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喷嘴喷雾条理在炼铁和质料预备中的使用

2018年10月10日 14:32:33来路:著作人:

 中金协不锈钢与炉料分会 明天

喷嘴喷雾条理在炼铁和质料预备中的应

择要:本文引见喷嘴喷雾条理技能及其在炼铁和质料中高炉炼铁、烧结、焦化、质料条理的使用。

要害词:FloMax ®喷枪、高炉煤气污染、脱氯、烧结矿冷却、喷雾低水熄焦

The applications of Spraying System Technology

in Iron Making and Material Treatment

Abstract: Spraying system technology and itsapplications in BF iron making, sintering, coking, material treatment are introduced inthis paper.

Key words: FloMax ®, BF gas cleaning,dechlorinating, sinter cooling, coke quenching;

1 媒介

喷嘴喷雾条理通常有冷却、洗濯、喷涂和特别使用四类,普遍使用于炼铁和质料条理中,次要有高炉煤气全干法污染中的炉顶汲水、高炉煤气柜前净煤气管道煤气冷却和脱氯离子、烧结矿冷却、烧结烟气污染(除尘、脱硫、脱硝、脱酸、除二恶英/重金属等)、喷雾低水熄焦、质料场粉尘控制等等。本文将综合引见以上使用状况。

2 喷嘴及喷雾技能

喷嘴是设计用于完成特定功用的精细开孔部件,必需与相干设置装备摆设配套运用,组成喷雾条理,如图1所示。

 

 

3 高炉炼铁使用

中国炼铁财产会合度低,高炉座数多(约有1300多座),大于1000 m³以上高炉却只要约160多座。高炉炼铁进程发生的少量炉气中含有肯定量的一氧化碳气体(CO>20%),故称高炉煤气。高炉煤气污染后作为动力加以应用,既是炼铁消费工艺自身的要求,也是维护情况的要求。高炉煤气污染技能可分为湿法和干法两大类。现在中小高炉污染多接纳布袋除尘器,大高炉也趋势接纳干法污染。在高炉煤气条理中,喷嘴喷雾条理次要有高炉炉顶/重力除尘器煤气冷却、煤气柜前煤气管道内煤气冷却和煤气管道防腐化等使用;在种种湿法污染条理中,喷嘴也是最紧张的中心部件。

3.1 高炉煤气全干法污染中的炉顶汲水

高炉炉顶的正常温度在150-250°C。但偶然在非正常状况下,炉顶煤气温度会偏高,最高可达700°C,必需疾速停止冷却。接纳平凡的炉吼洒水可以满意维护炉顶设置装备摆设;但易惹起布袋粘结,偶然就自愿放散荒煤气、或粘结布袋,既糜费、又净化。接纳美国专利产物双流体喷枪FloMax ®型(如图2所示)氮气雾化喷嘴乐成处理了这一抵牾,可以完成疾速干冷却,汲水时高炉煤气无须放散,依然可以进布袋。该条理最好设在炉顶,可以起到维护炉顶机器设置装备摆设和布袋的双重功用。也有的高炉部署在重力除尘器中,仅为了维护布袋。接纳氮气雾化喷嘴后,可以不用建立、或不再需求切换运用金属管换热器,可以明显增加投资、维修量和TRT发电服从。本技能进一步晋级改良的偏向是在煤气温度偏低(85°C以下)时,具有疾速升温到150°C的功用。如图3所示。

 

 

该条理的次要长处:

1)冷却速率特殊快,实际上,从检测到温度超设定值到冷却到正常范畴不超越5秒。喷枪喷雾颗粒的蒸发日期通常在0.1秒,如许就可以在维护炉顶设置装备摆设的同时,确保布袋除尘器的平安:既不烧也不粘灰,这是老式汲水所不克不及做到的;

2)与单一的水喷嘴差别,接纳氮气雾化喷枪的喷雾颗粒速率可以到达40m/s,放射长度可达2—10m,可以在高炉顶煤气正压力较高的状况下,完成煤气的平均冷却;

3)喷嘴的最小孔径超越6mm,且疏通,因而不梗塞,可以用种种水源、乃至外排废水;在条理设计上,还思索了防堵设计和梗塞主动检测功用;

4)操纵压力低,气、水均在高压范畴,因而喷嘴耐磨损,可以临时运用;

5)条理有条件添加升温功用,完全代替调温条理,节流投资和增加条理阻力;

6)由于喷雾完全蒸发,炉料不会被打湿,如许可以节流燃料和热风,从而进步产量,还可以避免发生冷炉、或汲水忽然蒸发惹起爆炸隐患

7)由于设计公道的喷雾角度和地位,喷雾不会打湿高炉的内壁,不会发生耐火资料由于受潮零落的景象,延伸耐火资料的运用寿命;

8、条理全主动控制,无须职员操纵和维护。

3.2 煤气柜前净煤气管道内的煤气冷却

接纳布袋除尘器,出口煤气温度可达200°C,假如需求进入煤气柜就必需冷却到50°C以维护煤气柜的密封资料。常接纳饱和冷却塔、或直接水冷换热器冷却,存在冷却水量大、换热器结垢等题目。我们在煤气管道内乐成接纳了氮气雾化喷嘴局部蒸发冷却技能,获得了明显的结果,国际某厂的实践比拟见表1。我国曾经有几十座高炉乐成接纳,而且曾经出口多套。

表1 高炉净煤气差别冷却办法的技能经济比拟

冷却方法

蒸发冷却

饱和冷却

新设置装备摆设投资

100%

300%

装置日期

9h

2~3 months

占空中积

10 m2

400m2以上

新水耗费量

0.05吨水/吨铁以上

0.5吨水/吨铁以上

操纵职员

113

10/三班

水处置用度

很低

很高

运转、维修用度

很低

很高

3.3 净煤气管道喷碱液防腐化

高炉冶炼中,由于炉猜中氯元素的存在,高炉煤气中也存在氯元素。在干法除尘中,随着煤气温度的低落,煤气中的水份会冷凝出来,氯离子会冷凝为酸水,对净煤气管道、赔偿器、阀等设置装备摆设存在严峻要挟:有的厂条理运转日期不长就发作管道被腐化漏气;接纳防腐化管道则造价很高;还腐化后步的阀门、不锈钢赔偿器、管道泄爆板(铝板)等设置装备摆设;在管道上结垢,结垢零落后又梗塞管道和热风炉格子砖,因而必需接纳步伐去除氯离子。去氯离子常用浓缩法,也便是向煤气中少量喷水,应用喷水吸取氯离子,加重对设置装备摆设的腐化作用。喷水循环运用肯定浓度落伍行改换。这种办法复杂、牢靠,设置装备摆设投资和运转用度、维修量都高;特殊是会抵消干法除尘进步发电和节水的结果。我们设计了喷碱液去氯离子的办法,也便是用氮气雾化喷枪喷碱液,完成局部蒸发冷却,同时起到冷却和去氯离子作用;还可以应用碱性废水,完成以废治废,低落设置装备摆设投资和运转用度。

接纳氮气雾化喷枪,公道应用煤气显热,进步煤气热服从,同时处理了二次水净化及污泥的处置题目,具有明显的经济、环保效益。

3.4 高炉煤气湿法除尘节水节能

我国另有局部高炉依然接纳两文、或蒸喷塔湿法除尘,喷水量和水处置量大、条理阻力高惹起动力和运转用度糜费多。接纳我们的局部蒸发半干法冷却技能,辅佐停止喷嘴范例、部署和供水条理改良,可以低落30-50%的水量,彻底处理喷嘴梗塞,并增加条理阻力。次要的技能步伐是接纳上下喷的双出口喷嘴;接纳大孔径喷嘴;接纳现场小循环串联供水等。

3.5出铁场除尘

我国1300多座高炉,出铁场除尘多接纳透风除尘条理,以接纳布袋除尘器为主:固然排放处理了,但广泛存在能耗、本钱高;糜费严峻的题目。近几年,我国一些高炉实验接纳喷雾技能,处理出铁场除尘题目:有的小高炉爽性间接接纳喷雾除尘,而不必透风除尘。或许在现除尘才能缺乏时,辅佐接纳喷雾技能,次要作用:

1)  一是间接喷雾蒸发冷却,蒸发冷却水变为水蒸汽只会添加烟宇量约30%;而烟气霎时膨胀总体积会明显增加;而经过混风冷却,工况烟宇量会添加10倍以上,如许条理处置的烟宇量就会大幅增加,捕获率进步;

2)  喷雾通常能100%去除10µm以上的粉尘、对1-10µm的粉尘也能去除一大局部,如许就会增加除尘器入口的粉尘浓度,增加除尘器的负荷,低落出口排放浓度;

3)  有利于增加积灰:布袋除尘器入口烟气的最佳湿度为40-70%,湿度大了当烟气温度低落时就灰积灰;湿度低于40%、比方在西南、华北和西部秋夏季节湿度会低于40%,也会呈现清灰困难。

4)  关于电除尘器运用日期一长,极板、极线一旦积灰,除尘服从就会明显低落。经过人工清算不只风险、职员很辛劳,更次要的很难洗濯洁净。接纳检验期主动喷水洗濯安装,可以包管极板、极线干净,确保高除尘服从。

理论标明:出铁场除尘喷嘴或条理设计不妥,喷雾会没有除尘结果、或除尘服从很低;做得好可以到达很好的结果,而且平台不会有积水。实践上,从开展偏向看,把喷雾与透风除尘选择运用:喷雾除尘为首选:喷雾能达标的,就经过喷雾除尘,然后经过独自的直排烟囱排放,此时风机停开、或低速运转;在喷雾不克不及达标时才经过透风除尘条理,关于1µm以下的粉尘喷雾除尘服从低,如许能增加动力耗费和进步设置装备摆设寿命。

4 烧结、焦化、质料等使用

4.1斯普瑞的烧结矿喷雾蒸发冷却条理

接纳氛围和微雾来冷却烧结矿。能大幅度提拔环冷机的冷却服从,从而浪费鼓风机的电耗。

创新点在于该条理是与装置在冷却机风机房里的风机联合作业。专业设计的高压雾化喷嘴将微雾混淆到氛围中对烧结矿停止蒸发冷却。因而冷却不会分明添加烧结矿的水分含量。

 

4.2 烧结烟气除尘

烧结烟气普通接纳电除尘器,但是由于烧结烟气身分的特别性,其比电阻和烟气的含湿量需求在公道的范畴内,才干在电除尘器内取得高的除尘服从 。如许烧结烟气在进入电除尘前需求对其停止调质处置,本技能的要害包罗:

1)  对烧结烟气的含湿量停止准确控制,使其在最佳的范畴内,使电除尘器的除尘服从失掉包管;

2)  对烧结烟气的温度停止控制,包管电除尘正常任务;

3)  粗出尘的作用,低落电除尘的负荷。

4.3 烧结烟气脱硫、脱硝

烧结烟气脱硫、脱硝在中国才处于方才起步的阶段,照搬种种在电力行业的使用成熟技能,在烧结烟气中都还存在种种题目;

  由于铁矿石的质量差别,烧结烟气中硫的含量具有很大的一个变革范畴,同时由于烧结工艺自身的特点,烧结烟宇量的变革很大,身分变革也很大,这给烧结烟气脱硫带来很大困难。此中,湿法脱硫是使用最普遍的技能,如今另有一些其他的技能也处于实验阶段,但都还存在肯定的题目,比方半干法脱硫、干法脱硫。接纳先辈的喷雾技能,可以进步和波动这些条理的服从和运转用度,并可以应用外排废水替换石灰等脱硫剂,从而大幅度低落一次投资和运转用度。充沛发扬喷雾冷却、调质、吸取等作用,可以开辟出更合适中国国情的烧结烟气脱硫技能。

4.4 喷雾低水熄焦

焦炭出炉后,必需在几分钟日期内将其温度从1400·C敏捷冷却到常温。接纳高压、大流量喷嘴停止窒息式低水熄焦,替换落伍的原管子上开孔喷淋湿熄焦条理,改革量特殊少、投资少,改革进程不影响消费。此项技能曾经敏捷被大局部仍接纳湿熄焦的焦化厂接纳。
    此项技能获得的次要结果包罗:

1)  低落本钱:在没有亮焦的条件下,焦炭含水量可以波动在3—4%。占有关判定结论:焦炭含水量每低落1%,炼铁焦比可低落约2%,吨铁本钱可将低约6元,增加入炉焦炭含水量具有明显的节能和经济效益。

2)  增加熄火日期:可以增加到约90s,仅为传统熄焦日期的一半。

3)  环保:由于喷水平均、有利且将焦车全掩盖,因而蒸汽中所加带的焦粉明显增加,既增加了资源糜费,有控制了粉尘净化。

4)  节水:熄火放散的水蒸气分明增加,相应增加了增补新水量。

5)  喷嘴不梗塞,不像原有条理需求常常梗塞或管子端头不封锁来排挤焦炭颗粒。

6)  由于没有焦车底部进水惹起的低温焦炭猛烈搅动,焦炭机器破坏少,也没有焦炭蹦出焦车题目。

4.5 质料厂/皮带转运点的粉尘控制

钢铁企业的质料寄存场,另有口岸、船埠等散状质料场,要寄存原煤、铁精矿、石灰粉等质料,同时有火车、汽车卸车和皮带取料等作业,在枯燥、风大的时节,散状料很容易被风刮起惹起扬尘,既净化情况,又糜费珍贵的质料。外洋的钢铁企业、矿山、船埠比拟广泛接纳质料场喷雾抑尘条理,也便是在质料场周围、或顶部部署多个大喷嘴,经过喷嘴喷水、人工造雨的方法来抑治质料场的扬尘,如图5所示。与防风抑尘墙相比,其次要特点、或长处有:

1)  可以掩盖整个质料场任何地位都不发生扬尘,没有去世角;

2)  投资节流得许多;

3)  可以应用和处置外排废水,协助完成零排放;

4)  可以同时对火车、汽车卸车、皮带取料、汽车轮胎/底盘停止除尘和主动洗濯,从而不只控制扬尘,还可以坚持厂区和邻近地区的路途洁净;

5) 整个除尘和扬尘可以接纳全主动控制。

 

 

来路:泰科钢铁

 
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