210吨转炉一次烟气干式.ppt

210吨转炉一次烟气干式除尘及回收工艺应用研究,1、转炉一次烟气除尘技术的发展,转炉一次烟气除尘是随着转炉容积大小而演变，由不对烟气进行回收净化，到20世纪60年代日本新日铁和川崎公司联合开发研制成功的湿法（OG法）转炉烟气净化回收技术“两文一塔”，再到1983年德国鲁奇公司和蒂森钢厂联合开发的转炉烟气干法(LT)法净化回收技术，2000年以后奥钢联公司在LT法基础上进行了部分设备的改进，使干法除尘与转炉工艺结合得更加紧密，并简称DDS方法。,2、转炉烟气干法净化回收技术在国内及包钢的发展,由于转炉烟气湿法净化回收技术操作简单、投资少、周期短等优点，所以国内转炉基本上都采用此项技术。转炉煤气干法净化回收技术与转炉煤气湿法净化回收技术相比，其技术含量高、装备复杂、自动化程度高，更重要的是它具有除尘效率高、节水节电、回收煤气量大、粉尘利用率高、风机寿命长、无二次污染、占地面积小等优点。随着我国社会和经济的发展，对环保和节能提出了更高的要求，因此，在上世纪90年代我国就对转炉煤气干法净化回收技术进行了密切关注，并于97年上海宝钢首次全套引进了此项技术，此后又将此项技术列为“十五”计划中重点开发推广技术项目。,转炉烟气净化回收技术在包钢薄板厂的发展历程,3、湿法除尘工艺流程,转炉1500的高温烟气经汽化冷却烟道冷却至800-1000后，进入洗涤塔，其中设有一级溢流文氏管，二级文氏管、旋流脱水器等，使烟气在一级溢流文氏管经降温和粗除尘后，在脱水器（I）脱除污水，然后在二级文氏管中进一步净化，并经脱水器（II）脱水，进入鼓风机。煤气经三通切换阀，水封逆止阀后进入煤气柜，供用户使用，不回收时烟气经三通切换阀和放散烟囱点燃放散。一级文氏管除尘污水从脱水器（I）排入污水处理系统。污水经粗颗粒分离器、斜板沉淀池澄清后，浊环水供二级文氏管喷淋，其排出的污水经水泵供给一文除尘用，实现串级供水。经斜板沉淀池浓缩的泥浆送至中间罐，由泵打入板框压滤机进行脱水，脱水后含水率30的泥饼用汽车送往烧结厂利用。条件允许时也可将斜板沉淀池的泥浆用泵直接送住烧结厂，经进一步浓缩后，供烧结厂混作原料配水使用。,4、干法除尘（LT）工艺流程,转炉1500的高温烟气经汽化冷却烟道冷却至800-1000后，进入蒸发冷却器。高压水经雾化喷嘴喷出将烟气直接冷却到170-280，喷水量根据烟气含热量精确控制，所喷出的水完全蒸发；喷水降温的同时对烟气进行了调质处理，使粉尘的比电阻有利于电除尘器的捕集。蒸发冷却器内约30-40的粗粉尘沉降到底部，经卸灰阀排出。冷却和调质后的烟气进入有4个电场的圆形电除尘器，其入口处设有三层气流分布板，使烟气在圆形电除尘器内呈柱塞状流动，避免气体混合，减少爆炸成因。电除尘进、出口装有安全防爆阀，以疏导可能产生的压力冲击波。烟气经除尘后含尘量降至10mgNm3（国家排放标准为100mgNm3）。收集下的粉尘通过扇形刮板器、链式输送机和滑动卸灰阀排出。干法除尘系统阻力很小，引风机采用轴流风机，风机设变频调速，可实现流量跟踪调节，以保证煤气回收的数量与质量，以及节约能源。切换站由两个钟形阀组成，对回收煤气及放散、点燃二状态进行快速切换。回收的煤气在冷却器中通过直接喷淋冷却水，由100-170降至72，然后送入气柜供用户使用。从蒸发冷却器和电除尘器分别排出的粗、细粉尘通过输灰系统送入相应的充氮粗、细粉尘仓，再通过卸灰阀采用汽车运往烧结厂。,5、干湿法除尘技术比较,干法除尘与湿法除尘的效益比较分析,6、转炉一次烟气除尘系统干法系统的特点如下,(1)优点：煤气含尘浓度低，一般在10mg/m3以下，可以直接送用户使用。控制程度高，煤气回收时切换速度快，提高了煤气回收量；吨钢可回收煤气较湿式系统多15m3。干法除尘系统净化后的烟气含尘量考核值平均在0.2mg/Nm3以下，远低于国家规定的排放指标（100mg/Nm3）；回收煤气CO含量高。由于净化后气体含尘量低，延长了风机使用寿命，且维护工作量小。包钢210t转炉除尘系统阻力约7500Pa，为湿法除尘的37.5%，吨钢耗电量相应减少了5kWh，能耗低。,干法除尘系统循环水量是湿法除尘的28%，耗水量约0.05t/t钢，是湿式除尘系统的1/5左右；整个系统实现了污水零排放。干法除尘系统的总电负荷是湿法除尘的52%，可实现年节电1200多万kWh。相对于湿法除尘，增加了含铁粉尘的回收量和减少了运输成本。没有水处理系统，减少了占地面积，整个工程总占地面积6000m2，约为湿法的1/2,，节省了征地费用。避免了二次污染。运行费用降低、煤气回收率增加及减少放散，避免了二次污染；环境效益、经济效益显著。,（2）缺点：,系统复杂，对设备、仪表仪器质量要求高，同时施工质量要求也高。要求管理和操作水平高。一次投资高。,7、转炉冶炼工艺与干法除尘工艺的结合,为了保证干法除尘系统的正常运行，必须严格控制转炉烟气中CO、O2的混合比例，不允许出现CO9%，O26%的混合比例，为此我们做了如下实验：设定开始吹炼时氧气流量分别为43000m3/h、36000m3/h、24000m3/h，发现氧气流量在43000m3/h、36000m3/h时，CO含量瞬间升高到9%以上，而此时O2含量还在15%以上；而当氧气流量在24000m3/h，当O2含量降低到4%时，CO含量才开始缓慢升高。因此确定吹炼前期时必须采用较低的氧气流量吹炼90秒，才能控制烟气中CO气体的激烈升高，避免干法除尘系统泄爆。,8、薄板厂干法除尘的特点及对外方工艺及设备的优化和完善。,1）薄板厂干法除尘（DDS）系统的特点有一套转炉烟气在蒸发冷却器内的模拟软件：对输灰链进行改善：由原来的单链改为双链，解决了链条易断的问题。对静电除尘器内阴极线、阳极板的外型及厚度改进，根据四个电场的不同收尘特性，四个电场的阴极线厚度和材质都不相同，解决了阴极线易断的难题,不但延长了电场的使用寿命，还减少了不必要的投入,2）对外方工艺及设计的优化,转炉烟气经过汽化冷却烟道后进入蒸发冷却器前需经过一段直管段，在这一段既进行稳定烟气流动状况，同时还对烟气进行喷水降温除尘过程，因此这一段直管段非常重要。在干法除尘改造过程中，直管段的设计是整个项目的难点、关键，若解决不好这个问题，就会造成EC内壁结瘤，并会影响整个汽化系统的运行，这也是国内为什么没有其它转炉进行干法除尘改造的原因之一。在外方的设计中，需要重新制作一套尾部烟道，在新的尾部烟道内安装EC喷枪，并且还需要对原有的汽化系统进行改造，这样既影响炼钢的生产，同时改造费用也很大。我厂技术人员根据我厂设备的实际状况，并且经过严密的计算，提出了不同的意见：,1)不重新制作尾部烟道，只制作一段1.8米长的烟道；2）在外方的设计中，直管段的长度至少应为5米才能保证烟气流动的均匀性，但我们是改造项目，直管段只有1.8米，不能保证烟气流动的均匀性，但外方提出的在原有尾部烟道内增加导流板的方案投资太大，我们建议在直管段内增加导流环既保证烟气流动的均匀性，又可以降低投资，并得到了外方的同意；,3)外方根据常规设计，将直管段的冷却方式设计为强制汽化循环冷却方式，这就需要对原有汽化系统的汽包、蓄能器进行改造，并且需要增加热水循环泵，我们根据经验大胆的提出直管段采用水冷却方式，这样既减少了设备事故率，又不影响生产，同时又降低了投资；4)新增水冷烟道的供水水温外方要求为105，这就要求水系统需增加加热设备、并采用热水循环泵，我们根据经验提出水冷烟道的循环水设计按照罩裙、转炉本体循环水系统的结合作设计，并向外方提供了我们所做的系统图，外方采纳了我们的意见，按照我们的思路作了设计。,在干法除尘系统中，蒸发冷却器的作用是烟气降温、粗除尘、水滴二次汽化，因此要求蒸发冷却器的高度必须达到15-24米，由于我们原厂房高度有限，按照正常设计连15米都达不到，为此我们否定了外方的设计，将蒸发冷却器末端锥型段的角度由19改为16，减少了总长度，但为了解决落灰难的问题，我们在锥型段增加了仓壁振打器，圆满的解决了难题，经过运行表明性能非常可靠。电除尘器是干法除尘系统的核心设备，它的运行好坏直接影响除尘系统的除尘效果，目前国内电除尘器都存在阴极线断裂、阳极板变形、电场电压上不去等缺陷。为此我们要求将1、2电场阴极线改为6mm厚，延长阴极线的使用寿命，1、2电场阳极板作成不锈钢C型2mm厚板形，解决高温变形问题，并解决了灰尘二次扬尘的问题，经过运行表明性能非常可靠。,输灰系统是干法除尘系统中最容易出现故障的系统，为此我们将两套除尘系统的集合链分开，并将集合链改为斜角度，这样斗提机就可落于地面上。经过运行证明实用可靠，目前也有一些系统按照这种布置开始进行改造。,目前国内各干法除尘系统的工艺过程均是由外方作自动化控制，或是由设计院按照外方的工艺描述进行自动化控制，按照外方的工艺描述进行自动化控制。但一般外方的工艺描述非常复杂，经常由于一些不必要的条件影响转炉的生产。我们按照自己对除尘系统的理解，以及对各家运行的了解，对除尘工艺作了大量的修改，如：1.静电除尘器B刮灰器的运行由出钢时开始改为吹炼时开始；2.调整煤气冷却器水箱液位，降低泵房CO浓度；3.发现外方工艺描述中对煤气切换站的描述的缺陷，并作了修改，简化了煤气切换的程序；4.减少了大量的转炉与除尘工艺的连锁条件，只保留了4项影响转炉生产的条件，这样既保证了除尘系统的安全生产，又保证了转炉的连续生产。整个过程中约对外方工艺描述的30%的内容进行了修改。,9、干法除尘系统中的自动化配置及自动化系统的控制,自动化控制系统的构成干法除尘自动化控制范围是从汽化冷却烟道开始到煤气冷却器结束，设一级基础自动化，与转炉本体、汽包等自动化系统进行联网通讯，组成以太网光纤环网，实现PLC与上位机之间的数据传输、存储和报警等功能。,PLC由CPU、存储单元、电源模块、通讯模块、I/O模块、等组成，根据干法除尘设备分散的特点，其自动化硬件系统构建更加灵活合理，上位机放在转炉主控室内，PLC按设备分布区域划分为主站和从站，从站为主PLC的远程扩展单元，通过PROFIBUS-DP方式与主站进行通讯,其中主站PLC柜与MCC柜、ID风机变频器及电除尘器的高压控制柜均放置在干法除尘电气室内;而从站则设在现场液压站的就地控制箱内和煤气分析仪柜内，主要是将液压站和煤气分析仪的设备运行状态送给主站。干法除尘控制系统硬件配置见图3：,干法除尘控制系统硬件配置图,干法除尘的控制系统,蒸发冷却器的喷水控制转炉的烟气流量控制切换站的压差控制和杯形阀的位置控制电除尘器电场内电压和电流的控制,10、210吨转炉干法除尘改造后的效果,经过一段时间成功的运行，在节能环保方面取得了明显的效果：炉口冒红烟现象基本消失了；经包钢技术中心能源检测中心的检测，回收煤气的含尘量只有0.2mg/m3，远低于标准的10mg/m3；干法除尘运行后，薄板厂二炼钢区域的水耗降低了60%，吨钢电耗降低了9kWh，平均吨钢回收煤气多20m3左右，经10月的最新统计，二炼钢的工序能耗达到-9kgce/t.钢，实现了多年的实现负能炼钢的梦想。经过3-4个月的运行，干法除尘系统运行稳定，没有发生过阴极线断裂、阳极板变形、输灰链断链、蒸发冷却器内壁结瘤等故障，而且基本没有发生泄爆。,11、转炉干法除尘技术的推广应用,转炉干法除尘技术已具备向全国推广应用的条件。一是包钢210吨转炉干法除尘改造后半年来运行良好，干法除尘系统生产非常稳定。二是干法除尘系统的主要设备，如蒸发冷却器、电除尘器、风机、切换站、煤气冷却器的质量和功能的适应性不断提高，奠定了该技术在国内推广的物质基础。三是强调可持续发展，加强环境保护，降低能源消耗已成为大众民意，干法除尘工艺技术符合国家的产业发展政策。,四是从开发应用的实践看，这一技术给企业带来的经济效益非常可观，四年即可回收投资，企业有积极性。五是目前包钢已经完成了转炉干法除尘系统的设计、编程与制造、安装、调试的模块化、工厂化、可实现系统的投资更低、建设更快、效果更好。六是特别指出的是，中国钢铁工业协会把此项技术作为行业可持续发展的共性支撑技术，必将产生巨大的推动作用。,210吨转炉一次烟气干式除尘效益总结,社会效益干法除尘改造完毕后，首先，由于系统阻力小，炉口压力控制得非常理想，造成炉口及转炉厂房顶部基本不再冒红烟；其次，由于干法除尘效率高，处理后的烟气含尘量小于10mg/Nm3，并且对处理后的烟气实行回收及燃烧，因此对周边的环境不再产生污染；第三，烟囱排出的烟气含水率很低，对周边的环境不再产生污染；第四，二炼钢区域基本上杜绝了外排水，减少了污染。,经济效益,干法除尘运行一段时间后，在水、电、煤气方面取得了很好的经济效益，以下根据1-6月和10月的能耗值进行比较：1)水的比较1-6月二炼钢区域平均消耗水量为：0.2789t/吨钢，10月消耗水量为：0.1006t/吨钢，节省水量为：0.1783t/吨钢，节水率达到64%，按照每年生产钢水290万吨，每年可以节省水量51.7万吨，每年可以节省水费68.76万元。2)电的比较1-6月二炼钢区域平均消耗电量为：59.533kwh/吨钢，10月消耗电量为：49.2839kw