仇軍

（河鋼承鋼公司板帶事業(yè)部，河北 承德 067000）

提高轉(zhuǎn)爐煤氣回收與利用的措施

仇軍

（河鋼承鋼公司板帶事業(yè)部，河北 承德 067000）

鋼鐵企業(yè)是能源型企業(yè)，在生產(chǎn)過程中，需要消耗大量的能源，尤其是煤炭資源。而在轉(zhuǎn)爐煤氣中，含有大量的CO，熱值較高，對(duì)于鋼鐵企業(yè)而言，轉(zhuǎn)爐煤氣是十分重要的可回收利用能源，提高轉(zhuǎn)爐煤氣回收利用，對(duì)鋼鐵企業(yè)有著重要的意義，是負(fù)能煉鋼的有效方法。

節(jié)能減排；回收利用；負(fù)能煉鋼

我國的鋼鐵企業(yè)，在生產(chǎn)過程中，需要消耗大量的煤炭資源，但是，隨著新的替代性材料的出現(xiàn)，以及煤炭市場(chǎng)價(jià)格的上漲，近年來，鋼鐵企業(yè)的利潤空間在逐漸縮小。為了鋼鐵企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益的增加，保持鋼鐵企業(yè)的持續(xù)發(fā)展，有效的途徑是從能源方面著手，通過減少煤炭成本，擴(kuò)大企業(yè)的效益。轉(zhuǎn)爐煤氣中含有的高熱量，對(duì)其進(jìn)行二次回收利用，并且不斷探索提高回收利用的措施，是十分必要也是十分緊迫的。

1 提高轉(zhuǎn)爐煤氣回收的措施

1.1 提高轉(zhuǎn)爐煤氣發(fā)生量的措施

在實(shí)際生產(chǎn)活動(dòng)中，如果從節(jié)能的角度考慮，提高原料中鐵水碳比例，以及增加鐵水比的傳統(tǒng)方法，不是增加煤氣發(fā)生量的有效手段，因此，在當(dāng)我們無法控制原材料的條件，以及無法對(duì)鋼種結(jié)構(gòu)進(jìn)行有效控制，應(yīng)該從回收階段著手，在這一階段中提高煤氣發(fā)生量。

1.1.1 提高供氧強(qiáng)度

依據(jù)吹煉過程中煙氣的成分變化，以及發(fā)熱值的變化，如表1所示，從中可以發(fā)現(xiàn)，在冶煉中期，脫碳反應(yīng)效率飛速提升，此時(shí)，無論是煙氣中的一氧化碳含量，還是煤氣中的熱值，都達(dá)到惡劣最大值，因此，可以判斷這是煤氣回收的最佳時(shí)期。進(jìn)一步加快脫碳速度，同時(shí)，能夠有效的減少吹氧的時(shí)間，最為重要的是，能夠切實(shí)增加轉(zhuǎn)爐煤氣發(fā)生量，但是，影響脫碳速率的因素中，影響力最大的是供氧強(qiáng)度。實(shí)踐證明，隨著供氧強(qiáng)度的增加，煤氣回收量也會(huì)隨之增加，兩者的比例關(guān)系約為1 ：12，換而言之，氧氣流量增加1萬立方米，此時(shí)，轉(zhuǎn)爐煤氣也會(huì)隨之增加12噸?，F(xiàn)階段，我國大型轉(zhuǎn)爐，其供氧強(qiáng)度約為3．41m3/（t·mn）,與先進(jìn)水平相比有著一定的差距（表1）。

1.1.2 動(dòng)態(tài)控制吹煉過程

目前，動(dòng)態(tài)控制措施是最為先進(jìn)的控制技術(shù)，一方面，能夠避免噴濺；另一方面，還可以精準(zhǔn)的控制碳含量，以及控制鋼水的溫度，進(jìn)而能夠進(jìn)一步提高命中率，這對(duì)于轉(zhuǎn)爐煤氣的生產(chǎn)，以及轉(zhuǎn)爐煤氣的回收都有著重要意義。現(xiàn)階段，動(dòng)態(tài)控制技術(shù)包括以下幾種，一是副槍動(dòng)控技術(shù)，二是音頻化渣技術(shù)，三是爐氣分析動(dòng)控技術(shù)。后研發(fā)的密閉轉(zhuǎn)爐吹煉技術(shù)，借助爐渣噴濺檢測(cè)技術(shù)，以及控制技術(shù)，還有爐渣控制技術(shù)等等，促使噴濺發(fā)生的幾率大大減少，從23%直接下降到3．1%。國外的大規(guī)模鋼廠，通過在對(duì)其分析的基礎(chǔ)上，結(jié)合副槍控制技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了碳溫命中率的大幅度提高，甚至達(dá)到了95%的高水準(zhǔn)，其中對(duì)碳以及磷還有溫度三方的控制精度誤差分別在0．04%、0．02%還有21℃范圍內(nèi)。

1.2 提高轉(zhuǎn)煤爐氣回收量的措施

1.2.1 降罩操作

這一操作是在回收期進(jìn)行，需要注意的是，在操作過程中，要將活動(dòng)煙罩和爐口兩者之間的間隙控制到最低位，保證煙罩和轉(zhuǎn)爐之間緊密貼合，爭(zhēng)取做到“0”距離，這是最大限度上增加煤氣回收量的有效方法。

為了避免外部空氣進(jìn)入，或者是煙氣從連接處流出，而對(duì)轉(zhuǎn)爐煤氣回收質(zhì)量產(chǎn)生不利的影響，需要在活動(dòng)煙罩，以及固定煙罩之間，設(shè)置一個(gè)高度密封的裝置，現(xiàn)階段，行業(yè)內(nèi)主要應(yīng)用的密封方式有三種，第一種是沙封，第二種是水封，第三種是干式密封。其中，沙封在裝置結(jié)構(gòu)上，存在一定缺陷，及復(fù)雜程度較大，同時(shí)，密封也不夠嚴(yán)密，導(dǎo)致檢修工作以及維護(hù)工作的工作難度也在大大增加。因此，目前，更多的是采用水封，但是，此種方式也有著不足，即在水槽中較為容易進(jìn)入灰塵，同時(shí)，發(fā)生鋼渣噴濺的可能性也較高，最終對(duì)活動(dòng)罩群產(chǎn)生影響。而干式密封，是最新產(chǎn)生的技術(shù)，其特點(diǎn)是以蒸汽，以及氮?dú)庾鳛橹饕拿芊饨橘|(zhì)。

表1 煙氣成分和發(fā)熱值變化表

1.2.2 控制爐口微正壓

在降罩以后，為保證爐口處沒有來自外部的空氣進(jìn)入，也沒有轉(zhuǎn)爐煤氣外溢，則需要對(duì)爐口進(jìn)行控制，促使其保持在微正壓的狀態(tài)，最佳壓力范圍是0Pa到10Pa范圍內(nèi)，最大的波動(dòng)范圍在+5Pa到-5Pa之間。針對(duì)經(jīng)常使用的OG除塵系統(tǒng)，通常情況下，會(huì)通過改變管喉口的開度，實(shí)現(xiàn)對(duì)微差壓進(jìn)行調(diào)整的目標(biāo)。馬鋼擴(kuò)大了開度值，從39°擴(kuò)大到42°，為達(dá)到微正壓奠定了良好基礎(chǔ)。

2 提高轉(zhuǎn)爐煤氣利用的措施

2.1 直接用轉(zhuǎn)爐煤氣制作甲醇和乙醇

在轉(zhuǎn)爐煤氣中，含有大量的一氧化碳和二氧化碳，兩者的總量之和高達(dá)81%，如果在焦?fàn)t煤氣制甲醇過程中，能夠在其中添加一定的轉(zhuǎn)爐煤氣，則能夠優(yōu)化合成氫碳的比例，這對(duì)增強(qiáng)轉(zhuǎn)化效果，以及增加甲醇產(chǎn)量有著重要影響。在這一方面較為典型的是四川省的達(dá)鋼企業(yè)，讓轉(zhuǎn)爐煤氣制甲醇變成了現(xiàn)實(shí)。將企業(yè)生產(chǎn)中產(chǎn)生的轉(zhuǎn)爐煤氣收集起來，并且對(duì)其進(jìn)行凈化，然后，將其用于焦?fàn)t煤氣制甲醇過程中，滿足其對(duì)碳的要求，在1年的時(shí)間內(nèi)，消耗了0．3億立方米的轉(zhuǎn)爐煤氣，從而幫助企業(yè)降低了甲醇的制作成本，成本降低到13%，與此同時(shí)，甲醇產(chǎn)量提高23%。

2.2 轉(zhuǎn)爐煤氣提純CO

對(duì)于化工生產(chǎn)而言，CO是最為基礎(chǔ)的原料，它的用途廣泛，可以在甲醇，以及醋酸，還有合成氨等化工產(chǎn)品的生產(chǎn)當(dāng)中，因此，將轉(zhuǎn)爐煤氣中的CO提煉出來，并對(duì)其進(jìn)行利用，開發(fā)更有價(jià)值的產(chǎn)品，不僅具有極強(qiáng)的環(huán)保意義，而且還具有一定的經(jīng)濟(jì)價(jià)值。現(xiàn)階段，CO的工業(yè)提純方法眾多，效果最佳、最為常見的有以下幾種，第一種是深冷分離法；第二種是變壓吸附法，又名CO-PSA；第三種是COSORB法。三種方法相比較，最為先進(jìn)的是第二種。20世紀(jì)80年代末，日本制鋼廠使用變壓吸附法對(duì)CO進(jìn)行提純，提純純度達(dá)到99．9%，同時(shí)，CO的回收率也在80%以上。

3 結(jié)語

綜上所述，對(duì)于鋼鐵企業(yè)而言，加強(qiáng)對(duì)轉(zhuǎn)爐煤氣的開發(fā)利用是一種必然趨勢(shì)，對(duì)轉(zhuǎn)煤氣的回收，是一個(gè)復(fù)雜、系統(tǒng)的工程，因此，為了獲得更多、質(zhì)量更高的轉(zhuǎn)爐煤氣，要從多角度考慮問題，促進(jìn)各方面的協(xié)調(diào)發(fā)展，只有這樣，才能在同等條件下，提高轉(zhuǎn)爐煤氣的生成量，才能夠有效的對(duì)其進(jìn)行利用，在利用過程中，要根據(jù)轉(zhuǎn)爐煤氣的特征，對(duì)其進(jìn)行合理的利用，才能實(shí)現(xiàn)鋼鐵企業(yè)效益的最大化。

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