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1、氧气转炉烟气的综合利用 氧气转炉在吹炼过程中，产生大量烟尘 ，倘若任其放散，就会严重地污染环境 。因此针对转炉烟气具有温度高、一氧 化碳和氧化铁含量高的特点，积极采取 措施加以综合利用，就可以“变害为利， 变废为宝”。烟气、炉气和烟尘的概念 转炉在吹炼过程中产生含CO成分为主体 、少量的CO2和其他微量成分的气体，其 中还夹带着大量氧化铁、金属铁料和其 他细小颗粒固体尘埃，这股高温、含尘 的气流，冲出炉口进入烟罩和净化系统 。在炉内的原生气体称炉气；冲出炉口 后称烟气。转炉烟气具有高温、流量大 、含尘量多、有毒性和爆炸性等特点。燃烧法、末燃法，湿式净化、 干式净化的概念 燃烧法：即炉气冲出炉口
2、进入烟罩后，与足够 的空气混合，使烟气中可燃成分完全燃烧，形 成大量的高温废气，再经冷却、净化，通过风 机抽引排放于大气之中。 未燃法：是炉气冲出炉口进入烟罩，通过控制 使烟气中可燃成分尽量不燃烧，再经冷却、净 化后，由风机抽引送入回收系统贮存加以利用 。烟尘的净化方式也有两种，即湿式净化 与干式净化。湿式净化系统是通水冲洗 烟气中的尘埃，冲洗后的烟气得到净化 ，烟尘形成了泥浆，除去水分加以利用 。干式净化系统可通过尘埃80t转炉OG除尘 系统简介 的重力沉降、离心、过滤和静电等原理使气 与尘分离，净化后的尘埃是干粉颗粒，也可 回收利用。 目前绝大多数顶吹转炉的烟气是采用未 燃法、湿式净化回收
3、系统，称OG系统；有 的也采用未燃、干式净化回收系统，又称 LT系统。OG系统 以串联的双级文氏管为主流程的煤气回收系统 ，简称为OG（OXYGEN CONVERTER GAS RECOVERY）。这是一种湿法净化和回收煤 气的方法，目前世界上90%以上的转炉仍采用 以文氏管洗涤器为基础的OG法。 “OG系统”主要由汽化烟道、一级文氏管、重力 脱水器、二级文氏管、90弯头脱水器、湿旋 脱水器（复式挡板脱水器）、风机等设备组成 。OG系统特点 净化系统设备紧凑。系统设备实现了管道化， 系统阻损小，不存在死角，煤气不易滞留，生 产安全。 设备装备水平较高。通过炉口的微差压来控制 二级文氏管喉口的开
4、度，以适应吹炼各期烟气 量的变化及回收、放散的切换，实现了自动控 制。 烟气净化效率高。 系统的安全装置完善。流程简述 转炉冶炼过程中产生的烟气经炉口活动烟罩捕 集到汽化冷却烟道，由汽化冷却烟道出来的高 温烟气经溢流文氏管后，烟气饱和并降温，经 过重力脱水器，烟气得到初步净化，饱和后的 烟气经R-D可调喉口文氏管、90弯头脱水器及 复式挡板脱水器，烟气进一步被净化，并符合 排放标准，净化后的烟气经室外管道流入煤气 风机，当烟气成分符合回收条件时回收入煤气 柜，否则放散。炉气中所含尘埃为烟尘。汽化烟道简介 汽化烟道主要由活动烟道、炉口段烟道、固定 段烟道、固定段烟道、末段烟道组成。 汽化冷却实际
5、上是把烟道作为余热蒸汽锅炉， 它吸收烟气显热使其降温；同时锅炉产生蒸汽 ，蒸汽进入蓄热器后分配给用户。 汽化冷却可分为全汽化和部分汽化两种。而汽 化本身从循环方式上又分为强制循环、自然循 环及强制循环加自然循环的复合循环三种类型 。汽化冷却的原理 汽化冷却就是冷却水吸收的热量用于自身的蒸 发，通过水的汽化潜热带走受热部件的热量， 使部件得到冷却。倘若采用水冷却，1kg水每升 高1，所吸收的热量仅为4.2kJ；而100 等量 的水变为100 的蒸汽，汽化过程吸收的热量约 为2253kJ/kg，为前者的500多倍。所以汽化冷却 的冷却效率高；大大减少冷却水的消耗量，可 减少到冷却水用量的1/301
6、/100；汽化冷却所产 生的蒸汽可供用户使用；汽化冷却系统利于实 现自动控制。一级文氏管 文氏管即为文丘里洗涤器，亦名快速收尘器， 于1946年开始在工业中应用。它是湿式除尘器 中除尘效果最好的一种。 气体经过喉部的速度一般是在50120m/s的范 围，依靠这样高速把供给喉部喷射速度约 10m/s的液体分散成细小液滴。虽然细小的水 滴很快就加速到和气体差不多的速度，但因以 气流速度运动的尘料和刚产生的水滴之间相对 速度很高，所以在很短促的期间，尘料和水滴 已经能够发生有效的碰撞，而且在喉管之后马上是扩散管，气流被减速， 尘粒和加速了的水滴之间有再次碰撞的 可能性。此外，气流在通过文丘里管喉 部
7、压力减低区域时，已完全饱和甚至过 饱和，到扩散管内，因为速度渐小而压 力升高，水气将以粒子为核而凝结，这 有助于增大粒子的尺寸，同时表面润湿 了的粒子既有利于与液体粘附，也有利 于后面的收集。喉部的尺寸和除尘效率及阻力的关系最 大。喉部直径是按选取的气流速度决定 的。喉部气流速度愈高，除尘效果愈好 ，阻力也愈大。一般认为，对亚微米粒 度的尘粒，需要80120m/s的气流速度， 也有采取高达150m/s的；对于较粗的尘 粒，可取6080m/s。 喉部长度：尘粒和水滴碰撞要依靠它们 之间的相对速度，在喉部的喷水点后， 水滴与气流的相对速度起初是从开始时 的最大值急剧降低，然后下降渐趋和缓 ，当距喷
8、水点一定距离时，水滴的大幅 度加速大体完毕，这时水滴与尘粒的相 对速度已经很小。如再加长喉部，则除 尘效率提高不多，而阻力却显著增加， 故不可过意加长喉部长度。 在OG系统中，汽化烟道过后的文氏管称 作第一级文氏管，其喉部的气流速度一 般在60m/s左右，主要作用为蒸发降温和 除去较粗的尘粒，即起着粗除尘的作用 。其除尘效率可达95%左右。 阻力一般在400600mmH2O。重力脱水器 气流进入脱水器后，因速度降低，并改 变了流动方向，而气流中的水滴仍作直 线加速沉降，当一定直径的水滴沉降速 度大于器内上升气速时，就产生了水气 分离。重力脱水器对细水滴的脱除效率 不高，但其结构简单，不易堵塞，
9、一般 用作第一级脱水设备，起粗脱水作用。 筒体速度一般采用4米/秒，最大不超过5 米/秒。 阻力公式：P=*V2*/（2g）重力脱水器示意图挡板重力脱水器示意图二级文氏管 二级文氏管为可调喉口文氏管，喉部气 流速度为80120m/s，主要作用为除去细 尘和冷凝降温，起精除尘的作用。 二级文氏管捕获尘粒的机理与一级文氏 管相同。 二级文氏管设计是否合理直接关系到整 个OG系统除尘的效果。 二级文氏管的阻力一般在 10001400mmH2O。90弯头脱水器 弯头脱水器主要是利用含污水滴的气流进入脱 水器后，因受惯性及离心力作用，水滴被甩至 脱水器的叶片及器壁上沿壁流下，通过排水槽 排走。弯头脱水器
10、起粗脱水作用。 弯头脱水器进出口可采取方形或矩形截面。 脱水器内的叶片间距的确定直接关系到脱水器 的脱水效率及设备的正常运行，一般叶片间距 太大会降低脱水效率，太小会造成堵塞。一般 情况下间距采用160200mm。弯头脱水器的技术性能 弯头脱水器入口流速应不大于12m/s，出口 气流速度应低于入口，可取8m/s，脱水器 内的截面流速取510m/s。 阻力：90弯头脱水器阻力一般为2030mmH2O。复式挡板脱水器（湿旋脱水器 ） 湿旋脱水器起精脱水的作用，一般用在风机前 作精脱水设备。 在旋风器内，粒子以切线和径向两种运动造成 一条合成抛线。无挡板的合成抛线O-A使粒子 在器壁A处碰撞落下，如
11、果增加了挡板，则抛 线O-A将被截断于B点，缩短成O-B线。使粒子 提前在B点撞落。同心挡板愈多，抛线也愈短 ，则粒子碰撞落下的机会也更多。有助于提高 其粒子清除效率。 粒子为液滴时，落于壁上就形成一层水膜。如 膜过厚，在气流通过时，可能再度使水膜溅出 。增加挡板后，等于增加器壁面积，水膜因而 减薄，不致产生雾沫夹带。 在无挡板的旋风器中，气流在器内环流至少两 至三圈以上，压力损失大。在复挡中，气流经 过挡板仅为3/4圈，在器壁处最多为一圈。故在 同样进口气速下，其阻力较无挡板小。虽然增 加挡板将增加气流与壁面摩擦的阻力，但旋风 器阻力主要来自气流传动，与器壁摩擦所产生 的阻力仅占很小部分。粒
12、子运动轨迹示意图复挡的阻力 P=C*Up2*a/(2g) 式中： C-阻力系数 Up -出口速度 a-进口状态下气体重度 g-重力加速度复式挡板脱水器示意图水封器的作用 防止煤气外逸和空气渗入系统； 阻止各污水管之间的串气； 阻止煤气逆向流动； 可以调节高温管道的位移； 可起到一定程度的泄爆作用和柔性连接 器的作用。因此它是严密可靠的安全设 备。对转炉除尘风机的要求 转炉烟气的净化回收系统中，风机是重 要的动力中枢，是将净化后的煤气放散 或回收利用。转炉除尘风机的工作特点 是煤气含尘量约为（标态100120mg/m3 ，CO含量为6080%，温度在3665%， 相对湿度为100%，并含有一定水
13、雾；同 时转炉又是周期性间断吹氧；基于以上 情况，对风机提出如下要求： 调节风量时，其风压变化不大，在小风量运 转时风机不喘震。 叶片、机壳应具有较高的耐磨和耐蚀性。 具有良好的密封性和防爆性。 具有较好的抗震性。 最好使用变频调速风机，有利于节约电能和 提高风机寿命。水封逆止阀的作用 水封逆止阀安装在回收系统煤气柜之前 ，是阻止煤气倒流的部件。转炉放散烟囱的作用及要求 工业烟囱是用来排放烟气的设备，烟气能以一 定速度排出，同时要考虑与周围建筑物，尤其 是民用建筑物的距离和标高。但是氧气转炉烟 气中含有可燃成分、有毒且易爆炸。所以应注 意以下原则： 一座转炉设置一个专用放散烟囱。 采用钢质结构
14、烟囱，抗震性能好，又便于施工 。 放散烟囱标高均比厂房最高点高出36m。 随着环保要求的提高，烟囱出口处应设有点火 装置，以使煤气燃烧后放散。 为防止煤气发生回火，煤气在烟道内流 动的最低速度应大于回火速度，在 1218m/s为宜，以保安全。80t转炉OG系统技术参数 原始最大炉气量：65000Nm3/h 最大烟气量：150000 m3/h 一文前烟气温度：900 一文后烟气温度：70 一文阻力：5000Pa 二文阻力：1000014000Pa 风机流量：2500 m3/min 风机全压：27000Pa，其中机前压力： -20000Pa，机后压力：7000Pa 一文收缩段喷水流量：200250
15、t/h，供水 压力：0.40.6MPa 一文溢流水流量：50t/h，供水压力： 0.40.6MPa 一文隔热水套水流量：80t/h，供水压力 ：0.40.6MPa 二文收缩段喷水流量：50t/h，供水压力 ：0.40.6MPa 二文喉口喷水流量：200t/h，供水压力 ：0.40.6MPa 弯头脱水器冲洗水流量：25t/h 湿旋脱水器冲洗水流量：25t/h抽风房安全操作规程 1、开新炉前或接班时，必须检查各系统各种 指示联系信号、安全阀、汽包压力表、水位计 、煤气自动分析仪和报警装置处于良好状态。 不得随意自行关闭、损坏、拆卸、调试等不利 于仪器正常运行的行为。 2、开新炉前要将烟道、汽包的积水排除，然 后关闭所有排污阀门，补新水到规定的高度（ 汽包水位加到中限水位，严禁水位过低或过高 操作）。 3、在吹炼过程中要经常与炉前联系，发现问 题要及时协调处理。 4、在锅炉（汽包）运行中要密切注意各水位 计、压力表等仪表状态，发现问题及时汇报处 理。如汽包运行中缺水时，不得立即补水，立 即通知炉前停炼并等锅炉温度下降后再补水。 5、每小时巡视、检查运行中的汽包安全阀启 始压力应在规定值范围内；各水封、各防爆板 必须处于正常状态。巡检时应避免停留在安全 门、防爆装置、法兰盘、水位计等有可能发生 爆炸或泄漏的位置。 6、每班冲洗水位计一次，以免造成假水位， 危及安全。 7、安全阀必须每班手
