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转炉煤气干法净化回收技术应用前景广阔

转炉煤气干法净化回收技术应用前景广阔

分类:
行业资讯
来源:
发布时间:
2018-12-28

转炉煤气干法(LT法)净化回收技术应用前景广阔:烟尘中金属铁约占13%,FeO约占68.4%,Fe2O3约占6.8%。特别在吹炼中期CO体积分数高达80%以上,一般情况下,转炉煤气成分中CO的体积分数约占55%~66%,当CO在60%左右时,其热值可达8MJ/m3,而每吨钢烟尘量一般为10~20kg/t。在采用吹氧冶炼的氧气转炉炼钢过程中,其烟气量、烟气成分和烟气温度随冶炼阶段呈周期性变化。由此可见,转炉煤气中CO含量很高,烟尘中铁含量也很高,具有很高的回收利用价值。

     国内外概况和发展趋势:目前,氧气转炉炼钢的净化回收主要有2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。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。

     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。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OG法转炉煤气净化回收技术。其烟气经冷却烟道进入烟气净化系统,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,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/m3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,将其含尘质量浓度降至10mg/m3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,LT法系统主要是由烟气冷却、净化回收和粉尘压块3大部分组成,烟气经冷却烟道的温度由1450℃左右降至800~1000℃,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,烟气温度通过蒸发冷却器后降至180~200℃,同时通过调质处理,降低了烟尘的电阻率,收集了粗粉尘。德国鲁奇公司和蒂森钢厂在上世纪60年代末联合开发了转炉煤气干法(LT法)净化回收技术。烟气经过这一初步处理后,进入圆筒型电除尘器,进行进一步净化,使其含尘质量浓度降至10mg/m3以下,从而达到最佳的除尘效率。

      蒸发冷却器和圆筒型电除尘器捕集的粉尘,经输送机送到压块站,在回转窑中将粉尘加热到500~600℃,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法与OG法相比的主要优点:一是除尘净化效率高,粉尘质量浓度降至10mg/m3以下;二是该系统全部采用干法处理,不存在二次污染和污水处理;三是系统阻损小,煤气发热值高,回收粉尘可直接利用,降低了能耗;四是系统简化,占地面积小,便于管理和维护。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,从而获得世界各国的普遍重视和采用。

     LT法净化回收技术在国际上已被认定为今后的发展方向,有望实现转炉无能耗炼钢的目标,它可以部分或完全补偿转炉炼钢过程的全部能耗,另外,从更加严格的环保要求和节能要求看,由于OG法净化回收系统存在着较多的缺点,它将逐渐被LT法净化回收系统取代。

     我国到目前为止,除宝钢三期工程转炉煤气净化回收系统采用引进的LT法净化回收技术之外,除尘效果均不够理想,基本上都采用OG法净化回收系统,影响用户对煤气的使用,因此许多厂家在系统后部另设置了湿式电除尘器进行精除尘,以保证含尘质量浓度降至10mg/m3以下。

      莱芜钢铁公司2003年8月与德国鲁奇公司、西安重型机械研究所合作,建设120t转炉煤气干法净化回收系统,2004年投入使用,经济效益显著。国内许多钢铁公司已经意识到LT法净化回收技术的优越性。目前,包头钢铁公司和太原钢铁公司的转炉煤气干法(LT法)净化回收系统正在建设中,宝钢、攀钢、首钢和天铁等企业也准备采用此项技术。

市场需求及推广应用前景

      以上转炉一部分采用湿法净化回收系统,除尘系统大部分能耗高,转炉煤气回收率低,污水处理复杂,污泥均未合理地综合回收利用,而另一部分转炉根本没有转炉煤气净化回收装置。我国自20世纪60年代发展氧气转炉以来,到1989年为止,已先后建设投产的转炉达137余座,转炉钢产量占全国钢产量的60%~70%,其中150t至300t大型转炉8座,产钢量占转炉的20%,50t到120t中型转炉17座,产钢量占转炉的24%,而小于50t的小型转炉达112座,占转炉钢产量的56%(尚未考虑近几年新建转炉项目)。

      我国在转炉煤气湿法(OG法)净化回收的技术上,已积累了丰富经验,在此基础上消化移植宝钢三期引进的转炉煤气干法(LT法)净化回收技术,加速我国转炉干法电除尘系统的开发,是当务之急。因此,在我国转炉上积极推广转炉煤气干法(LT)净化回收技术具有很宽广的应用前景。随着我国工业的发展,能源的紧缺,钢材需求的矛盾日益突出,如果普遍推行转炉煤气干法(LT法)净化回收技术,全年除尘耗电可减少近3亿kW·h;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35kg左右,可望实现低能或无能炼钢,更值得注意的是干法回收的粉尘,热压块成形后可直接返回转炉代替废钢或矿石作冷却剂,直接回收其金属铁,可增加年钢产量30万t。

        经济效益和社会效益分析:我国目前广泛采用的转炉湿式除尘系统,除宝钢外,一般大、中型转炉除尘吨钢耗电平均为6kW·h,小型转炉除尘耗电平均10~15kW·h。转炉煤气的回收率很低,转炉除尘的污水处理复杂,污泥均未合理地综合利用。根据宝钢转炉煤气湿法净化回收系统及干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1.1kW·h,节水3t,并可回收10.5kg含铁75%以上的烟尘和相当于20L左右燃料油的优质煤气。如果1个年产300万t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3项合计的年经济效益,按保守的估计也在1700万元以上。其中:节约工业用电900万元,节约工业用水132万元,节约生产费用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。

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