高炉的作业率。
4.2压力波动对净化系统的影响采用湿法清洗回收均压煤气,煤气压力波动是影响除尘效率的主要因素。
回收前期,煤气压差大,流速高,除尘效率较高;回收后期,煤气压差降低后流速大幅降低,除尘效率也相应降低,导致回收煤气的平均含尘量较高。
通过采用调径文氏管虽然可以起到稳定煤气流速的作用,但由于均压煤气回收的周期短,波动频繁,这给控制系统和调节设备带来了更高的精度控制要求,并且也会降低煤气回收率。
采用干法布袋回收均压煤气,压力波动对除尘效率几乎无影响,但会影响滤袋的使用寿命。
布袋除尘所用滤袋通常为玻璃纤维,其抗折性较差,频繁的压力波动冲击易使滤袋破损漏风。
为了增强布袋承受煤气脉冲冲击的能力,回收均压煤气的除尘器宜采用外滤式,袋笼设置较密的纵筋和反撑环加强支撑,这样可以有效防止滤袋变形过大,延长其使用寿命。
4.3压力波动对净煤气管网的影响均压煤气是靠压力差进行回收进入净煤气管网的,其压力存在着周期性的波动。
若回收煤气与净煤气的并网点选择在热风炉接口之前,由于回收初期压差大,回收量也大,则会对热风炉的煤气管网造成较大的压力冲击,从而影响热风炉导致其燃烧不稳定;当并网点选择在热风炉接口之后,避开高炉煤气这一最近的关键用户,则并网点与其后的用户保持了相当长的距离,脉冲式的回收煤气与主管网的净煤气可以充分混匀,压力冲击逐渐减弱到很低。
图3 是通过数值模拟净煤气管网入口处压力变化的趋势图。
由图3可见,当净煤气主管网压力为15 kPa,回收期间均压煤气进入管网处的最高压力不到15.4kPa,引起的全厂净煤气管网压力波动幅度不到3%。
并网后的煤气再通过较长的主干管,到达用户点处的煤气压力波动更小,完全满足用户的使用要求。
4.4煤气管道积灰问题均压煤气回收过程中,经过旋风除尘器一次除尘,大颗粒的煤气灰可以部分沉降下来,然后需经过一段较长的回收管道才能到达煤气清洗塔或布袋除尘器。
均压煤气在输送过程中,流速会周期性的减慢,其中携带的煤气灰容易沉积在回收管道内,其中最有可能引起积灰的部位是下降管的下部拐弯处。
采用较小口径的回收煤气管道,管道内的气流速度较高,有利于减轻积灰现象,但会增加回收时间或降低煤气回收率。
因此,选用适宜口径的煤气回收管道并设置管道清灰设施是很重要的。
4.5布袋除尘对低温煤气的应对为了应对均压煤气温度低、含湿量大的问题,需要对常规的布袋除尘工艺进行一些改进。
通过提高均压煤气温度来提高煤气露点,是防止煤气结露糊袋的主要措施。
增强除尘器的蒸汽伴热功能,或采用一定量温度较高的炉顶煤气混入均压煤气,都可以有效提高均压煤气的温度。
选择具有良好憎水性能的滤袋,也可以减轻煤气结露带来的糊袋问题。
5结束语高炉均压煤气回收降低了钢铁行业的污染物排放,具有重要的环保意义和可观的经济效益。
历年来由于环保意识不强和回收工艺存在的一些技术问题,世界上只有少数一些高炉配备了均压煤气回收设施,且大多数运行情况不甚理想。
近期,国内已有钢铁企业成功应用干法布袋除尘回收均压煤气,取得了较好的效果,这对其他大中型高炉配置均压煤气回收设施起到了推动示范作用,也为均压煤气回收技术的进一步发展奠定了基础。
[参考文献][1] 孟庆学.高压高炉均压煤气回收[J].钢铁设计,1989.(3):19- 21.[2] 周传典.高炉炼铁生产技术手册[M].北京:冶金工业出版社,2002.[3] 钢铁企业燃气设计参考资料编写组.钢铁企业燃气设计参考资料[M].北京:冶金工业出版社,1976.。