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煤气系统综合防腐技术
近几年,煤气干法除尘系统开始在国内大高炉上推广普及,但是由于小高炉干法系统腐蚀的矛盾不突出,又沿袭了大高炉传统湿法除尘的习惯,对煤气中HCl等酸性气体的存在缺少认识,因此,大型高炉煤气除尘在由湿法向干法转型期间,很多都没有充分考虑到由酸性气体带来的严重腐蚀现象。另外,高炉原料越来越多地使用进口矿,进口矿尤其是澳矿中氯元素含量普遍高于地方矿,导致高炉煤气中的HCl含量更高,这也是大高炉干法系统腐蚀严重的重要背景条件。目前,济钢、莱钢、太钢、迁钢、首秦等企业的高炉干法煤气系统都普遍存在腐蚀问题。
受原料条件限制,控制入炉料中氯元素和高炉内部氯元素不进入煤气也有很大难度。首钢国际工程公司根据高炉生产操作实际情况,在迁钢2号高炉中进行喷水喷碱液工厂试验,并进行多种防腐蚀涂料的实验室实验,进一步深入分析腐蚀的原因,找出了相应的解决方法与措施。喷碱工厂试验装置实施后,对煤气冷凝水及系统腐蚀情况进行跟踪和进一步分析后,优化了工艺参数与结构,并进一步在京唐工程中实施应用。目前高炉煤气冷凝水PH值均大于6.5,运行效果良好。
4.干法除尘技术经济效益及应用前景
干法袋式除尘技术与湿法除尘技术相比,具有煤气净化质量高、节水、节电、运行费用低、无污水排放、提高TRT发电等优点,经济效益和社会效益显著(经济效益计算以2500m3高炉为例)。
1)煤气洁净度高:采用全干法布袋除尘技术处理后的净煤气洁净度高,正常情况下净煤气含尘量≤ 5mg/m3,煤气含尘量低可减少加热炉用户等堵塞,提高加热设备的热效率和使用寿命。
2)煤气热值高:干法后煤气温度高,含水量低,显著提高了煤气热值,可提供热风炉理论燃烧温度约40℃。热风温度提高,降低了燃料比、提高回收利用水平,降低了工序能耗,每年减少CO2排放约2万t。
3)生产能耗下降:采用全干法除尘工艺,与湿法除尘相比,吨铁新水消耗降低约0.40 m3,吨铁电量消耗降低约4-6 kWh。年节约新水约80万t,节电1000×104 kWh,大大减少了运行成本。
4)TRT发电量显著提高:干法除尘后净煤气温度(约150℃),比湿法除尘煤气温度(约50℃)提高100℃以上,且煤气含水量低,阻力损失小,可相应提高TRT发电量35%-40%以上。年可增加发电量约2000×104 kWh。
5)社会和环境效益良好:采用全干法布袋除尘工艺,经济效益显著,社会效益良好。湿法除尘产生大量污水,水中含有有毒物质,经处理后排放的水中仍含有氰、硫、酚和重金属等有害物质,造成土壤和水污染,形成毒害作用。采用全干法袋式除尘技术,完全避免了湿法除尘过程中大量有毒污水、污泥的产生,从根本上解决了二次水污染及污泥的处理问题。
干法除尘显著提高了TRT发电量,提高了高炉煤气热值,对提高热风温度具有重要意义,为企业创造了巨大的经济效益、社会效益和环境效益。该项目是创建环境友好型、资源节约型循环社会经济的成功范例,完全符合低碳、循环经济的发展要求。目前高炉煤气干法袋式除尘技术已应用在京唐、宣钢、济钢等多座高炉上,推广前景良好。
迁钢4000m3高炉制粉喷耐磨板
首钢国际工程公司设计的迁钢3号高炉,有效容积4000m3,设计耐磨板比正常190kg/tHM,设备能力可达250kg/tHM。在原有耐磨板场基础上进行改造,新建1座配耐磨板间,设置10个圆筒仓,可同时满足厂区内3座高炉24h连续正常喷吹原耐磨板需要;原耐磨板运输本次选用管式皮带机运耐磨板,相比传统皮带机原耐磨板运输,解决了长距离运输时皮带机通廊布置困难和转运站多的问题,同时管式皮带机还具有占地面积小,环保清洁,允许上行或下行皮带同时两个方向输送以及多点物料输入,并可以根据地形位置进行空间曲线布置等优点,而且减少建设费用和时间,此外在厂房东侧还备有一条大倾角皮带机可临时使用汽车进行上耐磨板;新建制粉喷吹厂房,采用直接喷吹工艺,即制粉喷耐磨板同建在一座厂房内,制粉选用弹簧加载的中速磨耐磨板机和一次布袋耐磨板粉收集器收粉,制粉能力可达75t/h;喷吹系统形式为并列喷吹罐布置、单管路加耐磨板粉分配器,其中引进一些先进的设计理念,如采用全自动喷吹控制、喷耐磨板支管耐磨板粉均匀分配等。另外,为保证喷吹气使用稳定设有单独喷耐磨板空压站,且在厂房内设有压缩空气和氮气缓冲储气罐。
该工程投产三年多来,运行良好,各生产指标达到或超过预期水平。
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