转炉炼钢一次烟气处理技术的发展

转炉炼钢一次烟气处理技术的发展一、技术讨论背景二、烟气处理的主要任务三、处理技术的关键评价指标四、我国烟气处理技术在引进和自主研发两方面的重要事件五、我国烟气处理技术的应用现状六、烟气处理技术研发设计和面临的问题七、如何实现专业技术升级钢铁行业进入微利时代，生产成本将决定企业的生存，企业的精细化管理和产业的技术升级迫在眉睫。国家产业政策及对环保、节能、减排的要求使企业的经营必须承担高度的社会责任。引进和自主创新的技术内容丰富，增加了企业改造的决策难度。一、技术讨论背景烟气处理的主要任务烟气冷却及热能回收烟气除尘及粉尘回收煤气回收及废气排放二、烟气处理的主要任务烟气初始含尘浓度80~150g/Nm3烟尘分散度（μm)＜0.50.5~11~22~1010~40＞40燃烧法50%45%5%未燃法30%53%17%烟气的主要特性：烟气成份：CO＞70%出口炉气温度：燃烧期：1450℃~1600℃回收期：1200℃~1450℃烟尘成份：TFe：63.4%CaO：9.04%烟尘粒度：回收期：＜2μm1%燃烧期：1~5μm47.1%＜1μm17%三、烟气处理技术的关键评价指标消耗部分回收部分排放部分水电蒸汽煤气废气含尘量最高~250千克/吨钢~16度电/吨钢（包钢120吨转炉湿法除尘）94.4千克/吨钢107.9m3/吨钢高于200mg/Nm3最低~2.5千克/吨钢（天铁180吨转炉数据）~3.3度/吨钢（天铁180吨转炉数据）20.85千克/吨钢43.93m3/吨钢3～5mg/Nm3（天铁180吨转炉数据）四、我国烟气处理技术在引进和自主研发两方面的重要事件自主研发技术引进60年代我国专业技术人员借鉴苏联技术，形成“一文二塔”湿式OG技术，关键设备是倒装式环缝洗涤塔。1985年宝钢一期工程300吨转炉引进日本“OG”技术和设备，其核心是二级可调文氏管喉口。1975年出版《氧气转炉烟气净化及回收设计参考资料》1995年作为环保示范项目，日本政府在马钢炼钢厂转炉扩容改造项目中为马钢无偿提供了一套新型“OG法除尘技术和设备，用“饱和器”代替“一文”、“环缝洗涤器”代替“二文RD可调喉口”。1986年上钢三厂扩容改造，同冶金部建筑研究院环保所合作，将研究出的“线性矩形可调喉口文氏管”、“液压伺服装置”，成功用于转炉烟气净化回收系统，成为国内自行研究设计的”OG”系统。1995年宝钢三期4#，5#250吨转炉引进德国LT技术。2006年12月宝钢6#转炉引进奥钢联DDS技术。2004年承钢同中国京冶工程技术有限公司原中冶建筑研究总院有限公司合作，首次采用高效喷雾蒸发冷却除尘塔取代“一文”，系统阻力300帕。2004年莱钢120吨转炉、2006年包钢210吨转炉、2007年攀钢120吨转炉引进LT技术。2006年太钢180吨转炉、2007年天铁180吨转炉、2009年兴澄特钢等国内5家企业引进DDS技术。五、我国烟气处理技术应用现状10多座转炉采用新一代OG湿法20多座大中型转炉采用干法50多座转炉采用半干塔文法超过60%的转炉仍在使用传统OG湿法“OG”湿法除尘工艺流程附图吹氧转炉煤气回收工艺设备布置1—转炉；2—活动罩裙；3—Ⅰ段烟道；4—Ⅱ段烟道；5—Ⅲ段烟道；6—一文（溢流式）；7—重力脱水器；8—重力脱水器水封器；9—弯头脱水器；10—二文；11—弯头脱水器水封器；12—旋流脱水器水封器；13—旋流脱水器；14—烟气流量计；15—风机入口蝶阀；16—D185—Ⅱ煤气引风机；17—STD641X—0.5三通阀；18—大水封器；19—放散烟囱主要处理技术的工艺流程和优缺点“ＯＧ”流程的优点是安全可靠，系统比较简单。但存在诸多问题，主要有：“OG”流程的优缺点：１、一文、二文需要的除尘水量很大。２、蒸汽和湿粉尘粘结到引风机叶片，造成转子不平衡，引起风机震动损坏，故障率高，影响系统正常稳定运行。３、系统易结垢，导致除尘能力下降，集尘效果和净化效果变差，炉口烟尘外溢、放散塔冒黄烟。４、系统阻力大，耗电高。５、污泥处理工序复杂且容易造成二次污染。６、受文氏管效率影响，烟尘排放浓度偏高（为１００ｍｇ／Ｎｍ３）。干法除尘工艺流程图图3干法电除尘工艺流程1—转炉；2—烟罩；3—氧枪；4—汽化冷却烟道；5—汽水分离箱；6—喷淋汽化冷却塔7—喷咀；8—电除尘器；9—文氏管孔；10—压力调节阀；11—风机；12—一切换阀；13—点火器；14—烟筒；15—洗涤塔；16—煤气柜；17—冷却塔；18—水泵；19—贮灰斗；20—螺旋输送机；21—水池干法流程的优点是不需废水处理设备和污泥脱水设备等，因此干法除尘具有水耗低、无污水处理系统、电耗低、风机运行稳定、粉尘排放浓度低（为１０ｍｇ／Ｎｍ３）等诸多优点。存在一些问题主要是：干法流程的优缺点：１、干法除尘造价高、自动控制连锁多，要求自动化程度高。２、采用的机械设备多，结构复杂，故障率高，维修时间长。３、由于蒸发冷却使煤气中含有较高的水分，易形成结露，影响极间距离和运行电压，还影响输灰系统设备运行寿命，为此对蒸发冷却塔水量、水压控制有严格要求。４、蒸发冷却器壁上结垢问题还没有很好的解决。５、泄爆频繁，影响电除尘器内部件的寿命和除尘效果。６、除尘后煤气温度高，还必须采用专门的冷系统进行冷却后才能进煤气柜。创新的主要系统工艺：转炉→活动烟罩→汽化冷却烟道→非金属膨胀节→蒸发冷却器→可调环缝重坨式文氏管→脱水器→转炉风机→煤气回收系统或放散转炉→活动烟罩→汽化冷却烟道→高温蒸发塔→压力调节阀→高温袋式除尘器→转炉风机→煤气回收系统或放散转炉→活动烟罩→汽化冷却烟道→非金属膨胀节→蒸发冷却器→防爆脉冲袋式除尘器→转炉风机→煤气回收系统或放散转炉→活动烟罩→汽化冷却烟道→高效喷雾塔→湿式袋式除尘器→转炉风机→煤气回收系统或放散六、烟气处理技术研发设计和面临的问题转炉→活动烟罩→炉口微差压喷雾补偿→汽化冷却烟道→喷雾冷却除尘（单步喷雾冷却除尘或多步喷雾冷却除尘）→湿式电除尘→转炉风机→煤气回收系统或放散转炉→活动烟罩→汽化冷却烟道→重力沉降室→高效无机热管换热器→布袋除尘器→转炉风机→煤气回收系统或放散转炉→活动烟罩→汽化冷却烟道（配套蒸汽回收装置）→高温旋风除尘器→一级蛇型管过热器→列管换热器（配套蒸汽回收装置）→二级蛇型管换热器→布袋除尘或电除尘器→转炉风机→煤气回收系统或放散关键设备的研发特点：四种冷却技术设备精除尘设备（减少阻损方向发展）环缝洗涤器：控制系统联锁条件的优化，减少对生产的影响开发转炉阶梯供氧技术，减少泄爆配套自动化控制技术面临的主要问题：缺少联合创新的平台，设计方案难以转化为生产力。提出的新系统工艺基本处于概念阶段，工艺目标同企业的实际需求存在差距，缺少足够的技术支持。（设备可靠性、工艺布置可行性、系统的安全性有待论证）关键设备的设计有待进一步优化，效果存在不确定性。（设计参考资料陈旧）控制系统同工艺结合不密切，主要依靠基础自动化，难以保证系统的稳定运行。七、如何实现专业技术升级升级是质变升级是双方共赢策划专业技术升级也是在谋划企业效益的升级新生的技术公司发展迅速，专业集中度高→选择机会增加单体设备供应商逐步转向提供总体服务→服务内容增值工程集成创新度比较低，专业之间、供需之间结合机会少技术保证值的前提条件更加细化，要求业主的基础管理水平相应提高技术市场的发展状况用户需要考虑的问题技术提升的步骤如何保证经济上最优化→辨别供应商的统筹计划和持续服务的能力系统功能的实现如何获得配套技术的支持→研究供应商的最佳组合西门子奥钢联的DDS技术在中国的成功推广值得我们借鉴。近期在北京召开的中国钢铁年会的主题是“实践科学发展观，开创钢铁科技创新新局面”。企业技术中心除个别特大型企业外，大多没有参与工程集成创新，技术中心与设计院脱节，使“产品—制造”环节创新联系不够；“工艺—设备—控制”创新集成的活动不多。中国金属学会理事长翁宇庆认为，应以工程集成创新和“消化吸收”创新作为企业自主创新的主要部分，工程设计公司应在全行业“消化吸收”国际先进技术装备的过程中扮演主力的角色。联合创新是实现工程集成创新的关键谢谢转炉烟气处理技术的发展前景广阔联合创新可以实现互补和共同发展，可以实现专业技术升级和企业效益的升级，是支持技术发展的重要模式。