转炉煤气干法(LT)净化回收技术的应用及防爆措施

转炉煤气干法（LT）净化回收技术的应用及防爆措施

李建民

转炉煤气除尘技术可分为湿法（OG 法）和干法（LT）两种，由于以文氏管喷水除尘为主的湿法除尘技术存在能耗大、污水需二次处理、煤气处理后含尘浓度高等缺点，在全球钢铁行业大力进行节能减排的形势下，转炉煤气干法除尘技术作为一种最佳可行技术得到越来越多的关注，我国已将其纳入《国家重点行业清洁生产技术导向目录》重点推广。了解国内外转炉煤气干法除尘技术的发展及应用情况，对钢铁企业选择先进的除尘工艺，从而降低吨钢能耗、提高煤气回收率、实现负能炼钢具有重要意义。

一、概述

氧气转炉炼钢采用吹氧冶炼，在吹炼过程中，其烟气量烟气成份和烟气温度随冶炼阶段呈周期性变化。同时在吹炼过程中，会产生大量烟尘和CO气体，特别在吹炼中期CO浓度可达80%以上，一般情况下，转炉煤气成份中CO的含量占55~66%（体积百分比），

其烟尘成份中金属铁占13%，FeO占68.4%，Fe

2O

3

占6.8%，当CO含量在60%左右时，其

热值可达8000KJ/Nm3，而烟尘量一般为10~20kg/t钢。从中可以看出，在氧气转炉炼钢中，转炉煤气中CO含量很高，烟尘中铁含量也很高，因此都有很高的回收利用价值。通过转炉煤气的回收，不仅可以节约大量能源，而且对烟尘加以综合利用，变废为宝，同时又净化了大气环境。

1、国内外概况和发展趋势

随着氧气转炉炼钢生产的发展，炼钢工艺的日趋完善，相应的除尘技术也在不断地发展完善。

日本新日铁和川崎公司于60年代联合开发研制成功OG法转炉煤气净化回收技术。OG法系统主要由烟气冷却、净化、煤气回收和污水处理等部分组成。其烟气经冷却烟道后进入烟气净化系统，烟气净化系统包括两级文氏管、脱水器和水雾分离器，烟气经喷水处理后，除去烟气中的烟尘，带烟尘的污水经分离、浓缩、脱水等处理，污泥送烧结厂作为烧结原料，净化后的煤气被回收利用。系统全过程采用湿法处理，该技术存在的缺点：一是处理后的煤气含尘量较高，达100mg/Nm3以上，要利用此煤气，需在后部设置湿法电除尘器进行精除尘将其含尘浓度降至10 mg/Nm3以下；二是系统存在二次污染，其污水需进行处理；三是系统阻损大，所以其能耗大，占地面积大，环保治理及管理难度较大。

鉴于以上情况，德国鲁奇公司和蒂森钢厂在60年代末联合开发了转炉煤气干法（LT 法）净化回收技术。LT法系统主要由烟气冷却净化回收和粉尘压块三大部分组成，其烟

气经冷却烟道使烟气温度由1550°C左右降至800~1000°C，然后进入烟气净化系统。烟气净化系统由蒸发冷却器和圆筒型电除尘器组成，烟气通过蒸发冷却器使其温度继续降至180~200°C，同时通过调质处理，使烟尘的比电阻降低并收集了粗粉尘，经过初步处理的烟气进入圆筒型电除尘器，经过进一步的净化，使其含尘浓度降至10 mg/Nm3以下，以获得最佳的除尘效果。由电除尘器和蒸发冷却器收下的粉尘经输送机送到压块站，在回转窑中将粉尘加热到500~600°C，通过压块机采用热压块的方式将粉尘压制成型，成型的粉块可直接用于转炉炼钢。LT法主要的优点：一是除尘效率高，通过电除尘器可直接将粉尘浓度降至10 mg/Nm3以下；二是该系统全部采用干法处理，不存在二次污染；三是系统阻损小、能耗低，煤气发热值高，回收粉尘可直接利用，节约了能源；四是系统简化，占地面积小。因此，LT法干法除尘技术比OG法湿法除尘技术有更高的经济效益和环境效益。

由于该系统具有能耗低，除尘效率高，并取消了污泥系统，转炉煤气与粉尘均得到了综合利用，并可以部分或完全补偿转炉炼钢过程的全部能耗，有望实现转炉负能耗炼钢的目标，因而获得世界各国的普遍重视和采用。到目前为止，转炉煤气干法（LT法）净化回收技术在德国、奥地利、韩国、澳大利亚、法国、卢森堡等国得到应用，与此同时，美、英、日也开始采用该技术，应用总数已达40套以上。转炉煤气干法（LT法）净化回收技术在国际上已被认定为今后的发展方向。

2、经济效益和社会效益分析

由于氧气转炉干式电除尘技术具有独特的优越性，所以被越来越多的国家所采用以取代OG法。采用干式电除尘技术，不但经济效益明显，且环境效益也佳。

根据宝钢转炉煤气湿法（OG法）净化回收系统及干法(LT法) 净化回收系统运行的经验，采用干法电除尘技术，每吨钢可节约电1.1度，节水3吨，并可回收10.5公斤含铁75%以上的烟尘和相当于20升左右燃料油的优质煤气.此外,每吨还可节约生产费用2.5元人民币。我国目前广泛采用的转炉湿式除尘系统(OG法)，除宝钢外，一般大、中型转炉除尘吨钢耗电平均为6度，小型转炉除尘耗电平均10～15度。转炉煤气的回收率很低，转炉除尘的污水处理复杂，污泥均未合理的综合利用。如果一个年产300万吨钢的大型氧气转炉炼钢车间由OG法改用LT法干式电除尘，假定它们回收的能量和烟尘相等，仅节电，节水和节约生产费用三项合计的年经济效益年，按最保守的估计也在1700万元以上。其中：

节约工业用电： 0.4 x 1.1 x 3000000=900 万元 (每度电按0.4元计) 节约工业用水： 1.0 x 3.0 x 3000000=132 万元 (每吨水按1.0元计)

节约生产费用： 2.5 x 3000000=750 万元

此外，含铁粉尘压球后代替转炉废钢和矿石也将是一笔可观的附加收入．

★如果在我国普遍推行转炉干法电除尘，全年除尘耗电可减少近3亿度。

★若将转炉可回收的煤气与蒸汽都综合起来，折合成标准煤，每吨钢可回收35公斤左右，可望实现低能或无能练钢。

★更值得注意的是干法回收的粉尘，成球后直接返回转炉替代废钢或矿石作为冷却剂，直接回收其金属铁，可增加钢产量180吨/每万吨钢。

★使煤气粉尘排放量大大低于国家环境保护要求，创造一个良好的生产环境和生活环境。

★大大减少了原系统的设备维修费用。

3、转炉煤气干法（LT法）与湿法（OG法）除尘的技术经济指标比较

在新建或改造一座炼钢转炉时，其除尘系统选择干法除尘，还是湿法除尘，以下引用德国鲁奇公司两座次150吨转炉为例。提供干法与湿法除尘的技术经济比较，对设计人员、用户选择除尘方法有一定的参考价值。

（1）基本参数

氧气量 42000 Nm3/h 转炉容量 150 t

年钢产量 1.3x106 t 冶炼周期性 40～50 min

吹氧时间 16~17 min 每天吹炼炉数 30炉

原始炉气量 94000 Nm3/h 燃烧系数 0.1

烟气量 110000 Nm3/h 出汽化冷却器温度 1000 °C

（2）除尘系统相应设备的主要技术数据对比