转炉煤气处理技术及烧结机烟气脱硫除尘技术介绍

1转炉煤气处理技术及烧结球团烟气脱硫除尘技术2一、转炉煤气处理技术3主要内容转炉煤气新一代湿法处理技术转炉煤气干法处理技术创新点转炉煤气干法处理技术介绍行业背景4行业背景5转炉煤气处理技术目前主要有干法技术和湿法技术两种。干法技术是当今钢铁行业中先进的技术，与湿法技术相比，该技术具有能耗低，除尘效率高，煤气回收利用率高，占地面积小，回收的是干粉尘无二次污染等优点，且转炉煤气与粉尘均得到了综合利用，经济效益明显，使得低能或负能炼钢成为可能，是国际上最先进的转炉煤气处理技术。我国“十一五”规划中就要求钢铁行业推广“三干一电”技术，其中就包括转炉干法技术。今年2月27日国家颁布的《工业节能“十二五”规划》中要求转炉炼钢全面推广转炉干法技术，到2015年，实现65%以上的转炉达到负能炼钢。6转炉煤气干法处理技术是由德国鲁奇公司开发的，该技术比湿法技术有更高的经济效益和环境效益。我国在2003年前该技术基本上属于空白，只有宝钢全套引进了德国系统。自2003年至2006年，我院与国内部分钢厂及国外公司相继合作，建设了多套转炉煤气干法技术系统。2006年，我院通过消化吸收和自主研发，开发出了具有自主知识产权的转炉煤气干法处理技术，该技术完全适合我国的转炉炼钢特点，并得到了迅速发展。现已有近四十套具有自主知识产权的干法系统在国内得到了成功应用，近年我院还完成了多套湿法系统改建成干法系统的项目。7转炉煤气干法处理技术介绍干法系统组成转炉汽化烟道蒸发冷却器圆筒电除尘器粗灰输送系统细灰输送系统风机切换站煤气冷却器放散烟囱转炉在炼钢时，通过蒸发冷却器，先将1000℃的烟气降至200℃，并对烟气进行粗除尘，经粗除尘后的烟气进入干法圆筒电除尘器被进一步除尘，经除尘后的烟气含尘浓度≤10mg/Nm3，当烟气中氧含量＜2%且CO气体含量达到可回收条件时，通过切换站进入煤气冷却器将煤气冷却到70℃，然后回收进入煤气柜。当烟气中氧含量≥2%时，则通过切换站进入放散烟囱点火排放至大气中。蒸发冷却器和电除尘器收集下的粗、细粉尘通过输灰装置排出，并回收利用。干法工艺流程10转炉煤气干法处理技术创新点111蒸发冷却器采用直连式结构省去了香蕉弯式复杂结构，并减少了一套输灰装置，从而降低了投资和运行故障率；在出口管道内增加氮气稀释系统，大大降低了系统的泄爆频率。12采用自主研发的泄爆阀，确保了系统的运行安全性，目前已经使用了上百套，使用寿命已超过6年。2圆筒形电除尘器专利号：ZL200620078688.6132圆筒形电除尘器采用了自主研发的自润滑剖分滑动轴承，节省了干油润滑系统，节省了高昂的润滑油费用。目前已经使用了上百套，使用寿命超过4年。专利号：ZL201020270573.3142圆筒形电除尘器开发了轨道式扇形刮灰装置，目前已经使用在4套系统上，2009年运行至今，运行安全可靠，无故障问题。专利号：ZL200910254452.1152圆筒形电除尘器创新点采用了阴极侧部振打清灰装置，与凸轮顶部振打装置相比，提高了振打清灰效果，保证了振打的可靠性，降低了故障率。162圆筒形电除尘器先进技术及标准我院还在很多细节方面进行了创新性设计，比如采用CFD数值模拟和有限元分析程序ANSYS，对设备进行了优化设计；对高压电源供电根据冶炼周期采用了节能控制；对前面电场供电在国内首次采用了三相高压电源；我院还完成了《转炉煤气干法圆筒形电除尘器》和《电除尘器用煤气安全泄爆阀》行业标准的编写工作。172圆筒形电除尘器先进技术及标准183离心风机的成功应用我院与风机厂家合作，在国内首次把离心风机引入干法系统，替代轴流风机，大大降低了投资成本和生产维护费用。194煤气快速切换站切换站液压伺服系统采用进口伺服阀、电气放大板和过滤器等，确保了低压头干法系统的平稳切换，延长了杯阀的使用寿命，提高了煤气回收率。采用油冷机对液压系统进行高温冷却和低温加热，省却了水循环系统。205节水、节电式煤气冷却器煤气冷却器上部增加水箱式结构，只在煤气回收阶段进行双层喷雾冷却，显著降低了水耗和电耗。216放散烟囱放散烟囱内部安装有我院真空冶炼所研制的喷嘴引射装置，保证了系统风机出现故障时，系统中煤气的安全排出；烟囱顶部采用引燃气体点火装置或电子点火装置，避免了CO气体大量排入大气。22序号专利类别专利名称状态1发明专利圆筒形卧式电除尘器用轨道扇形刮灰装置授权2实用新型煤气安全泄爆阀授权3实用新型一种煤气干法电除尘器的结构授权4实用新型扇形刮板输灰系统授权5实用新型圆筒形卧式湿式电除尘器授权6实用新型一种轨道式刮灰装置授权7实用新型一种自润滑剖分轴承组件授权8实用新型一种电除尘器用极线防松防断装置授权9发明专利电除尘中用极线张紧防松防断结构授权申请及获得专利情况23序号专利类别专利名称状态10发明专利一种煤气干法降温净化回收系统已受理11发明专利一种转炉煤气干法降温净化回收系统中的氮气稀释防爆系统已受理12发明专利一种煤气干法降温净化回收系统中多功能智能型喷雾除尘冷却器已受理13发明专利自清洗式防爆型圆筒形电除尘器已受理242526干法系统照片27序号项目名称数量投产时间备注1莱钢大H型钢1、2号120吨转炉煤气干法电除尘及电气总包2套2004年7月与鲁奇公司合作2莱钢大H型钢3号120吨转炉煤气干法电除尘及电气总包1套2004年12月与鲁奇公司合作3太钢新炼钢180吨转炉煤气干法电除尘器、蒸发冷却器、煤气冷却器及电气总包2套2006年6月与鲁奇公司合作4包钢一炼钢100吨转炉煤气干法电除尘器、蒸发冷却器、煤气冷却器及电气总包2套2005年12月与鲁奇公司合作5天铁炼钢厂180吨转炉煤气干法电除尘器、蒸发冷却器、煤气冷却器总包2套2007年3月与奥钢联合作与国外合作项目合计9套主要业绩表28序号项目名称数量投产时间备注1莱钢炼钢厂80吨转炉煤气干法电除尘及电气总包1套2006年5月自行开发2唐山贝钢35吨转炉煤气干法回收净化系统设计和电除尘总包1套2006年7月自行开发3承德钢厂80吨转炉一次烟气干法除尘系统总包1套2007年1月自行开发4山东泰山钢厂65吨脱磷转炉煤气干法净化回收系统总包2套2008年3月自行开发5山东泰山钢厂60吨GOR转炉煤气干法净化回收系统总包1套2008年3月自行开发6河南信阳钢厂100吨转炉煤气干法净化回收系统总包2套2008年12月自行开发29序号项目名称数量投产时间备注7中宝滨海镍业股份公司年产8万吨镍铁项目矿热炉煤气处理设施及GOR炉一次烟气除尘系统4套2011年6月自行开发8河南信阳钢厂100吨转炉煤气干法净化回收系统总包1套2010年10月自行开发9攀钢西昌钒钛1x200t提钒转炉与2x200t炼钢转炉一次烟气净化回收系统3套2011年9月自行开发10西林钢铁集团股份公司100吨转炉煤气干法除尘系统总包1套2011年10月自行开发11中阳钢铁有限责任公司一套65T转炉煤气干法净化回收系统总承包项目1套2012年9月自行开发30序号项目名称数量投产时间备注12中阳钢铁有限责任公司一套100T转炉煤气干法净化回收系统总承包项目1套2012年9月自行开发13河北燕山钢厂150T转炉煤气干法净化回收系统总承包项目1套2012年6月自行开发14唐山东海钢厂120T转炉煤气干法净化回收系统总承包项目2套2012年6月自行开发15唐山新宝泰钢厂65T转炉煤气干法净化回收系统总承包项目3套2012年5月/2013.5自行开发16山东西王钢铁有限公司120T转炉煤气干法净化回收系统总承包项目2套2013年6月自行开发17河北普阳钢铁有限公司80吨转炉煤气干法净化回收系统总承包项目1套2013年12月自行开发18江苏徐州宝丰特钢有限公司45吨转炉煤气干法净化回收系统总承包项目2套2013年12月自行开发自主开发总包项目合计30套31转炉煤气新一代半干法处理技术321转炉煤气新一代半干法技术简介煤气柜烟囱切换站循环水湿式电除尘洗涤塔工艺：高效洗涤塔+环封除尘+湿式电除尘器+煤气放散和回收装置33新一代蒸发冷却塔、环缝文氏管及防爆型湿法电除尘器一次烟气除尘降温系统排污口蒸发冷却塔烟气入口环缝文氏管电液驱动装置入口温度约900℃双介质雾化喷枪喷淋水≤200℃≤75℃喷淋水防爆型湿法电除尘器≤60℃34通过蒸发冷却和洗涤进行降温和粗除尘，再经过环封除尘后进入湿法电除尘器进行精除尘，精除尘后的烟气含尘浓度≤10mg/Nm3，该系统组合可以显著降低能耗，能以较低投资和运行成本满足严格的环保要求，并将大大改善风机的维护问题。2转炉煤气新一代半干法技术能源管理300200100Outletwetscrubber:dustcontent(mg/m³)PowerconsumptionIDF[kW]2.0001.5001.000300200100InletESP:dustcontent(mg/m³)SizeofESP(collectingsurface)[m²]1.0005001-fieldESP2-fieldESPcleangasdustcontent10mg/m3=f(systempressuredrop)300200100Outletwetscrubber:dustcontent(mg/m³)PowerconsumptionIDF[kW]2.0001.5001.000300200100InletESP:dustcontent(mg/m³)SizeofESP(collectingsurface)[m²]1.0005001-fieldESP2-fieldESPcleangasdustcontent10mg/m3=f(systempressuredrop)351、能满足最严格的环保法规2、投资低、占地面积小3、安装所需停产时间短4、不增加现有的水处理设备5、运行成本降低/能耗降低6、可满足几乎所有的湿法洗涤塔升级改造7、煤气柜后面不再需要额外的静电除尘即可满足最终使用要求3转炉煤气新一代半干法技术优点36二、烧结球团烟气脱硫除尘技术37主要内容脱硫除尘工艺烧结除尘技术烧结烟气特点行业背景38行业背景39《国家环境保护“十一五”规划》提出：“到2010年，二氧化硫年排放量由2005年的2549万吨削减10%减少到2295万，其中要求钢铁行业必须在增产不增污的前提下，实现二氧化硫年减排30万吨的目标”。钢铁行业生产过程中产生的二氧化硫总量，占全国排放总量的11%以上，仅次于电力企业，位居全国第二，排放量大约在150万吨/年～180万吨/年，其中烧结工序外排的二氧化硫占85%～90%左右。40《钢铁烧结、球团工业大气污染物排放标准GB28662-2012》提出：现有企业自2012年10月1日-2014年12月31日起，排放限值为：SO2≤600mg/Nm3，粉尘≤80mg/Nm3，氮氧化物≤500mg/Nm3；氟化物≤6mg/Nm3；PCDD（二噁英）≤1ng-TEQ/Nm3。新建企业自2012年10月1日起，排放限值为：SO2≤200mg/Nm3，粉尘≤50mg/Nm3，氮氧化物≤300mg/Nm3；氟化物≤4mg/Nm3；PCDD（二噁英）≤0.5ng-TEQ/Nm3。41烧结烟气特点烟气特性温度烟气量大含氧量高水90-110m3/m2·min氧含量为15%～18%8%～13%80℃～180℃43烟气中SO2含量一般为500mg/Nm3～2500mg/Nm3，有些达到3000mg/Nm3～5000mg/Nm3污染物特性SO2其他粉尘浓度低3-5g/Nm3、比电阻高、粒径细、对设备磨损大HFHCl二恶英NOx44烧结除尘技术45A静电除尘——是利用电场电晕放电，使粉尘荷电，借助静电场中的库伦力将带电粉尘捕集，是目前烧结机除尘应用最多的除尘工艺。B多管、旋风除尘——是利用离心力作用将尘粒从烟气流中分离出来。由于其除尘效率较低，阻力大，近年来很少采用。1烧结除尘技术分类46A钙基吸收剂的半干法、湿法脱硫工艺。具体工艺有循环流化床、密相干塔、旋转喷雾(SDA)、宝钢-XP、MEROS、