转炉炼钢煤气回收

转炉煤气回收工艺简介
转炉煤气柜：
在转炉煤气回收工程中，煤气柜是主要设备之一，它可以 起到以下三个作用： 1）贮存： 转炉生产中产生的煤气是很不稳定的。产气是间断性的， 气量也是波动的。同时煤气回收后当作燃料(或原料)使用，用 户的用量也可能是波动的。为了解决产气与用气之间经常变化 的矛盾，设置一个具有一定容量的贮气柜，起到调节气量的作 用，可使燃料得到充分利用。 2）稳压： 转炉煤气在净化过程中，压力是波动的。如直接送往用 户，将造成燃烧设备极不稳定。回收的煤气先送入贮气柜， 然后再输送到用户，可以达到稳压要求，燃烧设备比较容易 控制。
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安装在汽化冷却烟道上的双介质喷嘴：
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圆筒式干式电除尘器
圆形干式电除尘器是为除掉含有CO烟气中的细粉尘专门开发研制的。
电除尘器是在电场的作用下,使两极(阴极和阳极)间的气体电离,产生
大量的自由电子、正负离子，致使通过电场的烟气尘粒与所电离的粒子 结合成荷电，随后荷电粒子在电场力的作用下分别向异极电极移动，从
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姓名：黄海浪
部门：炼钢作业部
日期：2014-7-16
转炉煤气回收工艺简介
目 录
1
炼钢煤气回收工艺简介
2
转炉煤气回收工艺主要设备及工作原理
转炉煤气回收的影响因素分析 转炉煤气回收操作难点 运行存在的主要问题
3
4 5
6
事故处理及预防
炼钢作业部
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第1章 转炉煤气回收工艺简介
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煤气冷却器：
当切换站将烟气切换至回收侧时，净化后的煤气温度约 在170℃左右，进入煤气冷却器后，通过冷却水的直接喷淋 冷却，温度可降至70℃以下。对净化煤气进行冷却降温处理 ，其目的是为了使煤气在煤气柜的容积尽可能小，同时还可 以进一步降低烟尘含量，在10mg/Nm³以下。 煤气冷却器为一竖直的圆筒形结构，主要作用是使净化 后的转炉煤气降温。净化后的转炉煤气从煤气冷却器筒体下 部进入，上部流出，冷却器排出的冷却水经降温后循环使用 。冷却后煤气通过管网送入煤气柜。
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莱钢生产实践中对比干法除尘与湿法除尘的效益分析：
从图中可以看出，每年每套干法系统较湿法节省运行费用 和多回收煤气效益之和为1060万元（4.91元/吨）。另外，干 法除尘的外排粉尘含量6.6mg／m3，湿法除尘的外排粉尘含 量100mg／m3，环保效益也十分显著。此外，由于煤气中的 粉尘含量低，为煤气并网也带来一部分延伸效益。
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除尘风机：
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切换站:
切换站原理上是一个干式运转的阀门站，主要由两个严 密密封的具有调节性能的杯形阀组成，负责在烟囱和煤气柜 之间进行快速切换，以回收尽可能多的转炉煤气。由煤气成 分分析仪自动控制。 切换站主要由放散侧杯形切换阀和回收侧杯形切换阀组 成，当烟气中CO含量大于35％，且氧含量小于2％时，回收 杯阀打开，放散杯阀关闭，进行煤气回收，否则回收杯阀关 闭，放散杯阀打开，进行煤气点火放散；杯形切换阀由与控 制系统连接的液压系统驱动。在切换站回收侧杯形切换阀后 设电液隔断阀，方便设备检修。
(3)干法净化后的烟气含尘量考核值平均在0.2mg/Nm³以 下，远低于国家规定的排放指标（100mg/Nm³）；煤气回 收CO含量高；
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(4)风机寿命长：由于净化后气体含尘量低，因而风机使用 寿命长，维护工作量小； (5)系统阻力小，包钢210t转炉干法除尘系统阻力约7500Pa， 为原湿法的37.5%，吨钢耗电量将相应减少了5kW·h，能 耗低；
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我厂初步设计中，设计吨钢回收转炉煤气100m³/t，热值 7200kJ/m³，年煤气回收量：300万t*100m³=30000万m³。
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第2章 转炉煤气工艺主要设备及工作原理
2.1 工艺流程
我厂转炉烟气净化系统采用“LT”干式电除尘工艺，转炉
与除尘风机的配置为1炉1机制，共2套。
1.1 转炉主要的煤气净化回收技术：
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。目前，氧气转炉炼 钢的净化回收主要有两种方法，一种是煤气湿法（OG法） 净化回收系统，一种是煤气干法（LT法）净化回收系统。
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日本新日铁和川崎公司于上世纪60年代联合开发研制 成功了“OG”法转炉煤气净化回收技术。该系统主要由烟气 冷却、净化、煤气回收和污水处理等部分组成。其烟气经冷 却烟道进入烟气净化系统（包括2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，净化后 的煤气被回收，储存在煤气柜内使用。带烟尘的污水经分离、 脱水等处理后循环利用。
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莱钢生产实践表明“LT”系统相比“OG”系统有以下优点：
（1）“LT”系统净化后的烟气含尘量平均在6.6mg／m³，煤 气可直接供给使用。“OG”法净化后煤气含尘量在100mg／m³， 使用前需净化后方能使用。 （2）由于净化后气体含尘量低，因而风机使用寿命长，维护 工作量小。 （3）“LT”系统阻力约7500Pa，湿式系统阻力约20000Pa， 因此“LT”系统耗电量为3.05kWh／t，较湿式系统节省3.72kWh ／t。 （4）“LT”系统耗水量约0.05m³／t，是湿式系统的1／5左 右，整个系统没有污水。 （5）“LT”系统由于控制程度高，煤气回收时切换速度快， 其煤气回收量高，吨钢可回收热值8360kJ／m³煤气91.4m³，较湿 式系统多回收21m³。
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LT法的优缺点：
1) 优点：
(1)煤气含尘浓度低，一般在10mg/m³以下，可以直接送 用户使用。由于煤气的含尘浓度低，为煤气并网也带来
一部分的延伸效益，可以省去并网前的精除尘及降低对
管网的磨损； (2)由于控制程度高，煤气回收时切换速度快，提高了煤
气回收量，吨钢可回收煤气较湿式系统多回收15~30m³；
而使烟气中的尘粒与气体分离，净化了气体，而荷电尘粒沉积于极板表
面，当极板上的粉尘越积越厚会使极板间距变小，这时启动振打装置将 极板表面上的灰尘振落，再由刮板链条输送到细灰储灰仓。 从电除尘器的工作原理可以看出电除尘器的工作过程为：气体电离 →尘粒荷电→荷电粒子在电场力的作用下向异极方向移动→荷电粒子沉 积于极板、极线→振打极板灰尘。
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蒸发冷却器除了冷却烟气外，还可依靠气流的 减速，以及进口处水滴对烟尘的润湿将粗颗粒的烟 尘分离出去，达到除尘的目的。灰尘聚积在蒸发冷 却器底部由链式输送机输出。蒸发冷却器还有对烟 气进行调节改善的功能，即在降低气体温度的同时 提高其露点，改变粉尘比电阻，有利于在静电除尘 器中将粉尘分离出来。 蒸发冷却塔布置在炼钢主厂房内。
干式静电除尘器设在炼钢主厂房外。
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另外，在干式电除尘器进风口和出风口上方分别设
计3个φ1200mm的泄爆阀，当电除尘器内部发生煤气爆
炸使压力达到5000Pa时泄爆阀自动打开卸压，减少过 压对壳体及内部构件造成的破坏。 电场的工作原理
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阴极丝和阳极板
阴阳极振打
泄爆阀
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蒸发冷却塔： 转炉冶炼时，含有大量CO的高温烟气冷却后才 能满足干法除尘系统的运行条件。蒸发冷却器入口 的烟气温度为800～1000℃，出口温度约为180℃才 能达到静电除尘器的条件。为此，采用12个双介质 喷嘴对高温烟气进行雾化喷水冷却。喷水量可根据 进入蒸发冷却器内的干燥气体的热含量随时调整。 通入的蒸汽使水雾化成细小的水滴，水滴受烟气加 热被蒸发，在汽化过程中吸收烟气的热量，从而降 低烟气温度。
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“OG”法工艺系统缺点：
由于该系统全过程采用湿法处理，技术存在以下
几个缺点：
一是处理后的煤气含尘量较高，高达100mg/m3，要 利用此煤气，需进一步净化方能使用； 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，所以能耗大，占地面积大，环保
治理及管理难度较大。
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பைடு நூலகம்
“LT”法工艺 德国鲁奇(Lurgi)、蒂森(Thyssen)二家公司在上世纪60年代末联合 研发出转炉煤气干法（“LT”法）净化回收技术。LT是Lurgi和 Thyssen的缩写。1980年最先成功的在Thyssen的400t转炉投入使用。
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“LT”法系统主要是由蒸发冷却塔、静电除尘器、除尘风
(6)节水：干法系统循环水量是湿法的28%；耗水量约
0.05t/t钢，是湿式除尘系统的1/5左右。整个系统实现了 污水零排放；
(7)节电：干法系统的总电负荷是湿法的52%，大大节约了电
耗；
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(8)相对于湿法，增加了含铁粉尘的回收量和减少了运输成
本；
(9)没有水处理系统，减少了占地面积，整个工程总占地面 积约6000㎡，约为湿法的1/2,，节省了征地费用； (10) 避免了二次污染； (11) 由于节省运行费用、多回收的煤气及减少放散、避免
了二次污染，环境效益、经济效益显著。
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1.2 “LT”法在我国各钢厂的应用
由于转炉干法除尘技术节水节电、除尘效率高，有利于保 护环境，能降低生产成本，提高经济效益和社会效益。1994
年，我国宝钢二炼钢最先引进LT法回收技术。此后，山东莱
芜钢铁公司、包钢二炼钢等转炉先后也采用了该技术。国内， 宝钢、莱钢、包钢等钢铁厂在对该技术应用上已经比较成熟。 莱钢从2002年底开始酝酿转炉采用干法除尘技术。2003年 完成施工图设计和控制系统的软件编程。2004年7月建成投产，
其工艺流程如下：
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2.2 主要设备及工作原理
汽化冷却烟道：
转炉汽化烟道（也称为余 热锅炉）是转炉炼钢的主要配 套设备之一，该设备在工作时 要最大限度地收集高温烟气， 高温烟气的温度在1400摄氏度1600摄氏度，这些烟气在循环 泵产生的负压作用下，在汽化 烟道内流通，带有火星未燃烧 尽的钢渣进入燃烧室，之后烟 道内的温度在800摄氏度左右， 然后烟气随着烟道出口进入蒸 发冷却塔。
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除尘风机:
干法烟气净化回收的一个重要特 点是系统阻力小，因而可以采用轴流 式风机，利于泄爆，而且电功率低， 并且这种风机具有效率高、气流为直 线型的优点。 为适应生产中气量的变化和回收 、放散时的压力变化，采用的轴流风 机必须是调速型的。风机转速的变化 是靠变速电动机实现的，除尘风机露 天布置。
进行进一步净化，使其含尘质量浓度降至15mg/m3以下，从而 达到最佳的除尘效率。
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在静电除尘器内净化的烟气经除尘风机进入切换站。当 煤气成份不符合回收要求时，煤气经放散烟囱点火放散，烟
尘排放浓度小于15mg/Nm³ ，当煤气成份符合回收要求时，
煤气进入煤气冷却器，温度降至70℃以下直接送入煤气柜， 煤气含尘浓度小于10mg/Nm³。 蒸发冷却塔和电除尘器收集下的粉尘通过输灰装置排出， 可送至烧结直接利用。
对3*120t转炉使用了干法除尘，而投产后10天就达到设计能力，
并持续稳定地生产。至今三套“LT”系统均已通过了考核验收。
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2) 缺点： (1)系统复杂，从而要求设备、仪表仪器质量高，以满足生 产要求；对施工质量要求也高； (2)要求管理和操作水平高，必须对管理和操作人员进行较 完善的培训，并在实际生产中达到熟练操作和维护；并且要 与炼钢工艺操作紧密配合和协调，杜绝野蛮操作； (3)一次投资高。 从以上特点分析,氧气转炉煤气干法净化回收技术具有 独特的优越性，所以被越来越多的国家所采用以取代湿法。 采用干法净化回收技术，不但经济效益明显，且环境效益也 好。
机、切换站、煤气冷却器等几部分组成。
转炉1500℃的高温烟气经汽化冷却烟道冷却至800~1000℃ 后，然后进入烟气净化系统。烟气净化系统由蒸发冷却塔和圆 筒型静电除尘器组成，烟气温度通过蒸发冷却器后降至 170~200℃，同时通过调质处理，降低了烟尘的电阻率，收集
了粗粉尘。烟气经过这一初步处理后，进入圆筒型静电除尘器，