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转炉一次烟气高温除尘与能源回收新技术
作者:管理员    发布于:2017-10-30 09:04:15    文字:【】【】【

  前言转炉吹炼过程中产生的一次烟气不仅含有大量的煤气和粉尘,而且温度高,是造成环境污染和能源浪费的主要因素之一。

  目前,市场上均未回收从转炉汽化烟道出口的次高温(800~950°C)烟气余热,即回收二次蒸汽;而且在转炉干、湿法除尘系统运行维护和气体达标排放方面总是问题不断,影响转炉正常生产和能源回收。体现在项目建设和改造前期,环绕OG或LT除尘系统的方案争论不休、结果难确定。

  研发转炉一次烟气高温袋式除尘及蒸汽二次回收技术则显得尤为重要。宝钢工程集团通过前期努力和高温除尘器中试实践,已拥有多项高温除尘与能源回收专利技术。该技术旨在提高转炉一次烟气除尘效率,消除(O和LT涂尘系统的缺陷,同时对来自转炉汽化冷却烟道出口的次高温烟气余热可进行再回收利用,为高温烟气领域和炼钢工序的负能耗生产提供更优的经济、环保和社会效益。

  1转炉一次烟气除尘现况1.1一次烟气除尘特点气体温度高,转炉汽化冷却烟道出口的气体温度高达800°C以上;目前-高温袋式除尘器样机已在宝钢电炉!次料品种和工艺方案确定i经!次或二次降温后气体含尘浓度高,转炉产生的一次烟气含尘浓度高达50gNm以上;颗粒物排放标准提高,地方和企业内部新拟的颗粒物排放标准基本定格在20~30mgNrf;粉尘颗粒细,通常粒径在01~5范围;除尘系统耐高温和抗腐蚀要求高。

  1.2高温烟气冷却和除尘一次冷却,通常采用汽化冷却装置并回收蒸汽。

  二次冷却和除尘,湿法以OG为代表,通常采用饱和喷水冷却和环缝洗涤器(简称RSV)除尘;干法以LT为代表,通常采用蒸发冷却塔喷雾不饱和冷却和静电除尘器除尘。

  OG装置不同程度地存在着颗粒物排放浓度达标不稳定,运行能耗和维护费用高等问题。

  LT装置投资偏高,颗粒物排放浓度达标不稳定,设备故障较多,操作维护要求高。

  另外,上述的OG和LT装置均未回收转炉汽化冷却烟道出口的次高温烟气余热。

  2高温袋式除尘器中试实践袋式除尘器是一种能有效控制大气污染的环保设备,其在气体干法除尘领域的设备使用率占绝对多数。在不同的行业和不同的气体工况下对袋式除尘器的要求不尽相同,其过滤效率在正常情况下,与烟气特性、滤料特性、粉尘特性、以及过滤风速等有密切关联。

  高温滤料是高温袋式除尘器的重要组成部分,转炉一次烟气高温除尘新技术的工艺流程与高温滤料的种类和性能有关。能用于400°C及以上的烟气除尘高温滤料的市场品种主要有:多孔金属材料如不锈钢或FeCA金属纤维毡或金属粉末、多孔陶瓷材料、玄武岩纤维等,但目前在钢厂炉窑除尘领域尚未有应用的案例。使用在高温高尘环境下的滤料要求:耐高温、抗腐蚀和良好的化学稳定性;强度、韧性和抗热震性较高;宝钢工程集团研发的高温袋式除尘器基本由壳体含保温、过滤装置、脉冲喷吹装置、泄爆装置、气体置换装置、输灰装置、控制系统等组成。烟气除尘系统上进行了中试,滤料采用耐500°C的多孔金属材料,其制成的高温滤筒见3组除尘器中试样机采用了不同规格的高温滤筒。中试过程中的除尘器过滤风速由低向高分阶段进行。以长圆袋除尘器为例,在半年多的中试运行期间,对除尘后的颗粒物排放浓度以及除尘器过滤风速,前后进行了5次测定,除尘效率在999%以上,颗粒物排放浓度范围在(1.8~11.8)mg/Nm,过滤风速范围在(075~1.38)m/mi除尘器滤筒阻力采用U型管记录,它与烟粉尘的性质、颗粒物浓度、滤料的精度以及除尘器的过滤风速有关。

  中试取得了理想的效果,相信通过试验和工业化应用,将不断完善和提高高温袋式除尘器和滤料的技术水平。并且,高温滤料的研发将由能承受500°C的烟气温度扩大到(800满足不同的工艺生产需求和回收更多的能源。

  3高温除尘与能源回收新技术开发新颖的转炉一次烟气高温除尘与能源回收新技术目的是消除OG和LT除尘系统的缺陷,同时回收转炉汽化冷却烟道出口的次高温烟气余热,即二次回收蒸汽。

  新技术主要由:转炉汽化冷却装置、高温蒸发冷却塔、高温袋式除尘器、余热锅炉、煤气风机、消声器、切换阀站、放散烟囱、眼镜阀、煤气冷却塔及自动控制系统等组成,工艺流程见如所示,转炉在吹炼期产生约1高温炉气,通过炉口上方与空气燃烧后(燃烧系数0.08~0 1)的烟气温度高达约1770°C、由活动烟罩进入汽化冷却装置进行烟气降温和蒸汽回收,出汽化烟道时的烟气温度约800 ~950°C,经一次降温后的烟气进入高温蒸发冷却塔进行二次降温和预除尘(是否需要二次降温将根据高温滤的烟气通过高温袋式除尘器进行高效净化,净化后的烟气进入余热锅炉进行二次回收蒸汽、同时烟气温度被进一步降低到220°C左右,由煤气风机根据气体分析仪测定的煤气成分信号,通过煤气切换阀站进行切换、分别进行煤气回收或放散。转炉吹炼初期和末期因气体中一氧化碳含量不高,通过放散烟囱燃烧后排入大气。在回收期,煤气经煤气冷却塔降温至70C以下后由煤气总管送入煤气柜。在高温除尘器和煤气冷却器的进出口分别设置眼镜阀用于检修维护。

  此外,集聚在高温蒸发冷却塔和高温除尘器灰斗内的粉尘、定时由输灰装置送到各自对应的贮灰仓内,仓内充N.采用气力输送形式将仓内粉尘送到压块车间、或将粉尘加湿后用汽车外送(转底炉等)统一回收利用。

  新技术既可用于新建项目,又非常适合改造项目。具体实施如下:对转炉LI除尘系统的技术改造而言,拆除LT系统中的蒸发冷却塔或用高温蒸发冷却塔取代,用高温袋式除尘器取代LT系统中的静电除尘器,并在高温袋式除尘器出口增设余热锅炉二次回收蒸汽。更换LI风机,其他配置和流程基本不变。

  对转炉涂尘系统的技术改造而言,拆除OG系统中的一文域饱和喷淋塔减用高温蒸发冷却塔取代,用高温袋式除尘器取代OG系统中的二文域环缝洗涤器)在高温袋式除尘器出口增设余热锅二次回收蒸汽。采用功率更低的风机取代OG风机,在煤气柜进口前增设煤气冷却塔等。

  4结语转炉一次烟气高温除尘与能源回收新技术优点体现在:经济效益极高的能源回收率,转炉吨钢蒸汽可多回收约50kg即转炉吨钢蒸汽回收总量达130kg以上;低的运行能耗,阻力约在11kPa(OG系统阻力约22kP)以下;低的操作维护,没有系统堵塞和水的二次污染问题,风机使用寿命长;除尘器滤料无静电现象,可避免因静电火花引起的燃烧和爆炸事故的发生;高效率的运行保证,袋式除尘器多台并联,可实现单台除尘器故障时离线检修,从而不影响转炉生产。

  (2)环保和社会效益减排与节能同步进行,符合国家可持续发展战略和全民和谐的需要;高的除尘效率,颗粒物排放浓度满足更严的2mg/Nrf要求。

  随着市场经济的发展和政府对外节能减排指标的承诺,中国的经济发展模式必将由,靠资源与资金的粗放式向靠科技支撑的集约式方向发展。

  转炉一次烟气高温袋式除尘与能源回收新技术具有显著的经济、环保和社会等效益,相信通过科技工作者的不懈努力和领导层的支持,新技术将在高温烟气节能减排领域得到应用和推广。

脚注信息
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