轉(zhuǎn)爐除塵設(shè)計畢業(yè)論文

1、目 錄前言21. 國內(nèi)外轉(zhuǎn)爐煙氣除塵技術(shù)的發(fā)展和現(xiàn)狀31.1濕法系統(tǒng)31.2干法系統(tǒng)52. 新型轉(zhuǎn)爐煤氣凈化回收72.1雙層濾料床過濾除塵器7 2.2轉(zhuǎn)爐煤氣凈化回收和余熱利用新工藝93.結(jié)語10參考文獻11前 言我國現(xiàn)有600多座轉(zhuǎn)爐，年產(chǎn)鋼超過4億噸，節(jié)能減排潛力巨大。目前我國絕大多數(shù)轉(zhuǎn)爐的轉(zhuǎn)爐煤氣凈化采用較為落后的濕法（以下簡稱老og）除塵，耗水耗電量大，是鋼鐵工業(yè)節(jié)能減排的薄弱環(huán)節(jié)。除了老og除塵之外，近年來我國新建轉(zhuǎn)爐采用了第四代濕法（以下簡稱新og法），以及引進的千法（以下簡稱lt法）：使轉(zhuǎn)爐煤氣凈化技術(shù)取得了突破性進展。在轉(zhuǎn)爐煤氣凈化技術(shù)引進的同時，國內(nèi)多家設(shè)計研究單位進行了吸收

2、開發(fā)，目前轉(zhuǎn)爐煤氣凈化的lt法、新og法除引進少量關(guān)鍵技術(shù)和部件，大量的設(shè)備設(shè)計、系統(tǒng)設(shè)計立足于國內(nèi)，甚至新og法基本實現(xiàn)全國產(chǎn)化。對我國轉(zhuǎn)爐煉鋼節(jié)能減排、實現(xiàn)負(fù)能煉鋼起到了積極的推動作用。但是我們?nèi)郧逍芽吹?，轉(zhuǎn)爐煤氣凈化發(fā)展到今天，這些技術(shù)包括引進技術(shù)都不同程度的存在一些問題、或有值得改之處，這是我國鋼鐵工業(yè)節(jié)能減排要追求和持續(xù)研究的新目標(biāo)和新課題。正是由于目前各種除塵方式的利弊所在，使新建轉(zhuǎn)爐除塵設(shè)計選擇法還是新og法似乎難以確定。本文就兩種除塵方式進行比較，提出自己的建議。1.國內(nèi)外轉(zhuǎn)爐煙氣除塵技術(shù)的發(fā)展和現(xiàn)狀當(dāng)前,轉(zhuǎn)爐煙氣凈化及煤氣回收技術(shù)主要有兩大類型:即日本的濕法系統(tǒng)(og法)和德

3、國的干法系統(tǒng)(lt法)。1.1濕法系統(tǒng)圖1og法工藝流程og法是以雙級文氏管為主,抑制空氣從轉(zhuǎn)爐爐口流入,使轉(zhuǎn)爐煤氣保持不燃燒狀態(tài),經(jīng)過冷卻而回收的方法,因此也叫未燃法,又稱濕法。在濕法方面,日本從60年代起開發(fā)了og法,這是世界上普遍采用的流程。1962年,日本新日鐵公司的轉(zhuǎn)爐首次成功地應(yīng)用該法對轉(zhuǎn)爐煙氣進行除塵并回收,合理地利用廢氣中的化學(xué)能和顯能及含鐵粉塵。目前己成為世界上最廣泛采用的轉(zhuǎn)爐煙氣處理方法,在保護環(huán)境、回收能源方面發(fā)揮了積極作用。og法裝置主要由煙氣冷卻系統(tǒng)、煙氣凈化系統(tǒng)及附屬設(shè)備組成(見圖1)。在冶煉中生成高一氧化碳濃度且含150200mg/m3粉塵的煤氣,溫度達1600。

4、在風(fēng)機吸力作用下,煤氣從活動煙罩進入全封閉的回收系統(tǒng),經(jīng)汽化冷卻煙道后溫度降至1000。一級文氏管進行粗除塵和煤氣降溫、滅火,溫度降至75;隨之煤氣經(jīng)重力脫水器脫水后再進入二級文氏管進行精除塵和再冷卻,溫度降至65左右,含塵量降至150mg/m3以下,煤氣再度脫水后進入除塵風(fēng)機。煤氣借風(fēng)機出口正壓力、通過三通閥切換,當(dāng)煤氣co30%時,進入煤氣柜回收,再供給用戶作能源使用。1985年,寶鋼一期300t轉(zhuǎn)爐成功引進了日本“og”技術(shù)和設(shè)備,國內(nèi)在立足自主開發(fā)的基礎(chǔ)上對這項技術(shù)進行了消化吸收,使“og”法技術(shù)在國內(nèi)得到了較快的發(fā)展而占據(jù)主要地位,并取得了成熟的經(jīng)驗。其核心是二級可調(diào)文氏管喉口。但這

5、種流程也有缺點,如設(shè)備單元多、系統(tǒng)阻力損失大、rd喉口易堵塞等。武鋼三煉鋼250t轉(zhuǎn)爐og系統(tǒng),引進了西班牙tr公司技術(shù),該系統(tǒng)是將兩級文氏管及脫水器串聯(lián)重組安裝在一個塔體內(nèi),煙氣自上而下運行,總阻力損失僅為18kpa,且流程系統(tǒng)緊湊、簡潔、易于維護管理。1998年,作為環(huán)保示范項目,日本政府在馬鋼三煉鋼廠70t轉(zhuǎn)爐擴容改造項目中向馬鋼無償提供了一套新型“og”法除塵技術(shù)和設(shè)備。這項技術(shù)對傳統(tǒng)的“og”法進行了技術(shù)改進,將二文rd可調(diào)喉口改為重鉈式,即環(huán)縫洗滌器(簡稱rsw),還用飽和器代替了一文喉口。煙氣首先進入飽和器,然后經(jīng)過二文rsw和下部彎頭脫水器到風(fēng)機系統(tǒng),被稱新型“og”法。該技術(shù)

6、流程簡潔、單元設(shè)備少、阻損小。二文采用rsw技術(shù),除塵效率高,易于控制,且不易堵塞。除塵效果保證值50mg/m3。目前在柳鋼轉(zhuǎn)爐、太鋼轉(zhuǎn)爐、濟鋼轉(zhuǎn)爐上采用,取得初步經(jīng)驗。og法具有技術(shù)成熟、可靠性好、一次投資少、噸鋼煤氣回收量高、投資回收期短、設(shè)備國產(chǎn)率高及安裝工程量少等優(yōu)勢。og法除塵系統(tǒng)雖然日趨完善,但是仍存在一些問題,如:供排水系統(tǒng)和凈化設(shè)備的積灰堵塞問題,部分設(shè)備受含塵污水的沖刷磨損問題,污泥的脫水處理問題以及由上述問題引起的維修工作量增加問題。此外,由于og法屬“高壓流程”,系統(tǒng)阻力損失大,除塵供水量大,風(fēng)機、水泵的耗電量大,因而增加了運行費用。1.2干法系統(tǒng)圖 2lt法流程lt稱為

7、干式凈化回收法,又稱干法。60年代后期,西德魯奇公司開發(fā)了lt法,至80年代技術(shù)上已日趨完善。目前,lt法已有逐漸取代og法的趨勢。lt法工藝流程如下:轉(zhuǎn)爐煙氣出爐口后,通過活動煙罩、固定煙罩進入汽化冷卻煙道。爐氣出口溫度為1700,汽化冷卻煙道出口為8001000。蒸發(fā)冷卻器有兩個作用,一是將煙氣溫度降至180200;二是對煙氣進行增濕調(diào)質(zhì),以降低煙塵的比電阻,確保電除塵器的除塵效果。然后進入圓形靜電除塵器,煙氣軸向進入其中,并通過氣流分布板均勻分布在橫截面上,煙氣得到凈化。靜電除塵器一般設(shè)有三到四個電場,采用專門的變電系統(tǒng)供電,在電除塵器下部的集灰,用扇形刮灰器刮到位于其下部的鏈?zhǔn)捷斔蜋C中

8、,送入中間料倉,然后通過氣力輸送系統(tǒng)再將干灰送到壓塊系統(tǒng)的集塵料倉中。除塵效率高達99%,煙氣經(jīng)過電除塵器后進入除塵風(fēng)機。煤氣借風(fēng)機出口正壓力、通過三通閥切換,進行回收或放散。回收柜前設(shè)置二次冷卻塔使煤氣溫度降至50左右。流程如圖2。1995年寶山鋼鐵公司三期工程的轉(zhuǎn)爐煤氣凈化系統(tǒng)為全套引進的德國lt技術(shù),總投資4060多萬美元,處理風(fēng)量175000m3/h,原始含塵濃度70g/m3,出口含塵濃度10mg/m3。lt法目前在德國、法國、奧地利、澳大利亞等國有較為廣泛的應(yīng)用。相比較而言,lt法具有以下優(yōu)點:用電場除塵,除塵效率高達99%;省去龐大的循環(huán)水系統(tǒng);回收的粉塵壓塊可返回轉(zhuǎn)爐代替鐵礦石利

9、用;系統(tǒng)阻力損失小。lt法雖然比og法有許多優(yōu)勢,但是,經(jīng)過國內(nèi)幾十年的運行,lt法的問題也逐漸凸顯出來。主要問題有:(1)國內(nèi)尚不掌握此項技術(shù),需引進國外技術(shù)和設(shè)備,投資造價高;(2)自動控制連鎖多,要求自動化程度高,故障率高,維修時間長;(3)由于蒸發(fā)冷卻使煤氣中含有較高的水分,易形成結(jié)露,影響極間距和運行電壓,還影響輸灰系統(tǒng)設(shè)備運行壽命;(4)系統(tǒng)泄爆頻繁,影響電除塵器內(nèi)部件的壽命和除塵效果;出口粉塵濃度不能穩(wěn)定在設(shè)計的10mg/m3;(5)煙氣8001000以下余熱未回收,除塵后高溫煤氣熱能浪費。2.新型轉(zhuǎn)爐煤氣凈化回收2.1雙層濾料床過濾除塵器圖3雙層顆粒床除塵原理楊國華研究發(fā)明了雙

10、層濾料床(圖3),該過濾床由上粗下細(xì)、上輕下重的雙層濾料組成(下層濾料選用石英砂,粒徑為0151mm,堆積密度約1300kg/m3;上層濾料選用普通膨脹珍珠巖顆粒,粒徑為25mm,是下層濾料砂的45倍,堆積密度約70kg/m3,為下層濾料砂的近1/20)。過濾時,含塵氣體自上而下穿過濾層,先經(jīng)過粗顆粒的上層濾料層,進行第一級過濾,稱為粗除塵,截留氣體中的絕大部分粉塵,膨脹珍珠巖層為深層過濾,雙層濾料過濾床容塵量將遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過單層沙床;再經(jīng)過細(xì)粒徑的下層濾料層,進行第二級過濾,稱為精除塵,截獲漏過上濾層的微細(xì)粉塵,細(xì)沙層為表面過濾,是雙層濾料床高過濾效率的主要貢獻者。其除塵效率高達99199%,容塵

11、量也達到28163kg/m2。反吹清灰時,反吹氣自下而上通過濾層,由于上層濾料顆粒密度小于下層濾料正常流化時所形成的流化床床層密度,且有足夠的密度差,因此,流化時,上層濾料顆粒始終懸浮于下層濾料層之上,形成不相混分層流化床。清灰結(jié)束后,上下兩層濾料界面清晰,互不相混,雙層濾料層結(jié)構(gòu)保持不變。該項技術(shù)是對不等密度雙組份顆粒流化床技術(shù)的創(chuàng)新性應(yīng)用,已取得國家專利。該項技術(shù)對粉塵的過濾效率高,容塵量大,而且對細(xì)小顆粒的過濾效率也比較好,對粉塵的成分不敏感。雙層濾料除塵器耐高溫而且系統(tǒng)阻力損失小。2.2轉(zhuǎn)爐煤氣的凈化回收和余熱利用新工藝圖4轉(zhuǎn)爐煤氣凈化回收及余熱利用系統(tǒng)整個新工藝系統(tǒng)可分為過濾除塵系統(tǒng)

12、、余熱利用系統(tǒng)和煤氣回收系統(tǒng)三部分(如圖4)。除塵器內(nèi)殼體采用耐1000高溫的耐熱鋼材料制成。從汽化冷卻煙道引來的高溫?zé)煔?進入顆粒床過濾器,在顆粒床過濾器內(nèi),含塵煙氣從上往下經(jīng)過雙層顆粒床除塵器得到凈化,經(jīng)由潔凈氣出口管排出,進入余熱回收裝置。清灰時高壓空氣自下而上穿過雙層顆粒床,顆粒床流化而使粉塵脫落,脫落的粉塵被氮氣吹掃帶出。在整個系統(tǒng)開始運行、運行間隙及運行結(jié)束時,對煤氣除塵和余熱回收系統(tǒng)進行氮氣吹掃。反吹閥門的開關(guān)由專門的plc控制,反吹閥門與相應(yīng)的潔凈煤氣出口閥自動控制連鎖,當(dāng)某一床層的反吹閥門打開的同時,相應(yīng)的潔凈煤氣出口閥門關(guān)閉,高壓氮氣反吹氣流對床層進行反吹。氣流自下而上穿過

13、雙層顆粒床,顆粒床流化而使粉塵脫落。脫落的粉塵由于重力作用自然沉降到除塵器底部。反吹次序、反吹時間和反吹間隔時間由plc自動控制。轉(zhuǎn)爐煙氣中,絕大部分是co。co是有毒、易燃易爆氣體。為人員和設(shè)備的安全考慮,系統(tǒng)運行前和結(jié)束后要進行n2吹掃,在卸灰機構(gòu)和濃度測試點設(shè)n2封和n2吹掃設(shè)施。3.結(jié)語待添加的隱藏文字內(nèi)容2圍繞新型雙層濾料除塵器,近年來做了不少從理論到現(xiàn)場試驗的工作,其中在江陰鑫裕213t熔鋁爐的除塵器運行良好,江陰海虹615t熔鋁爐的除塵器也已經(jīng)投入使用。實測數(shù)據(jù)顯示,新型除塵器過濾效率高、容塵量大、壓降小,而且所需原料耐高溫、價格低廉,為雙層濾料除塵器能夠全干法處理煉鋼轉(zhuǎn)爐煙氣,

14、提供了理論和實踐經(jīng)驗。新工藝除塵后可以采用余熱利用系統(tǒng)回收8001000煙氣的余熱,實現(xiàn)全干法除塵,節(jié)約水資源,提高余熱回收率,可解決當(dāng)前煉鋼轉(zhuǎn)爐煙氣除塵面臨的難題。參考文獻 1 李洪福1煉鋼轉(zhuǎn)爐煙氣余熱回收利用研究d .濟南: 山東大學(xué), 20061 2 成立良1煉鋼轉(zhuǎn)爐煙氣的回收利用技術(shù)m . 北京: 冶金工業(yè)出版社, 19911 3 陳志斌1國內(nèi)轉(zhuǎn)爐煤氣回收利用技術(shù)的現(xiàn)狀及發(fā)展 j . 冶金動力, 2003, (1) : 9 - 121 4 張醒1德鋼50 t轉(zhuǎn)爐煉鋼工程煙氣凈化及煤氣回收監(jiān)控系統(tǒng)的研究與設(shè)計d . 重慶: 重慶大學(xué),20041 5 齊振華1關(guān)于轉(zhuǎn)爐煤氣凈化回收使用先進系統(tǒng)的見解 j . 冶金環(huán)境保護, 2002, (1) 1 6 曹天明1馬鋼轉(zhuǎn)爐煤氣回收og系統(tǒng) j . 能源技術(shù), 2002, 23 (4) : 165 - 1671 7 杜一文1 轉(zhuǎn)爐煙氣凈化回收系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn)d . 沈陽: 東北大學(xué), 20051 8 劉莉1轉(zhuǎn)爐