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【技术】提高转炉煤气回收 推进炼钢节能减排

  针对新宝泰炼钢厂转炉煤气回收利用效果不理想的现状,对炼钢厂转炉煤气的产生量、回收量及欠收的原因进行了详细分析,认为煤气产生量基本正常,各种非正常因素如柜满拒收等影响煤气回收。查阅相关文献了解了提高煤气回收量的基本途径。从炼钢厂具体情况出发,完善软硬件设备等方面提出了提高转炉煤气回收量的具体措施,实施后吨钢煤气回收从110M3提高到130M3,提高了20m3,取得了较好的节能减排效果。

  转炉煤气是钢铁企业重要的二次能源,也是我国二次能源利用的薄弱环节之一,提高转炉煤气回收量,不仅能有效降低炼钢工序生产成本,为实现“负能”炼钢打下基础,而且能极大降低钢厂污染物排放总量,实现清洁生产。因此,“转炉煤气回收”称为现代转炉炼钢中的重要技术,被国家列为“十一五”期间重点推广的技术之一。

  唐山新宝泰钢铁有限公司炼钢厂,目前拥有三座65吨顶底复吹转炉、1台R8m弧四机四流方坯连铸机、2台R6m弧五机五流方坯连铸机,年产矩型坯近300万吨。能源中心负责转炉煤气回收发电和高炉煤气发电,在煤气产生量正常的条件下,如何减少放散,提高煤气回收量,涉及到跨部门的协调。因此,炼钢厂除了采取各种措施稳定提高煤气产生量外,还需与煤气回收发电部门沟通协调减少放散,提高煤气回收量,可以说如何提高转炉煤气回收量是钢铁厂节能减排的系统工程。

  本文以唐山新宝泰炼钢厂LT法煤气回收系统为背景,简单介绍提高转炉煤气回收的基本途径,对目前转炉煤气的产生量、回收量及欠收量进行分析,找出影响转炉煤气产生量的主要因素,并提出了提高转炉煤气回收量的具体措施。

  新宝泰炼钢厂,目前拥有三座65吨顶底复吹转炉,采用全连铸工艺,石灰石造渣法炼钢及LT法煤气回收系统。

  转炉工序“负能”炼钢是指转炉工序消耗的能量小于回收的能量。因此,要实现转炉工序“负能”炼钢,必须使冶炼中回收的能源大于消耗的能源。转炉工序能源消耗有氧气、氮气、煤气、氩气、压缩空气和电能等,能源回收主要是转炉煤气回收和水蒸气回收,其中煤气回收部分占90%以上,因此转炉煤气回收是确保“负能”炼钢的关键环节。图1是炼钢厂燃动力及回收成本构成。

  转炉煤气干法回收系统是鲁奇(Lurgi)和蒂森(Thyssen)公司20世纪60年代末合作开发的。其原理为转炉冶炼产生的高温含尘烟气(约75000m/h)在除尘风机的抽引作用下,经过烟气冷却系统,温度降至800-1100℃后进入蒸发冷却器。蒸发冷却器内有6个双介质雾化冷却喷嘴对烟气进行降温、调质、粗除尘,使温度降低到230-280℃,经过蒸发冷处理后的烟气进入有4个电场的静电除尘器,烟气经过静电除尘器精除尘后,合格烟气经过煤气冷却器降温到70℃以下进入煤气柜,不合格烟气通过火炬装置放散。整套系统采用自动控制,并与转炉的控制相联系。

  采用石灰石造渣法炼钢时,碳酸钙的分解产生二氧化碳,吸收热量,化学方程式如下:

  产生的二氧化碳作为弱氧化剂与铁水中的碳反应生成一氧化碳,化学反应方程式如下:

  因此石灰石造渣法炼钢煤气的产生包括铁水中碳的氧化和铁水碳对二氧化碳的还原。

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