转炉煤气蓄热式余热回收系统

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1、转炉煤气蓄热式余热回收系统设计说明书设计者：左宗良，韦梦祺，李鑫慧，孙楠指导教师：于庆波（教授）（东北大学材料与冶金学院，辽宁沈阳110819）作品内容简介转炉吹炼过程产生的高温（1450°C〜1650°C）含尘转炉煤气，是转炉炼钢最重耍的副产品。在转炉煤气回收过程中，煤气首先经过汽化冷却烟道初步冷却，温度降至800°C〜1000°C。继续冋收转炉煤气中温段余热时会有爆炸的危险，因此采用喷水或喷水雾的方式骤冷（降温至200°C左右）及粗除尘。国际上普遍应用的转炉煤气净化回收技术主要有两种：煤气湿法（OG法）和干法（LT法）净化回收技术⑴。这两种除尘方式存在耗水量大，转炉

2、煤气屮温段（＜800°C）余热未被利用的缺陷。本因队通过创新设计，发现采用蓄热式方法可全干法安全冋收转炉煤气中温段余热。团队提出了转炉煤气蓄热式余热冋收系统。该系统主要包括除尘沉降室、三通换向阀、蓄热室换热装置、余热冋收装置、煤气净化冋收装置。其基木原理是将蓄热室技术应用于转炉煤气除尘净化和余热回收。为了分析余热回收系统安全性能，团队对配制转炉煤气进行了最小点火能测定，确保系统安全工作。同时团队编写了蓄热式余热回收系统的设计计算软件。该技术实现了转炉煤气的干法净化，无水化除尘，解决传统除尘技术中水资源浪费问题，实现了传炉煤气中温段余热回收。此项技术在节能、环保等方而都将

3、起到非常积极的作用，使经济和效益并举。而且对该技术的深入研究和推广，对于革新我国转炉煤气冋收工艺，实现新形势下的钢铁工业的节能减排具有十分重要的意义。关键词：转炉煤气；除尘；净化；余热冋收；蓄热室联系人：左宗良联系屯话：13664137483EMAIL：zuozongliangneu@163.com1研究背景及意义国家“十一五”发展规划纲要中明确指出，钢铁行业要“按照控制总量、淘汰落后、加快重组、提升水平的原则，加快调整原材料工业结构和布局，降低消耗，减少污染，提高产品档次、技术含量和产品集中度”⑵。2012年我国粗钢产量达7亿吨，己经连续17年保持卅:界第一。钢产量快

4、速增长的同时，炼钢副产品的量也迅速增加，对它们的回收与利用，不仅是发展循环经济、实施清洁生产以及国家可持续发展的要求，也是企业节能减排和降低成本的内在需要。氧气转炉炼钢采用吹氧冶炼。在转炉吹炼过程屮，会产生高温（1450°C〜1650°C）、含尘且含有CO的转炉煤气，是转炉炼钢最重要的副产品之一。高温转炉煤气含有高温显热和化学潜热，可供回收利用。近年来，国际社会对环境保护的力度H益加大，国家对“节能减排”工作关注度逐年加强，我国转炉炼钢烟气净化系统亟待升级，工艺系统节能优化及余热冋收势在必行。回收和利用好转炉煤气对于炼钢节能降耗，减轻环境污染意义重大。2国内外转炉煤气除

5、尘净化技术现状氧气转炉炼钢采用吹氧冶炼，在转炉吹炼过程中，炉口排出大量棕红色的浓烟即为高温含尘转炉煤气（温度可达1450°C）。烟气中含有大量的CO和少量的CO2及微量其他气体成分,其屮还夹带着大量氧化铁、金属铁粒和其它细小颗粒的固体粉尘。高温含尘煤气被转炉上方的活动烟罩收集起來，送入汽化冷却烟道，经冷却后降温至800°C〜1000°C左右。目前国内外对转炉煤气的净化，主要采用煤气湿法回收净化技术（OG法）和煤气干法净化回收技术（LT法）。1962年OG湿法转炉煤气除尘回收技术由日本新日铁和川崎重工联合开发研制成功，此后OG湿法一直不断改进与完善：由双文・RD喉口技术逐

6、步改进为双文・RSW喉口技术，发展到了今天新型塔文技术，0G湿法转炉煤气除尘与回收技术以其成熟稳定、安全可靠、操作简易的优势迅速在全世界范围内得到了推广。目前，在国内被广泛应用的新型转炉煤气0G塔文除尘与冋收工艺流程图，见图U从转炉炉口烟罩收集的1450°C〜1650°C的高温转炉烟气，首先进入汽化冷却烟道，经冷却降温至800°C〜1000°C,同吋回收蒸汽；然后转炉烟气进入喷淋塔进行喷水冷却和粗除尘，通过循环水直接喷淋，将转炉烟气灭火、降温至75°C；然后转炉烟气继续进入RSW环缝口J调喉口文氏管，精除尘；净化后的转炉烟气进入脱水器脱除机械水后，经过管道送入引风机；引

7、风机后设有回收阀组，以烟气中的CO和02含量作为设定值，不合格的烟气切换至放散侧经烟囱放散，合格的煤气切换至回收侧，通过管道往煤气柜储存。图1转炉煤气“OG”法回收流程图⑶OG湿法转炉煤气除尘与回收技术存在一些先天的缺陷：如系统阻力损失大、能耗高、需要庞人的循环水处理系统等。考虑到OG湿法除尘的缺陷，国内外近年来发展起來的干法除尘工艺，是由西德鲁奇、蒂森公司60年代联合研发的，简称LT法。相比较OG湿法除尘，LT干法除尘具有节水省电、除尘效率高（粉尘排放指标＜10mg/Nm3）的优点，典型工艺流程图见图2。LT法工艺流程：烟气进入汽化冷却