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環保除塵設備
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轉爐煙氣凈化設備轉爐煙氣純干法除塵新工藝

2020-07-20 11:30:12

轉爐煙氣凈化設備轉爐煙氣純干法除塵新工藝CG法:

本文由蕪湖華潔環保設備有限公司提供:



轉爐煙氣純干法除塵工藝(CG法)作為一種全新除塵工藝,在保證除塵工藝的節能、減排、資源綜合利用、經濟效益的同時,其安全性也大大提高,本文就北京熱盾節能技術有限公司開發的轉爐煙氣純干法除塵新工藝作簡要介紹。

1轉爐煙氣余熱回收綜合利用純干法除塵新工藝

轉爐煙氣余熱回收綜合利用純干法除塵新工藝由3 1個子系統構成,即主流程3個子系統:高溫煙氣冷卻同步余熱回收子系統、純干除塵及輸灰子系統、純干煤氣冷卻回收及廢氣放散子系統;1個主流程外設有爐塵資源化子系統。該除塵新工藝與現行除塵工藝不同點在于:

◆ 轉爐800-1000℃煙氣余熱轉化為蒸汽回收;

◆ 轉爐煙氣冷卻不噴水,煙氣為純干煙氣;

◆ 煤氣冷卻不噴水,煤氣為純干煤氣;

◆ 煙氣除塵為純干法,粗除塵 精除塵;

◆ 爐塵經配料制成功能爐料返轉爐冶煉——資源化高效利用。

1.1CG法工藝流程

CG(B)工藝流程如圖1所示,北京熱盾節能技術有限公司開發的轉爐煙氣CG法除塵系統效果見圖2。

1.2CG法工藝特點

1)CG法工藝適應并運用轉爐煙氣的規律和特點,通過引風機抽吸使煙氣快速運動,煙氣在運行中,經過各個功能的工藝裝備,實現煙氣自動降溫、自動換熱產汽、自動分離煙塵、煤氣自動冷卻,從而形成純干全新除塵工藝。

2)經本工藝除塵的轉爐煙氣三大資源(800-1000℃熱能、含70%CO、含FeO、 CaO及MgO爐塵)效能Z大化。

3)除塵過程節水、節電。

4)除塵過程既是排放達標的過程,也是創經濟效益的過程,簡化為數學公式即:CG法=轉爐煙氣余熱回收綜合利用 純干法除塵=排放達標 經濟效益。

2 轉爐煙氣凈化設備CG法除塵新工藝運行主要指標

2.1高溫煙氣冷卻

入口煙氣溫度:800-1000℃;出口溫度:170-220℃。

2.2煤氣冷卻溫度

入口煤氣溫度:150-170℃;出口溫度:50-70℃。

2.3煙氣含塵濃度

除塵凈化前含塵濃度:80-150g/m3;凈化后含塵濃度:<10mg/m3(可根據用戶需要提升凈化標準)。

2.4噸鋼回收蒸汽量

75-80kg(蒸汽壓力與汽化煙道相同)。

2.5風機運行

溫度:約150℃;風壓:約15kpa;風量:比噴水工藝煙氣量低1/3。

2.6經濟效益

以年產100萬噸鋼轉爐為例,采用本工藝,經濟效益約為3000萬元(以本地本廠價格計算值為準);減排CO2超過4.6萬噸。

3轉爐煙氣凈化設備 CG法新工藝安全理論及相關技術措施

3.1轉爐煙氣余熱回收系統安全理論及相關技術措施

轉爐高溫煙氣冷卻同步余熱回收子系統主要工藝裝備為直立煙道式余熱鍋爐,其換熱原理為:對流—傳導—對流方式,轉爐煙氣通過余熱鍋爐煙道,煙氣自動降溫、熱能自動轉化為蒸汽。

轉爐煙氣凈化設備


為保障直立煙道式余熱鍋爐安全,遵循安全理論,采取“五重”保護措施:

第一重保護:高溫燃燒保護——遵循CO空氣中燃燒溫度理論

工藝研發所采用的余熱鍋爐為抗爆防爆型直立煙道式余熱鍋爐,采取特殊的直立煙道式爐體結構,這種結構特點之一在于高溫段在上,轉爐高溫煙氣從爐體頂部進入,經爐體冷卻后,從底部引出。在冷卻過程中,煙氣入口800-1000℃、出口200℃左右,在爐體中上部,必然經過CO可燃煙氣600℃燃點區;特點之二在于鍋爐換熱管橫置排列,與煙氣流形成垂直撞擊,使煙氣瞬間變成紊流,一旦CO可燃煙氣,遇有空氣,則瞬間混勻;在600℃燃點區以上,只要是CO可燃煙氣意外遇到空氣(O2),且快速混勻,就會即刻燃燒,而不會爆炸。燃燒后生成新的惰性煙氣段,進入余熱鍋爐低溫區,這個惰性煙氣段又起著隔離作用,只要余熱鍋爐低溫區密封性良好,余熱鍋爐就沒有爆炸的可能。

直立煙道式余熱鍋爐的這種特殊結構,是依據CO燃點溫度原理研制的,它成為轉爐高溫煙氣冷卻同步余熱回收煙氣不爆炸的安全屏障。

第二重保護:惰性煙氣段保護——遵循可燃煙氣與空氣隔離理論

惰性煙氣段一是來自于吹氧開始、吹氧結束汽化煙道入口燃燒;二是來自直立煙道式余熱鍋爐高溫區燃燒。

惰性煙氣段,這種惰性煙氣既不屬于助燃性煙氣,也不屬于可燃性煙氣,它與可燃性煙氣接觸不燃爆;它與助燃性煙氣接觸也不燃爆。惰性煙氣段有效保護余熱鍋爐,特別是余熱鍋爐低溫區及后續除塵系統安全不爆。

第三重保護:余熱鍋爐爐體密封結構保護——遵循可燃煙氣與外部空氣隔離理論

經過低于燃燒點溫度的可燃性轉爐煙氣是不能再與空氣接觸的,為適應轉爐煙氣的這一特點,余熱鍋爐研制成密封結構,所有爐墻均由鍋爐鋼板焊成,并經打壓檢測,不能存在任何泄漏;余熱鍋爐清灰系統的倉閥,均設計為鎖氣機構,確保清灰過程無空氣進入。余熱鍋爐密封性結構,使外部無空氣進入,轉爐可燃性煙氣就不會爆炸。

第四重保護:余熱鍋爐的抗爆結構和泄壓機構保護—遵循安全意外原則

本著有CO煙氣就必須設抗爆與泄壓的原則,高溫煙氣冷卻同步余熱回收工藝裝備,研制成抗爆余熱鍋爐,爐體為圓柱筒體形或有加固結構的方形鍋爐;并在爐體的多個部位,加裝具有自動復位功能的泄壓閥,一旦發生意外爆炸,保護鍋爐本體不受損、不傷害人身、設備,不影響轉爐冶煉。

第五重保護:余熱鍋爐入口前加裝“煙氣預處理器”——遵循預防為主原則

煙氣預處理器相當一道“防火墻”,防止轉爐冶煉過程中一些不利因素影響余熱鍋爐的安全運行。

上述“五重保護”,可以保障煙氣冷卻余熱回收工藝裝備安全運行,即使轉爐操作出現某些不正常,“五重”保護仍能發揮作用。

3.2純干除塵子系統的安全理論及相關技術措施

純干除塵子系統由粗除塵器 精除塵器構成,根據精除塵器配置不同,形成兩種純干除塵工藝:

◆ 布袋純干法除塵工藝-CG(B);

◆ 純干法電除塵工藝-CG(D)。

布袋純干除塵子系統由粗除塵器——環流旋風除塵器 精除塵器——布袋 氣力輸灰系統構成。

轉爐煙氣經直立煙道式余熱鍋爐,煙溫降至200℃左右,粗除塵器除去80%以上粉塵,煙氣經布袋除塵達標。布袋一旦發生爆炸,將失去除塵功能。因此,安全不爆成為布袋應用于轉爐煙氣除塵的關鍵。

為保障布袋除塵系統安全不爆,遵循安全理論,采取相應保護措施:

1)煙氣分流——遵循可燃煙氣與空氣隔離理論。

將煙氣分為可燃性煙氣和助燃性煙氣,各行其道??扇夹詿煔馀c助燃性煙氣不接觸、不相混,就失去爆炸的可能性。

2)雙布袋除塵系統——遵循CO可燃煙氣與空氣混合比例極限理論。

不同類型煙氣進入各自除塵系統,每個系統都成為安全除塵系統。

3)可燃性煙氣除塵系統制成密封結構——遵循可燃煙氣與空氣隔離理論。

4)可燃性煙氣除塵系統制成抗爆、泄壓結構——遵循可燃煙氣與空氣隔離理論。

5)在線檢測CO%、O2%,自動控制運行——遵循CO可燃煙氣與空氣混合比例極限理論。

上述五個方面構成布袋除塵系統安全體系,成為抗爆、防爆型布袋除塵系統。

3.3轉爐煙氣冷卻同步余熱回收子系統、純干除塵子系統對轉爐冶煉特殊工況安全的適應性

轉爐冶煉是一種極其特殊的工藝過程,它具有反應劇烈、周期短、工況多變的特性,冶煉過程出現某些意外是在所難免的。如鐵水硅太高,產生噴濺;鐵水硅太低,加料時煙氣量增大;廢鋼含油污特別多,煙氣量大增;氧氣壓力瞬間下降,槍位控制不到位導致噴濺;汽化煙道漏水;突然停電;煙氣中大顆粒物過多等。

上述這些特殊情況對煙氣冷卻同步余熱回收子系統、純干除塵子系統運行幾乎不受影響。不噴水冷卻高溫煙氣同步余熱回收子系統所采用的抗爆防爆型直立煙道式余熱鍋爐、純干除塵子系統所采用環流旋風粗除塵 布袋精除塵器可滿足轉爐冶煉工況的安全性要求。


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