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1、转炉煤气净化与脱水工艺姓 名周亚辉单 位龙钢集团炼钢厂申报工种水煤气工申报级别二级二 0 一二年七月八日目录摘要 关键词、F 、前言 第一章 转炉煤气工艺特点.4 第二章 转炉气化冷却和烟气净化工艺规程5 第三章 煤气水封6 第四章 炉口喷雾技术7 第五章 旋流板脱水7 第六章 脱水工艺安全8 第七章 转炉煤气净化与脱水工艺9 结 论9 致 谢 语8转炉煤气回收净化工艺与安全管理作者：周亚辉 摘要 转炉煤气回收利用是炼钢降低工序能耗实现负能炼钢的重要途径之一。氧 气转炉炼钢的主要化学反应是氧与熔池中的碳进行氧化反应，生成co,部分 co与炉内氧生成co2以及氧化铁微粒，随炉气一起从炉口冒出，通
2、过对转炉烟 气进行除尘、净化、脱水后对煤气进行回收,我公司已成功进行六座转炉的煤 气回收利用, 转炉煤气已经普遍应用机组发电、烘烤设备设施等。这既影响煤 气的安全运行，又降低了煤气的热值本文着重论述了转炉气化冷却和烟气净 化工艺现状，并运用发展的眼光，积极采用新技术、新装备提升转炉煤气回收 率，改善工艺条件，实现安全生产。 关键词：转炉煤气；烟气净化；脱水工艺；前言龙钢公司目前转炉煤气利用半干式蒸发冷却塔除尘工艺。通过加强过程管 理，充分利用设备定检定修对设备设施进行维护，扎实做好冶炼间缝的巡检及 时发现并处理问题，有效的提高气化冷却和烟气净化效果。减少转炉煤气含水 量，提高煤气热值和安全利用
3、；减少转炉煤气机械水杂质对风机叶轮的粘附， 可以有效提高风机运行周期。随着科学技术的日新月异，转炉烟气除尘新设备、 新工艺、新技术的也在不断更新，公司要降低炼钢工序能耗，其一提升转炉煤 气回收率，其二提升转炉煤气中co含量，国内先进的钢厂转炉煤气回收率可以 达到吨钢120m?/1,煤气中CO含量可以达到80%，这就是差距；其三转炉煤气降 低饱和水、机械水以及煤气含有的杂质。管理和维护好现有设备设施，同时积 极探索和引进新的管理经验和新的管理技术是当前工作的重点,同时依靠科技 在不断创新中发展,更是我们进步的力量源泉。第一章 转炉煤气工艺特点炼钢冶炼生产过程中副产品转炉煤气，是一种优质的气体燃料
4、。具有燃烧效率高、易于控制的优点。氧气顶吹转炉煤气回收就是将炼钢的烟气经过收集、降温、除尘净化、回收、加压投用。转炉煤气无色、无味、易燃、易爆、剧毒 等特性，且其产量大、热值较高、含12量低、燃烧时不产生水分，不含硫。不仅满足转炉包具烘烤还可广泛用于工业炉窑上。1.1 转炉原始炉气：氧气顶吹转炉炼钢就是向转炉熔池内吹入氧气，以达 到降碳、升温、调硅锰、去磷硫的目的。这个过程实际就是一个氧化的过程， 锰磷硫的氧化物主要存在于炉渣中，而碳的氧化物存在于炉气之中，产生炉气 的反应，化学方程式如下：C+ 1/202 CO ；C+ O2CO2；CO + l/202CO；另外，生石灰的分解CaCO3=Ca
5、O+CO2 ；物料中的水分分解2H20=2H2+02,炉气中还有少量随氧气带入的氮气。吹炼过程溢出炉口的气体叫做转炉原始炉 气。（其含量CO 占 80-90%, CO2 占 10%, O2 占 1-3%, N2 占 1-4%,）转炉的炉气量是随着碳氧反应剧烈程度而不断变化的。一般根据吹炼前后 期气量小,中期烟气大。炉气量与降碳速度成线性正相关。加大供氧强度,采 用多孔氧枪,低枪位操作都会使熔池内供氧量增大,反应剧烈,这样炉气量增 加,反之则减少。另外造渣制度同样关键,坚持加料“多批少量”的原则。以 保证炉内反应平稳。1.2转炉煤气：炉气从炉口溢出进入烟罩时,由于一定量的空气吸入,则 部分CO燃
6、烧成CO2,这时气体叫做转炉煤气，一般烟气量多少与吸入空气量有 直接关系，转炉烟气具有高温、高含尘量的特点，在吸入空气后有部分C0燃 烧,降低了煤气中有效成份。我公司转炉工艺采取半燃法,新系统转炉可以进 行降罩操作,老系统未实现降罩操作,相对比而言新区转炉煤气回收率较老区 高。转炉冶炼产生的烟气含有大量的可燃C0,但由于温度高、含尘量大不能 被直接利用,经过净化、除尘、降温等环节。第二章 转炉气化冷却和烟气净化工艺规程21工艺概况：工艺运行采用计算机PLC自动控制。监控采用NMI监控画 面，有手动干预键盘，用手动干预键盘干预控制主要设备的开关。气化冷却烟 道的炉口固定烟道和活动烟罩采用高压控制
7、热水循环方式，中I段、II段、末 段，采用自然循环冷却方式。转炉本体、氧枪插入口，下料口等采用低压循环 方式，烟气净化采用两级文氏管湿法除尘。2.2系统组成：烟气收集及冷却部分：包括活动烟罩，炉口固定段，中 I段、II段、末段汽化烟道及气化供水系统。烟气净化部分包括一级文氏 管， 90弯头脱水器、二级文氏管、带档渣板90弯头脱水器，丝网脱水器。 余热回收部分：包括气化烟道，汽包、蓄热器、蒸汽管路。除尘风机、烟 囱。2.3 烟气净化系统工艺流程转炉汽化冷却烟道蒸发冷却塔环缝式二文90弯管及 直管旋风脱水器抽风机-烟囱（煤气柜）2.4 采用半干式高效喷雾冷却除尘塔效果2.4.1采用此设备的优点：用
8、半干式高效喷雾蒸发冷却除尘塔替代传统 的一文最显著的效果是系统阻力降低了90%,从35千帕降低到约300帕； 将一文省下的压差加到二文，从而使排放烟气粉尘浓度降低到100或50毫 克/标立米以下（取决于风机能力），也就是重新分配系统阻力可以以非 常低的投入解决转炉扩容、扩装和提高供氧强度引起的风机能力不足、烟囱和 炉口冒烟问题，提高系统的处理能力;如果粉尘浓度已经达标，则可以降低 风机转速，仅将一文改造为塔就可以节电约12kWh/t钢；循环水量最少 降低 50%,甚至采用干收灰后不再有循环水,解决了水处理能力不足、水质 差、水处理运行费用高等问题。2.4.2 配套设施：除尘水采取循环利用水质较
9、差,同时水循环通过冷却塔 容易将填料带入管道易而造成堵塞,因此在除尘水循环系统安装过滤设施。2.5 环缝（隙）式二文工作原理环缝式二文设施采用上行式可调喉口环缝文氏管,包括进口管、收缩管、 喉口、扩散管、出口管、重铊、重铊升降执行机构、密封装置、进水装置,各 段之间采用紧固密封连接。在喉口段内顺装有重砣，在二文出口弯管上方安装 有液压装置，重砣上端通过法兰、连接轴和液压缸连接头与液压装置连接。在 进口管外部设有供水装置，该装置的环形水管则固定在进口管的外壁上，喷嘴 通过阀门和供水支管配置在进口管内，处于重砣的正下方。在进口管外壳顶部 装配有密封装置，重砣由液压装置带动上下移动，使重砣与喉口之间
10、所形成的 断面面积也随之变化，呈线性调节。作为我们公司的当务之急，尽快将完善重锤液压装置，使其能够上下移动， 使通过喉口的烟气流速不变，整个净化洗涤系统稳定运行，可大大提高烟气的 净化效果，减少污染。这样喷咀堵塞机会少，减少维护检修。第三章 炉口喷雾设施3.1 炉口烟气现状目前公司采用半干法一次风机交流变频调速，半干法则采用调节二文喉口 压差的方式进行炉口微差压控制，转炉实际微差压没有自动控制，造成大量烟 气外溢，吸入的空气量多，导致煤气CO含量降低、系统处理的烟气量剧增。 同时还普遍存在炉口粘渣、烟罩漏水、维修量大等问题。3.2 改进措施采用炉口喷雾系统对微差压进行补充控制，主要作用：当炉口
11、压力偏高时， 可起到除尘和降温的作用；当炉口压力偏低时可起到软密封作用，减少吸入的 空气引起一氧化碳燃烧、粉尘颗粒细化和降温的作用；同时可以冷却烟罩、炉 口设备，减少粘渣和漏水；还可以扩大应用于兑铁水、加废钢和出钢时的二次 除尘，从而可以替代或降低二次除尘系统的处理量。由于采用雾化好的喷嘴， 不会有机械水引起爆炸的潜在危险。3.3 操作控制系统配置操作系统可以采用与转炉上位机或转炉PLC系统通讯，完成信号传送，减 少点对点传送可能产生的信号故障及模拟量信号传送损失，方便操作人员在现 场、炉前控制室或风机房完成监控和操作。第四章 煤气水封与持续排水器4.1 溢流水封：即通过一定水位使煤气压力与水
12、封中水的高度达到压力平 衡，以排除煤气中的冷凝水或保持集气管的密封，是整套系统设备的安全保障， 又担负着排出泥水的重要任务。炼钢厂水封根据工艺压力由配套设计，符合工 艺安全技术要求；由于转炉煤气含有的泥尘较多，生产岗位必须每班定期对水 封水位检查，及时清理水封槽底部积泥，保证水封水位。在检修水封时与系统 或其它设备进行隔绝，对设备进行置换及吹除后进行检修。水封附近安装固定 式报警装置，及时发现煤气超压泄漏，确保人员安全运行。4.2 冷凝水封：转炉煤气进出口风管容易积聚冷凝水的地点安装冷凝水封。 转炉煤气系统安装水封有两种类型：一种是敞开式水封槽，在管道下部制作隔 断式水封槽，水槽一侧为高压室，
13、将管道插入槽低，操作方法为定期间断排水； 一种是制作排水器与煤气持续排水器构造一样，连续性进行排水。检修敞开式 水封槽时，打开补水阀门，同时冲入氮气（压缩空气）将槽低积泥冲刷，启动 潜水泵将积泥抽出；如果敞开式水封槽需要进入槽内进行清理积泥，需要办理 受限空间作业票，落实相应的安全措施。持续性排水器维护检修时，断开阀门 法兰，打开排水器两室两侧底部排污阀，进行清理。4.3持续排水器：公司煤气管网战线长、点多、面广，持续排水器较多， 存在运行风险，可以安装防煤气泄漏持续排水器，能够防止煤气泄漏，能够自 动排水；防煤气泄漏排水器能够自动切断并报警，进行集中控制，安装 PLC 控制器连接信号至主控室
14、，可远距离准确判断是何排水器出故障，其二现场安 装报警灯（当煤气泄漏时PLC控制器可发出信号至报警灯报警灯亮现场人 员可直观避免事故发生）；结合我厂冬季特点持续排水器采用蒸汽形式，排水 器本体、排水器进水管及排水管蒸汽伴热和保温，采用蒸汽伴热式防止持续排 水器水分蒸发过快，造成持续排水器缺水被击穿，导致煤气泄漏；防煤气泄漏 水封解决了此类问题。第五章 转炉煤气生产安全管理转炉煤气采用计算机自动控制煤气回收，确保烟气中CO的含量在规定范围 内，提高回收煤气的发热值。在风机后三通阀前安装0、0分析仪，监测烟气 中的C0、0,含量值，煤气回收条件及数据均输入炉前主控室计算机，由计算 机控制全系统的自
15、动回收操作。 0含量是一个重要参数，在实际运行中要控制 煤气中的0,含量在爆炸极限范围之外，确保煤气质量和安全回收。工艺控制中要保证前烧期与后烧期的时间,在回收制度上采用中间回收 法。用前、后烧期烧掉成分不合格的前后期烟气，在前期依靠其烟气冲刷回收 系统的管路，防止煤气与空气在系统中直接大量接触；在吹炼后期抬罩使炉气 尽可能大量燃烧，避免停止供氧时空气大量吸人并与未燃烧的煤气混合而发生 爆炸。转炉煤气回收是不连续过程，炉前操作主控室的煤气回收岗位、转炉风机 房的风机操作工岗位与煤气柜的操作岗位是回收系统中的3个关键环节。煤气 回收岗位要与炉前摇炉工紧密配合，了解熟悉炉前状况，确认冶炼条件是否满 足回收的需要。风机房操作工在回收过程中起承上启下作用，应密切关注风机 运行情况及三通阀回转水封状态，做好巡检工作。煤气柜操作岗位要做好煤气 进出柜的平衡，确保煤气柜的正常运行。风机房、煤气柜出现任何一点有影响 煤气回收的问题，都要把自己岗位的确认开关放到不允许回收煤气状态，正在 进行回收煤气过程中，任一岗位均可控制三通阀动作，使其由回收转为放散。 实际运行中必须有效运行
