转炉干法煤气净化回收技术在国内外的应用

转炉干法煤气净化回收技术在国内外的应用

符宁

(中冶京诚工程技术有限公司能源环保工程技术所) 100176

摘要：介绍到目前为止，国内转炉煤气干法净化回收系统的发展情况，以及国内转炉煤气干法净化回收系统运行中普遍存在的问题，结合宝钢、首钢京唐针对国内转炉煤气干法净化回收系统出现的问题，出国考察介绍国外钢厂转炉煤气干法净化回收系统运行情况。并结合国内外系统运行情况，分析国内外转炉干法煤气净化回收系统中出现的问题和对策，以及今后转炉煤气净化回收系统的发展趋势。

关键词：蒸发冷却器 静电除尘器 卸爆阀开启

从目前我国新建、改建转炉炼钢工程中煤气净化回收技术的发展情况看，湿法系统依然占居市场主导地位，但近几年来，随着节能降耗，循环经济的大环境下，国家对有关企业的生产过程提出了更高的环保要求；此外，企业也开始重视自身节能降耗，科技现代化、装备水平先进化等方面的需要。因此，国内许多钢铁企业已经意识到采用和推广干式煤气净化回收技术的重要性。干法系统在国内得到很大的发展。

国内已建成和在建的转炉干式煤气净化回收系统业绩表

以中冶京诚为例，2006年全年转炉煤气净化回收系统设计项目中，转炉干法煤气净化回收系统占1／4。转炉干法煤气净化回收系统的优势和先进性，在实际工程中得到充分的体现，越来越多的企业在新建和改建项目开始考虑转炉干法煤气净化回收系统。

在国内已投产的最初转炉干法煤气净化回收系统，由于生产和操作习惯的不适应，出现转炉氧枪提枪频繁，电除尘器卸爆阀频繁开启，设备腐蚀和老化，除尘效率下降等事故。致使影响炼钢生产节奏。使人联想到转炉干法煤气净化回收系统不适应中国国情，拖生产后腿。在企业中产生了一些负面影响。

针对各种传言，宝钢在2005年初由宝钢副总经理赵周礼带队，对德国的蒂森钢厂、奥地利的林茨钢厂、韩国的光阳厂的转炉干式煤气净化回收系统进行了考察。宝钢考察组得出结论：

一考察三个炼钢厂转炉干法煤气净化回收系统投运时间最早为1987年，都能保持稳定的运行实绩。其烟气排放浓度一般都在50mg／Nm³以下，进煤气柜煤气粉尘浓度可以稳定在10 mg／Nm³以下。

一由于逐渐的腐蚀和老化，电除尘器的内部结构需要定期更换，以保证除尘效果。

一新技术的运用和掌握过程，本身也是一个不断优化和创新的过程，尤其是像转炉干法煤气净化回收系统这种对操作参数很敏感的系统，需要仔细选取控制参数和模式。在这个过程中需要工艺和设备、现场和专业人员紧密联系、相互支持和协作。

一考察的三个炼钢厂对转炉干法煤气净化回收系统设备都采取了定期检查，以预防维修为主的方式。在正确使用、科学和及时维修的条件下，转炉干法煤气净化回收系统的日常维护并不复杂，工作量也不大。

京唐钢铁公司在确定转炉煤气净化回收的方式时，分别对国外有代表性欧洲的干式和日本的湿式转炉煤气净化回收系统进行考察和调研，针对电除尘器卸爆阀开启频率做了调查，最终还是采用于法。

为了解欧洲炼钢干法除尘技术的进展，首钢京唐钢铁公司派出考察组，由副总经理王新华带队于2006年7月下旬对德国蒂森一克鲁伯公司的：Beeckerwerth钢厂、德国Salzgitter钢厂、奥地利奥钢联的Linz钢厂、斯洛伐克美钢联的：Kksich钢厂进行了参观考察，此外还与国外主要干法除尘设备制造商Lurgi—Bischoff公司和SIEMENS—VAI公司进行了相关技术交流。

京唐钢铁公司考察得出的结论：

京唐钢铁公司转炉炼钢采用干法除尘工艺与湿法除尘工艺相比，干法除尘在降低能耗、

减少占地、改善环境、降低运行成本、烟尘再利用等方面具有十分显著的优势。

通过此次考察，可以认为常规转炉炼钢流程采用干法除尘已趋于成熟、完善，欧洲钢厂除尘系统卸爆发生率己能够控制在可以接受的程度，且卸爆多是因为废钢带入水分造成的。

对于吹炼开始后和停吹后再开吹时由于炉气中CO与系统内的空气混合，造成的系统卸爆，所访问欧洲钢厂通过设定“前烧期”和开吹后采用较小氧流量控制方法，已基本能够杜绝此类卸爆发生，这对于京唐钢铁公司脱碳转炉采用于法除尘防止卸爆，具有很好的借鉴意义。通过两次访问得出的结论，在国外干法除尘工艺已非常稳定，趋于成熟完善，主要表现为：

除尘效果好，在两次的访问中，考察组成员仔细地对炼钢过程放散烟囱排出的气体颜色进行观察、拍照、录相。通过现场观察，在放散烟囱上口看不到烟尘放散迹象(微红色烟气)。

生产稳定，设备和操作事故极少发生。两次考察访问中着意询问了干法除尘系统的稳定性和常见事故情况，各钢厂均反映其除尘系统生产稳定，设备和操作事故极少发生。

卸爆次数控制在每月l～3次，目前已能够将干法除尘系统发生卸爆次数控制在1～3次／月，在所访问各钢厂中，发生卸爆主要是因为废钢带入水分造成的。目前欧洲钢厂废钢装入比高，且大量使用废旧家电、汽车、饮料罐等薄板制品压制成的废钢压块，在雨季和冬季容易积存水分，加入转炉内与铁水混合，带入的H₂O被[C]还原为H₂和CO，在开吹前进入静电除尘器并与空气混合，造成卸爆。所访问钢厂反映，卸爆主要发生在装铁水后至开吹前这段时间，且多在冬、夏季发生。

愈来愈多钢厂采用干法除尘。与传统湿法除尘相比，干法除尘具有能耗低、占地少、运行成本低、烟尘回收处理容易、劳动条件好等优势，近年来随着该项工艺技术不断完善和趋于成熟，愈来愈多的转炉炼钢厂开始采用干法除尘。

在国内投产比较早的，几套转炉干法煤气净化回收系统都出现各种各样的问题，宝钢4、5号转炉放散排放超标，莱钢电除尘器卸爆频繁，江阴也一度出现电除尘器卸爆频繁现象。

国内系统同国外系统在使用上，为什么出现这么大的差别?我们认为有几点需要注意：

蒸发冷却器不但是能够降低煤气温度，而且还起到调质的作用，有效的降低烟尘的比电阻，使电除尘器的除尘效率得到最佳发挥。起到关键作用的是两相流雾化喷嘴。目前国内降温效果不好的问题都出现在喷嘴这个环节上。问题一，蒸汽压力低，达不到设计值。雾化能力减弱，雾化角度减小，水滴粒径大，水不能全部蒸发，烟气中含水(机械水)量增加，造成蒸发冷却器内湿壁，积灰。问题二，喷嘴使用一段时间后，喷嘴堵塞，雾化能力减弱，雾化角度减小，水滴粒径大，水不能全部蒸发，烟气中含水(机械水)量增加，造成蒸发冷却器内湿壁，积灰。

解决的方案，提高蒸汽压力，保证喷嘴在设计范围内工作。在每个喷嘴的供水管上增加流量计，监测喷嘴的水流变化，发现异常，及时检查更换。

电除尘器是一种高效除尘器。要保证电除尘器长期高效、稳定运行，电除尘器的设计、制造、安装、调试、运行管理和维护都必须正确合理，其中一个或多个环节欠缺，势必对电除尘器性能产生影响。

电除尘器制造安装调试是十分重要的环节，要由具有专业知识，具备相当经验的队伍承担，才能使极线平面和极板平面平整，极板、极线框架的连接可靠、振打力传递良好，同极距和异极距满足要求。重视和管理不够，各厂均缺少健全电除尘器专业化管理和维护组织，电除尘器带病运行，小修拖到大修，大修等待资金，这无疑对保证电除尘器持久稳定和高效运行不利。另一种原因是电除尘器内部腐蚀，气体分布板积灰堵塞等，其原因是由于蒸发冷却器喷嘴故障造成的，大量的水(机械水)随烟气进入电除尘器，在吹炼间隙时，冷凝结露，挂在空气分布板、极板、极线上，造成腐蚀。解决的方案，增加极线厚度，采用耐腐蚀的合金材料制造极板、极线，及时检修和更换喷嘴。

电除尘器卸爆阀的控制，对国内一些钢厂二次下枪后，引发干式煤气净化回收系统电除尘器卸爆阀的开启，造成冶炼终断。开吹前的卸爆主要与季节有关，是废钢中含雨水、雪多造成的。国外他们的应对措施主要为：坚持先加废钢后兑铁水，减少入炉的废钢量，控制废钢比在20%以下。

补吹卸爆与操作有关，应对措施是采用高氧枪位和小氧量，在1min内氧气从零增加至550Nm³／min，然后为每30s增加50Nm³／min，再下枪间隔时间大于2min。针对国内冶炼操作习惯用二次下枪进行补吹，在我公司设计的控制软件中，专门增加了补吹模式，即高氧枪位和小氧量。通过几个工程的实践，效果是明显的。

目前国内设计、施工、生产结合上还没有建立起畅通的信息交流渠道，设计人员的设计参数设定同生产一线结合不够，运行跟踪、回访机制有待加强，生产一线的需求不能及时得到满足。

生产人员技术水平的提高，生产人员的专业知识和技术水平需提高。从国内的情况看，生产人员的专业知识和技术水平高，出现事故的概率就低，损失也小。生产人员的专业知识和技术水平低，出现事故的概率就高，损失也大。

科学生产和科学管理，采取了定期检查，以预防维修为主的方式。杜绝超负荷运行，带病运行，及时维护检修，我们的设备运行水平相信也能达到国外水平。

目前阻碍转炉干法煤气净化回收系统应用的因素，国内的系统几乎均由国外公司技术集成，提供关键设备，国内设计单位只作工厂设计和部分设备转化设计。每个系统都需要花费大量的外汇，投资相对比较大。

要使转炉干法煤气净化回收系统在国内得到广泛的应用，就必须走自主技术集成，在消

化吸收的基础上，自主创新，工艺技术和设各国产化。

中冶京诚工程技术有限公司经过多年的积累，和几代人的努力，目前以达到自主设计集成转炉干法煤气净化回收系统的能力，为从100吨～300 吨转炉配套干式煤气净化回收系统，研制开发形成真正的干式系统一全蒸发式煤气净化回收系统。

全蒸发式煤气净化回收系统具有优化简洁的系统配置，具有自适应功能的控制软件，使得干法除尘系统的运行更加符合炼钢工艺的实际变化情况，充分发挥其除尘效率高、综合运行费用低、能源回收利用率高等优势，干法除尘可以部分或全部补偿转炉炼钢过程中的能耗，有望实现转炉低能炼钢或负能炼钢的目标，已成为今后的发展方向，将逐步在炼钢生产中得到广泛应用和推广。