A. 炼铁高炉的工艺流程是什么
炼铁高炉的工艺流程:
高炉冶炼是一个连续的生产过程,全过程在炉料自上而下,煤气自下而上的相互接触过程中完成。炉料按一定批料从炉顶装入炉内,从风口鼓入由热风炉加热到1000-1300°C热风,炉料中焦炭在风口前燃烧,产生高温和还原性气体,在炉内上升过程中加热缓慢下降的炉料,并还原铁矿石中的氧化物为金属铁。
矿石升至一定温度后软化,熔融滴落,矿山中未被还原的物质形成熔渣,实现渣铁分离。渣铁聚集于炉缸内,发生诸多反应,最后调整成分和温度达到终点,定期从炉内排放炉渣和铁水。上升的煤气流将能量传给炉料而使温度降低,最终形成高炉煤气从炉顶导出管排出,进入除尘系统。
(1)钢铁厂烧结机反应器怎么做扩展阅读:
生铁的冶炼虽原理相同,但由于方法不同、冶炼设备不同,所以工艺流程也不同。下面分别简单予以介绍。
高炉生产是连续进行的。一代高炉(从开炉到大修停炉为一代)能连续生产几年到十几年。生产时,从炉顶(一般炉顶是由料种与料斗组成,现代化高炉是钟阀炉顶和无料钟炉顶)不断地装入铁矿石、焦炭、熔剂,从高炉下部的风口吹进热风(1000~1300摄氏度),喷入油、煤或天然气等燃料。
装入高炉中的铁矿石,主要是铁和氧的化合物。在高温下,焦炭中和喷吹物中的碳及碳燃烧生成的一氧化碳将铁矿石中的氧夺取出来,得到铁,这个过程叫做还原。铁矿石通过还原反应炼出生铁,铁水从出铁口放出。
铁矿石中的脉石、焦炭及喷吹物中的灰分与加入炉内的石灰石等熔剂结合生成炉渣,从出铁口和出渣口分别排出。煤气从炉顶导出,经除尘后,作为工业用煤气。现代化高炉还可以利用炉顶的高压,用导出的部分煤气发电。
生铁是高炉产品(指高炉冶炼生铁),而高炉的产品不只是生铁,还有锰铁等,属于铁合金产品。锰铁高炉不参加炼铁高炉各种指标的计算。高炉炼铁过程中还产生副产品水渣、矿渣棉和高炉煤气等。
铁焦技术通过使用价格低廉的非黏结煤或微黏结煤用作生产原燃料进行煤矿的生产,将其与铁矿粉混合,制成块状,用连续式炉进行加热干馏得到含三成铁、七成焦的铁焦。再经过专业设备加工,最后经过冶炼就能得到与原始技术一样的炼铁成果。
这一技术使用较高含量的铁焦代替原始含量,经过实验表明会节省大量的焦与主焦煤,也通过这一试验说明铁焦具有提高反应速率的作用,证明了在高炉炼铁中铁焦含量至少可以达到 30%。这项技术正在日本的各个工厂进行实际生产,而且取得了一定的成果。但是现阶段技术还未完全成型,还需要大量实验进行完善。
高炉除尘灰指的是炉前出铁时产生的粉尘和炉顶主皮带料头部放料的过程中产生的粉尘经过一定比例的混合制成的,但由于这两种粉尘的颗粒极为细小,很不利于收集,但通过设想就可得知如果将其收回并完美利用,就是最好的节能方式之一 。
这样不仅可以使煤粉的燃烧效果得到提高,还能回收一部分浪费的铁元素,通过合理控制其添加量就能有效的提升产量,并且对本来的废料进行回收,充分的进行了材料的利用,不仅有助于提高产量,还节省了一部分资金。
B. 除尘器布袋 烧损 冒烟但是检查无破损布袋该怎么处理
布袋除尘器的注意事项
除尘器,布袋式除尘器,袋式除尘器;
除尘器对滤袋数量的选择
滤袋除尘器的型号确定要根据使用场合、烟气温度等条件确定使用的滤袋的过滤风速。
若过滤风速1.2m/min时,若处理风量选26000m3/h需要滤袋的过滤面积是:26000/60/1.2=362m2。
若选择规格为130*2450的滤袋,则每条滤袋的过滤面积为1m2,大概就需要362条滤袋.
若采用气箱脉冲袋收尘器,选择6个室,单室64条滤袋的袋收尘器,即PPC64-6,这样滤袋总数为:384条,则总过滤面积:384m2.这样过滤风速26000/60/384=1.13m/min,符合要求,选型合理.
静电除尘器,电除尘器,电除尘; 碱回收炉电除尘器
除尘滤料中英文对照
一.使用条件选择滤料要考虑的使用条件主要有:
1.除尘器所处理的含尘气体的特性 2.粉尘的特性 3.除尘器的清灰方式
二.纤维原料制作滤料过去都用天然纤维,常用的有棉花和羊毛。后来逐步改用合成纤维和玻璃纤维,现在已经几乎没有使用天然纤维的了。目前用于滤料的合成纤维主要有以下几种:
(1)聚酯(PE-Polyester),商品名称为涤纶。
(2)聚丙烯(PP-Polypropylene),商品名称为丙纶。
(3)共聚丙烯腈(PAN copolymer——Polyacrylonitrile copolymer),商品名称为亚克力。
(4)均聚丙烯腈(PAN homopolymer——Polyacrylonitrile homopolymer),商品名称为Dolarit。
(5)偏芳族聚酰胺(m-AR—m-Aramide),商品名为Nomex(诺美克斯)、Conex 、Metamax(美塔斯)
(6)聚酰亚胺(PI-Polyimide),商品名称为P84。
(7)聚苯硫醚(PPS——Polyphenylensulfide),商品名称为 Ryton(赖登)、Procon、Torcon。
(8)聚四氟乙烯(PTEE——Polytetrafluoroethylene),商品名称为Teflon(特氟隆)。
电袋复合除尘器,电袋除尘器,电袋组合式除尘器;
袋除尘使用的行业
现在各行业生产排放的大量亚微米粉尘较其它粒径粉尘对人类及环境的危害更大,却难以脱除。如何收集化工行业亚微米粉尘已成为气溶胶和除尘界的一个难题,我们的除尘产品收率达到99%以上,除尘颗粒半径最小可达到0.5μm,由于系统运行效率和除尘效率高,装置运行稳定,为企业创造了较大的经济效益和社会效益,废气排放完全达标。
化工行业
高分子聚合物:聚丙烯、聚乙烯、聚脂化合物、聚丙烯酰胺、三聚氰铵、离子交换树脂、活性碳纤维、淀粉、纤维素衍生物等。
精细化工品:医药、农药、染料、颜料、化肥、炸药、洗涤剂、催化剂、橡胶塑料添加剂、混凝土添加剂、水处理剂、油田化学品。
无机化工品:酸、碱、盐、氧化物、氢氧化物、白炭黑、增白剂、精细陶瓷。
工业窑炉
水泥立窑炉、燃煤玻璃炉、焦化炉、复合肥干燥回转窑炉、城市垃圾干燥回转窑炉、陶瓷及各种建材燃烧炉的尾气除尘。
水泥立窑排放气中含1μm以下的粉尘占7.92%,2μm以下的占19.05%,3μm以下的占24.83%,现水泥窑多数采用布袋除尘。
工业锅炉
各种燃煤、燃油、燃气的工业锅炉及高炉煤气、煤粉炉、流化床锅炉的尾气除尘。
建材矿业
超细碳酸钙、高岭土、膨润土、铝矾土、氢氧化镁、超细石英、硅胶颗粒、石墨粉尘,金属粉尘、矿石粉尘、煤粉煤灰的除尘。
冶金行业
钢铁行业中的高炉、电炉、转炉、烧结炉的高温烟气除尘及矿石和焦炭的装卸料除尘。
高炉的烟气除尘难点是气体温度高,若用布袋除尘须加大吸气量以降低温度,使布袋的处理量、能耗和投资增大数倍。
矿石焦炭除尘矿石卸料及将其送至地仓和高仓有多个扬尘点均需除尘。
烧结厂烟气除尘某钢铁公司烧结机头烟气量为18万m3/h,温度为80℃,因气体湿度大结雾严重,布袋除尘吸潮糊袋,导致压降上升,布袋损坏过快,运行费用高;
石油炼制
催化裂化单元提升管反应器、再生器的内外除尘器。
提升管反应器出口的快速分离装置、沉降器内一、二级内旋风除尘器、外旋风除尘器、再生器一、二级内旋风除尘器和多管式的三级外旋风除尘器。上述设备分离效率的高低直接关系到炼油过程催化剂的耗量及烟气轮机的使用寿命,其压降的大小亦影响到系统能耗和能量的回收。
原油采出液除沙
我国多数油田均已进入采油后期,采出液中含有大量细纱,提高细纱分离效率已成为三次采油采出液分离的难题,国家攻关项目“高含水率原油的除沙”是采用旋液新型高效液固分离器进行除沙,单台设备的处理量达到3000t/h,设备压降仅有0.04MPa,相当于国外较先进的旋流器除沙压降指标的40%,使能耗大幅度降低,除沙率达到92%以上,各项性能指标均为国际领先水平。
其他行业:火电、气流输送、铸造、冶金粉末、拌合站、工艺品加工、粮食加工等行业的尾气粉尘收集和除尘。
脉冲布袋除尘器,锅炉除尘器,低压脉冲布袋除尘器;防爆袋式除尘器
我国除尘技术的进步与发展
我国的除尘技术取得了长足的进步,袋式除尘技术的发展尤其迅速,主要体现在以下各个方面。
(1)效率更高、排尘浓度更低,是除尘设备发展的总趋势。这是因为:排尘标准更加严格;执法力度不断加大,手段日益先进;对于微细粒子的控制受到重视;公众的环境意识迅速增强。在此背景下,袋式除尘技术的发展更为突出。发达国家袋式除尘器的增长最为迅速,并早已占据市场的主导地位,我国虽然滞后,这种发展趋势也已很明显。
(2)我国袋式除尘器的排尘浓度低于30mg/Nm3~50mg/Nm3已不鲜见,有许多达到10mg/Nm3以下,甚至1mg/Nm3~5mg/Nm3。主要缘于以下两方面:
其一,针刺毡滤料普遍应用,同时“表面过滤材料”等新型滤料也占据一定市场份额。表面过滤材料可以进一步提高除尘效率,又有利于清灰。它具有三种不同的类型:将滤料覆以聚四氟乙烯薄膜;对滤料进行涂层;以超细纤维做成滤料的面层。
其二,除尘滤袋接口技术有了很大进步。一种新的方法是对花板的袋孔和滤袋袋口精确加工,并以袋口的弹性元件使滤袋嵌入袋孔内,两者公差配合,密封性好,从而消除了以往普遍存在的除尘器同滤料除尘效率的差距。
(3)对于袋式除尘设备阻力的关注程度,超过对除尘效率的关注。这是因为越来越多的人认识到,袋式除尘器阻力的低或高,关系到袋式除尘工程的成败。因此,进入20世纪90年代后,以弱力清灰为共同特征的几种反吹风袋式除尘器从其应用高潮退了下来,而脉冲喷吹类强力清灰的除尘器则逐渐成为首选的设备。以CD系列长袋低压脉冲布袋除尘器为代表的新一代脉冲袋式除尘器技术,完全克服了传统脉冲的缺点,具有清灰能力强、除尘效率高、滤袋长(达6 m甚至8 m)、占地面积少、设备阻力小、所需清灰气源压力低、能耗少、工作可靠、换袋方便、维修工作量小等优点,日益广泛地用于绝大多数工业部门,获得良好效果。
(4)脉冲袋式除尘器趋于大型化,性能达到国际水平。上钢五厂100 t炼钢电炉配套的长袋低压脉冲除尘器,处理风量100万m3/h,排尘浓度8mg/Nm3~12mg/Nm3,设备阻力在1200 Pa以下,喷吹压力≤0.2 MPa,清灰周期长达60 min~75 min。滤袋整体使用寿命(无一条破损)达到55个月,脉冲阀膜片使用寿命三年。
该台设备的过滤面积为11716 m2。此后一大批电炉或其他炉窑竞相采用此种设备,其中一台过滤面积为15865m2,处理风量150万m3/h,用于鞍钢转炉烟气净化已两年以上。
(5)袋式除尘器在适应高含尘浓度方面实现突破,能够直接处理浓度1400g/Nm3的含尘气体并达标排放,入口含尘浓度比以往提高数十倍。因此,许多工业部门的粉料回收系统可抛弃原有的多级收尘工艺,而以一级收尘取代。例如,以长袋低压脉冲袋式除尘器的核心技术为基础,强化其过滤、清灰和安全防爆功能,形成高浓度煤粉收集技术,已成功用于煤磨系统的收粉工艺,并在武钢、鞍钢等多家企业推广应用。实测入口煤粉浓度675 g/Nm3~879 g/Nm3,排尘浓度0.59 mg/Nm3~12.2 mg/Nm3,设备阻力低于1 100 Pa,经济效益、社会效益、环境效益显著。
这项技术已经成功地促进了水泥磨机系统的优化。水泥磨以往主要依靠旋风除尘器收集产品,而以袋式除尘器控制粉尘外排。现在变为以袋式除尘器同时完成收集产品和控制外排两项任务,使产量大幅度提高,消耗降低。
对于以往在袋式除尘器前加预除尘的做法,现在普遍认为对袋式除尘不但无利,而且使清灰变得困难。这同以往的观念完全不同。
(6)袋式除尘滤料发展迅速。高温滤料多样化,除美塔斯外,P-84、莱登滤料也已普遍应用,巴士福滤料已商品化;我国玻纤针刺毡的制造和应用技术已经成熟,品种增加;通过对滤料进行砑光、憎油、憎水、阻燃、抗水解、防静电等处理,使滤料能适应多种复杂环境,性能更优。
(7)一种不同于现有清灰方式的袋式除尘器出现于木材加工行业。它采用从滤袋袋口直接“吸尘”(不是“吸风”)的方式,使滤袋清灰。清灰气流携带从滤袋清落的粉尘全部进入一个专用的旋风除尘器,粉尘进入回收系统,而尾气则回到袋式除尘器。它的清灰效果比“反吹”清灰好,过滤风速较高,而构造相对简单。它是作为木材加工原料气力输送系统的一个组成部分来应用的,入口含尘浓度约为230 g/Nm3。这种除尘器尚未见到用于其他行业的报道。
(8)袋式除尘器的应用技术也有长足进步。面对千变万化的生产工艺和粉尘属性,在设备类型选择、参数确定、各种不利因素(高温、高湿、高含尘浓度、微细粉尘、吸湿性粉尘、腐蚀、易燃、工况大幅度波动等)的防范、合理运行和维修制度的建立等方面,都更可靠、完善,这是其应用领域不断扩大的重要原因。
值得一提的是,我国长期为电除尘器一统天下的燃煤电厂锅炉烟气除尘领域现已开始采用袋式除尘器。呼和浩特电厂两台20万kW机组率先实现这一进步,其中一台已经投产,另一台正在建造之中。至于工业锅炉应用袋式除尘器,则在几年前便已成功实施。现在一批燃煤电厂和工业锅炉正在或准备采用这项除尘技术。
袋式除尘器应用的另一个新领域是垃圾焚烧烟气净化。垃圾焚烧过程中产生的粉尘、烟气脱酸和吸附二恶英等有害气体形成的固体颗粒物都由袋式除尘器收集,要求出口含尘浓度低于5mg/Nm3~10 mg/Nm3。
(9)除尘设备的病害诊断和更新、改造技术是除尘技术进步的一个重要内容,其中以袋式除尘器最为活跃。先对老、旧除尘设备进行调研、测试,确定病害之所在,制定根治方案;采取保留外围结构、更换核心部件、合理组织气流、配套电脑控制等措施,使病害设备恢复正常,老旧设备更新换代。一大批不同类型袋式除尘器以及炼钢、水泥企业的数台电除尘器已被改造为长袋低压脉冲袋式除尘器,达到先进的技术经济指标。电除尘器自身的改造则是以提高除尘效率为目标而进行的。
(10)袋式除尘设备清灰机理的研究趋于深化。证明影响滤袋清灰的决定性因素不是风量的大小和持续时间的长短,主要在于清灰时滤袋内的压力峰值、压力上升速度以及袋壁能够获得多大的反向加速度;测试了几种袋式除尘器的清灰强度。这些研究成果对于指导袋式除尘设备的研制、选用和检验,已经产生积极作用。
(11)除尘器自动控制于1983年开始采用微机技术。目前,袋式除尘和电除尘广泛应用可编程控制器(PLC),工控机(IPC)的应用也在扩大。除了清灰程序控制(定压差或定时可任选)外,袋式除尘自控系统的功能还包括:温度、压差、压力、流量等参数监测和控制;对喷吹装置、停风阀、卸料器等部件的工况监视;清灰参数显示;故障报警。
(12)电除尘器在板、线形式和配置、防止二次扬尘、烟气调质、高(或低)比电阻粉尘的处理方面取得一些进步,结合自控技术的发展,使除尘效率有所提高,许多静电除尘器的排尘浓度比国家标准更低。与之相比,在设备轻型化方面的努力,结果更为显著,钢耗大幅度下降,加上钢材降价,其造价已能同某些袋式除尘器抗衡。
(13)出现“高浓度电除尘器”,用于解决电厂燃煤烟气脱硫后粉尘浓度成倍增加的问题。在含尘浓度800 g/Nm3时,排尘浓度低于200 mg/Nm3。
(14)湿式除尘器的应用大大减少,除了高温烟气、小型电厂锅炉等少数场合外,几乎从除尘领域中销声匿迹。最近十年来,喷淋塔、冲击式等湿式除尘器又重获重视,被发展为除尘脱硫一体化设备,用于小型锅炉,可以削弱燃煤烟气污染,但远不能做到普遍达标排放。
(15)旋风、多管除尘器在提高除尘效率方面没有质的突破,尚难有把握达标排放。除少数场合外,更多的用作预除尘。
除尘设备,烧结板除尘器, 塑烧板除尘器,滤筒式除尘器
袋式除尘器选型计算
袋式除尘器的种类很多,因此,其选型计算显得特别重要,选型不当,如设备过大,会造成不必要的流费;设备选小会影响生产,难于满足环保要求。
选型计算方法很多,一般地说,计算前应知道烟气的基本工艺参数,如含尘气体的流量、性质、浓度以及粉尘的分散度、浸润性、黏度等。知道这些参数后,通过计算过滤风速、过滤面积、滤料及设备阻力,再选择设备类别型号。
1、处理气体量的计算
计算袋式除尘器的处理气体时,首先要求出工况条件下的气体量,即实际通过袋式除尘器的气体量,并且还要考虑除尘器本身的漏风量。这些数据,应根据已有工厂的实际运行经验或检测资料来确定,如果缺乏必要的数据,可按生产工艺过程产生的气体量,再增加集气罩混进的空气量(约20%~40%)来计算。
应该注意,如果生产过程产生的气体量是工作状态下的气体量,进行选型比较时则需要换算为标准状态下的气体量。
2、过滤风速的选取
过滤风速的大小,取决于含尘气体的性状、织物的类别以及粉尘的性质,一般按除尘器样本推荐的数据及使用者的实践经验选取。多数反吹风袋式除尘器的过滤风速在0.6~13/m 之间,脉冲袋式除尘器的过滤风速在1.2~2m/s 左右,玻璃纤维袋式除尘器的过滤风速约为0.5~0.8m/s 。下表所列过滤风速可供选取参考。
粉尘种类清灰方式自行脱落或手动振动机械振动反吹风脉冲喷吹炭黑、氧化硅(白炭黑)、铝、锌的升华物以其它在气体中由于冷凝和化学反应而形成的气溶液、活性炭、由水泥窑排出的水泥。0.25~0.40.3~0.50.33~0.600.8~1.2铁及铁合金的升华物、铸造尘、氧化铝、由水泥磨排出的水泥、碳化炉长华物、石灰、刚玉、塑料、铁的氧化物、焦粉、煤粉0.28~0.450.4~0.650.45~1.01.0~2.0滑石粉、煤、喷砂清理尘、飞灰、陶瓷生产的粉尘、炭黑(二次加工)、颜料、高岭土、石灰石、矿尘、铝土矿、水泥(来自冷却器)0.30~500.50~1.00.6~1.21.5~3.0
3、过滤面积的确定
(1) 总过滤面积 根据通过除尘器的总气量和先定的过滤速度,按下式计算总过滤面积:
求出总过滤面积后,就可以确定袋式除尘器总体规模和尺寸。
(2)单条滤袋面积 单条圆形滤袋的面积
在滤袋加工过程中,因滤袋要固定在花板或短管,有的还要吊起来固定在袋帽上,所以滤袋两端需要双层缝制甚至多层缝制:双层缝制的这部分因阻力加大已无过滤的作用,同时有的滤袋中间还要固定环,这部分也没有过滤作用。
在大、中型反吹风除尘器中,滤袋长10m,直径0.292m,其公称过滤面积为0.0292×10=925m;如果扣除没有过滤作用的面积0.75m,其净过滤面积由8.25-0.75=7.5m。由此可见,滤袋没用的过滤面积占滤袋面积的5%~10%,所以,在大、中除尘器规格中应注明净过滤面积大小。但在现有除尘器样本中,其过滤面积多数指的是公称过滤面积,在设计和选用中应该注意。
C. 脱硫的工艺是什么
钢铁厂烧结烟气脱硫技术
随着近两年钢铁行业和火电厂的大规模建设, 对环保提出了新的挑战。钢铁行业是国家重要的基础产业,又是高能耗、高排放、增加环境负荷源头的行业。钢铁生产在其热加工过程中消耗大量的燃料和矿石,同时排放大量的空气污染物。1996年钢铁工业二氧化硫(SO2) 排放量为97.8万t,占全国工业SO2排放量的7. 5%,仅次于电力、煤气、热水的生产供应业和化工原料及化学制品制造业,居第3位。烧结工艺过程产生的SO2排放量约占钢铁企业年排放量40%~60%,控制烧结机生产过程O2的排放,是钢铁企业SO2污染控制的重点。随着烧结矿产量大幅度增加和烧结机的大型化发展, 单机废气量和SO2排放量随之增大,控制烧结机烟气SO2污染势在必行。国外已投巨资对此进行治理,甚至关闭了烧结厂。目前我国在烧结烟气SO2脱除方面基本上还处于空白,仅有几个小型烧结厂上了脱硫设施,而以烧结矿为主要原料的炼铁生产又不允许大量关闭烧结厂。因此,对烧结烟气进行脱除处理是满足今后日益严格的环保要求的唯一选择。目前的关键是借鉴国外的先进经验,开发应用适合我国烧结特点的先进脱硫工艺。
1. 烧结烟气SO2主要控制技术
目前,对烧结烟气SO2排放控制的方法有:
1)低硫原料配入法; 2)高烟囱稀释排放; 3)烟气脱硫法。
1. 1 低硫原料配入法
烧结烟气中的SO2的来源主要是铁矿石中的FeS2或FeS、燃料中的S(有机硫、FeS2或FeS)与氧反应产生的,一般认为S 生成SO2的比率可以达到85%~95%. 因此,在确定烧结原料方案时,适当地选择配入含硫低的原料,从源头实现对SO2排放量的控制,是一种简单易行有效的措施。
该法因对原料含硫要求严格,使其来源受到了一定的限制,烧结矿的生产成本也会随着低硫原料的价格上涨而增加。就目前原料短缺的现状来看, 此法难以全面推广应用。
1. 2 高烟囱稀释排放
烧结烟气中SO2的质量浓度一般在1000~3000 mg/m3且烟气量大,若回收在经济上投资较大,故大多数国家仍以高烟囱排放为主,如美国烟囱最高达360m.
我国包钢烧结厂目前采用低含硫原料、燃料,烧结烟气经200m高烟囱排放,SO2最大落地质量浓度在0. 017mg/m3以下。宝钢的烧结厂采用200 m高烟囱稀释排放。这种方法简单易行,又比较经济。从长远来看,高烟囱排放仅是一个过渡。但在当时条件下,采用高烟囱稀释排放作为控制SO2 污染的手段是正确的。
1. 3 烟气脱硫法
低硫原料配入法和高烟囱排放简单易行,又较经济。但我国SO2的控制是排放浓度和排放总量双重控制,因此,为根本消除SO2污染,烟气脱硫技术在烧结厂的应用势在必行。
烟气脱硫是控制烧结烟气中SO2污染最有效的方法。目前世界上研发的烟气脱硫技术有200多种,进入大规模商业应用的只有10余种,我国也先后引进了不同的脱硫装置主要用于火电厂,而国内用于烧结烟气脱硫的技术进展较慢。国内仅有几个小烧结上了脱硫设施。如广钢2台24平烧结机采用双碱法工艺,临汾钢厂利用烧结烟气处理焦化废水等,因脱硫设施或多或少存在一些问题,所以运行也不正常。
2. 烧结烟气的特点
烧结烟气是烧结混合料点火后,随台车运行,在高温烧结成型过程中所产生的含尘废气。它与其他环境含尘气体有着明显的区别,其主要特点是:
1) 烟气量大,每生产1t烧结矿大约产生4000~6000m3烟气。
2) 烟气温度较高,随工艺操作状况的变化,烟气温度一般在150 ℃上下。
3) 烟气挟带粉尘多。
4) 含湿量大。为了提高烧结混合料的透气性, 混合料在烧结前必须加适量的水制成小球,所以含尘烟气的含湿量较大,按体积比计算,水分含量在 10 %左右。
5) 含有腐蚀性气体。高炉煤气点火及混合料的烧结成型过程,均将产生一定量的SOx,NOx,它们遇水后将形成酸,对金属结构会造成腐蚀。
6) 含SO2浓度较低,根据原料和燃料差异而变化,一般在1000~3000 mg/m3 .
3. 烧结烟气脱硫技术
3. 1 技术现状分析
烧结烟气脱硫的研究,日本居于世界领先地位, 按照严格的环境保护标准,在上世纪70年代建设的大型烧结厂采用了烧结烟气脱硫法,脱硫工艺多为湿式吸收法。80年代以后,主要采用钢渣石膏法、氨硫铵法、活性焦吸附法、电子束照射法等。
钢渣石膏法是利用转炉废渣研磨制成的浆液为脱硫剂,产品为低浓度石膏。该法脱硫效率高、投资省。利用了废渣,但易结垢、产品不能利用。
氨硫铵法脱硫工艺是利用焦化厂产生的氨气, 脱除烧结烟气中的SO2 . 该法脱硫效率高,副产品可利用。但存在氨损、副产物稳定化、副产品品质、副产品的市场化等问题。
活性焦吸附法烟气脱硫在脱除SO2的同时,能不同程度脱除废气中的HCl 、HF等有害气体;装置占地面积较小;副产品经综合加工后可利用。但存在运行成本高、设备庞大且造价高、腐蚀问题突出、硫资源回收处理等外围系统复杂、系统长期运行稳定性差等问题。
电子束法烟气脱硫能同时脱硫脱硝,过程简单, 不产生废水废渣,副产品可用作化肥。但系统的安全性差,运行成本高,电子加速器价格昂贵,脱硫产物难以有效捕集及利用,应用范围受到限制。
3. 2 密相干塔烟气脱硫技术
密相干塔烟气脱硫技术是北京科技大学环境工程中心针对我国国情开发的一种先进的半干法烟气脱硫技术,具有脱硫效率高、投资运行费用低、可靠性高、占地面积小、无废水产生、副产物易处理等优点。在欧洲,已有20多家相当规模的电站锅炉、工业锅炉和工业炉窑工业化应用了该技术。
3. 2. 1工艺过程
该工艺的原理是利用干粉状的钙基脱硫剂,与密相干塔及布袋除尘器除下的大量循环灰一起进入加湿器内进行增湿消化,使混合灰的水分含量保持在3%到5%之间,加湿后的循环灰由塔上部进料口进入塔内,工艺流程如图1所示。含水分的循环灰有极好的反应活性和流动性,与由塔上部进入的烟气发生反应。脱硫剂不断循环利用,脱硫效率可达95%。最终脱硫副产物由灰仓溢流出循环系统,通过气力输送装置送入废料仓。
整个工艺流程主要包括:
1) SO2的吸收。预除尘后的烟气由塔上部入口进入,在塔内与高活性的钙基脱硫剂进行SO2 吸收反应,反应后的烟气由塔下部烟道出口排出,经除尘器除尘净化后排入大气。
2) 脱硫剂的循环利用。塔内落下的反应产物、除尘器收集的颗粒物和新吸收剂一起通过输送装置输送到塔上部的加湿器内,在加湿器内加少量水增湿活化后再次进入塔内进行脱硫反应,实现脱硫剂的循环利用。
3) 该过程发生的主要反应式如(1)~(7) 。
CaO + H2O —>Ca (OH) 2 , (1) Ca (OH) 2 + SO2 + 1/ 2H2O—>CaSO3 •1/2H2O + H2O , (2) Ca (O H) 2 + SO3 + H2O—>CaSO4 •2H2O , (3) CaSO3 •1/2H2O + 1/ 2O2 + 3/ 2H2O —>CaSO4 •2H2O , (4) Ca (O H) 2 + CO2 CaCO3 + H2O , (5) Ca (OH) 2 + 2HCl CaCl2 + 2H2O , (6) Ca (O H) 2 + 2HF CaF2 + 2H2O. (7)
3. 2. 2 工艺特点
1) 脱硫剂用量少而且利用率高,循环过程中的脱硫剂颗粒在搅拌器的破碎作用及烟气强烈湍流引起的相互摩擦作用下,包裹着CaSO3(或CaSO4)外壳的未反应的Ca(OH)2不断裸露出来,使脱硫反应不断充分地进行,脱硫率高达95%,同时可以去除SO3、HCl、HF等;
2) 耗水量低,脱硫剂通过加湿提高其活性所用的水非常少,通常循环脱硫剂的含水质量比为3%~5%;
3) 塔内的搅拌器强化了传质过程,延长了脱硫反应的时间,保证了系统的运行效果;
4) 系统对不同SO2 浓度的烟气及负荷变化的适应能力极强,这是该技术的显著优点;
5) 脱硫剂在整个脱硫过程中处于干燥状态,操作温度高于露点,没腐蚀或冷凝现象,无废水产生;
6) 塔体用普通钢材制作,无需合金、涂料和橡胶衬里等特殊防腐措施;
7) 烟气无需再加热即可排放。
3. 2. 3 系统的自动控制
整个工艺过程设两个控制回路:通过调节加湿器内加入水量来保证密相干塔中反应的温度及恒定的烟气出口温度;通过对进出口烟气流量和SO2 浓度的连续监测,调整吸收剂的加入量。
4.建议
目前,烟气脱硫的工艺很多,对于烧结烟气的脱硫处理,要针对烟气特点并结合现场的情况,做出合理的选择。
1) 工艺选择应坚持以下原则:技术先进成熟且符合企业自身的技术和经济环境状况、设备简单可靠且操作简便、自动化程度高、投资省、脱硫率较高且稳定、运行成本与能耗低、脱硫剂来源广泛、副产品易于处理且不产生二次污染。
2) 密相干塔烟气脱硫工艺属于半干法脱硫工艺,完全符合上述的工艺选择原则,适合进行烧结烟气的脱硫处理。
3) 烧结过程中,烟气中SO2的浓度是变化的, 有时变化的幅度大且频率高,其头部和尾部烟气含 SO2浓度低,中部烟气含SO2浓度高。为减少脱硫装置的规模,可只将含SO2浓度高的烟气引入脱硫装置,这样可以节约大部分资金。
4) 加快推进烧结烟气脱硫技术的工业应用,逐步消除我国SO2和酸雨的污染对经济发展的消极影响,促进钢铁企业的可持续发展。