3200m_3高炉脱湿鼓风系统的应用

2010年第6期梅山科技#7#

3200m3高炉脱湿鼓风系统的应用

徐修青

(梅山钢铁公司能源有限公司南京210039)

摘要:主要介绍了能源公司3200m3高炉鼓风站的脱湿系统,高炉鼓风的湿度是不断地波动的,这会对高炉的操作和顺行带来影响。采用脱湿鼓风可以稳定鼓风中的水分含量,使高炉操作稳定、顺行,达到节焦、增产的效果,并可以提高喷煤量。

关键词:高炉鼓风;脱湿;制冷

A pplication of D ehu m idifed

B l a st Syste m of3200m3B last Furnace

X u X iuq i n g

(Energy Co m pany ofM e ishan Iron&Stee lCo.,N an jing210039)

K ey w ords:BF blas;t dehum idifying;refri g eration

在国内外高炉系统中,富氧喷煤和脱湿鼓风已成为发展方向[1]。在南京地区夏季平均温度气象条件下进入高炉的水分达31.36g/m3,在这样的湿度下运行,生产成本是必然高的。采用脱湿鼓风可以稳定水分含量,从而稳定炉况、提高炉内温度、降低焦比,增加高炉产量,提高产品质量,是降本增效的有效途径。

1脱湿工艺介绍

1.1脱湿方法

高炉鼓风的脱湿方法主要有吸附法和冷却法。

1)吸附法即以低温介质作吸附剂,让吸附剂与湿空气充分接触,以吸收空气中的水分,随后对吸附剂加热脱水再生,并如此循环连续使用。吸附剂的吸湿特性:当其表面上的水蒸汽分压力低于空气中水蒸汽分压力时,则湿空气中的水分子将被吸附剂吸附;反之,其表面的水蒸汽分压力高于空气中的水蒸汽分压力时,则水分子从吸附剂表面逸出到空气中去。

吸附剂表面上的水蒸汽分压力有一个平衡值,其数值大小与其溶液浓度及其温度有一定关系,吸附剂溶液温度越低,浓度越大,则其表面的水蒸汽分压力越低,其吸附能力就越大。因此在空气脱湿前,先将空气降温(当空气温度未达到湿饱和温度时,空气中水蒸汽分压力不变),低温空气又使吸附剂溶液降温,使其溶液的表面水蒸汽分压力降低,因而可提高吸附剂的吸湿能力。

2)冷却法将湿空气通过冷却器冷却,使其温度降低到空气压力及所含湿量而相对应的饱和温度以下,即将湿空气中的水分凝结而析出,这种方法称为冷却脱湿法。

1.2脱湿系统工艺配置

空气的脱湿过程既可以在鼓风机进风侧进行,也可以在出风侧进行,即所谓的机前脱湿及机后脱湿。目前国内外已有应用的鼓风脱湿系统有5种[2]。

1)机前冷冻干法吸附脱湿系统该脱湿系统主要设备为冷冻机及内装吸附剂的鼓形脱湿器,后者是一个蜂窝结构的鼓形转子,当湿空气通过这一均敷吸附剂晶体的风道时,其水分被吸附;吸收了水分的晶体,随转鼓转至热空气通道,水分便会蒸发与热空气一同排至大气。为提高脱湿系统及降低脱湿后的空气温度,脱湿器前后均设置冷却器。该系统的脱湿能力较大,可使湿空气的含湿量降低到2~5g/m3,其吸风阻力较大,且操作复杂。

2)机前湿法吸附脱湿系统该系统湿空气通过脱湿器与雾状的吸附剂充分接触,同时经过冷却器冷却,可较充分地吸附空气中的水分。该

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系统脱湿能力:冬季可使空气含湿量降至3g/ m3;夏季时为7~8g/m3。系统相对上面方法来得简单,但原材料消耗量较大,同时通流部分防腐工作较大。

3)机前冷冻脱湿系统该系统的主要脱湿设备是制冷机,工艺最为简单,其脱湿能力也较大,可使湿空气的含湿量降至6~8g/m3。

4)机后干法吸附冷却脱湿系统该系统主要脱湿手段是低温介质吸附脱湿,吸附了水分的吸附介质随转鼓转至高温风侧而被再生,含有水分的空气又经过冷却器冷却再经脱水器析出水分。该系统为全封闭循环系统,经济性较好,但效果不尽人意。

5)机后冷却脱湿系统该系统主要设备为热管式换热器和冷却除湿塔,该系统设备投资较高。采用此方式,风机出口的高压高温湿空气经换热器及混合式冷却塔,在冷却塔的出口处空气含湿量达到所需要求。

2能源公司脱湿系统

能源公司3200m3高炉鼓风站的脱湿系统采用机前冷冻脱湿系统,其主要设备有蒸汽型溴化锂吸收式冷水机组、脱湿器和除雾器。系统设置了中间冷媒)))冷冻水,溴化锂制冷机先通过制冷剂(L i B r)使冷冻水冷却至5e,冷冻水经过冷水泵加压后进入脱湿器,在脱湿器(铜管连续翅片式)内与空气换热而使空气冷却,从而使空气中的水分析出,通过除雾器,将空气中的机械水除去,降低风机进风的含湿量。系统简图见图1。

在脱湿工艺系统中,制冷机中蒸汽凝结的凝结水回收到系统凝结水母管,脱湿器中除湿出来的冷凝水回收到循环水进水母管中,对循环水进行补充。

2.1蒸汽型溴化锂吸收式冷水机组

能源公司使用的蒸汽型溴化锂制冷机组采用蒸汽为动力源的双效溴化锂吸收式制冷方式。其工作原理是基于溴化锂溶液在常温下(特别是在温度较低时)强烈地吸收水蒸汽,而在高温下又能将其吸收的水蒸汽释放出来,同时水在真空(例如1/100个大气压)状态下,蒸发时具有较低蒸发温度这些特点之上的[3]

。

图1脱湿工艺系统简图

图2为溴化锂吸收式制冷装置流程。该装置主要由高压发生器A、低压发生器B、冷凝器C、蒸发器D,吸收器F以及热交换器H、I、J

组成。

A)高压发生器;B)低压发生器;C)冷凝器;

D)蒸发器;E)冷剂泵;F)吸收器;G)溶液泵;

H)低温热交换器;I)凝水热交换器;J)高温热交换器。

图2溴化锂吸收式制冷装置流程图

在工艺中溴化锂为吸收剂,水为制冷剂,溴化锂与水组成/工质对0。

溴化锂吸收式制冷装置工作时,发生器A、B 和吸收器E中都装有溴化锂-水溶液,用低压饱和蒸汽加热高压发生器A中的溶液,由于水的沸点低于溴化锂,因此溶液中的水(制冷剂)不断汽化。高压发生器汽化的水蒸汽进入低压发生器B 进一步加热经过热交换后的溴化锂-水溶液,使