粗灰回炉在安钢转炉干法除尘中的应用

1、    粗灰回炉在安钢转炉干法除尘中的应用    李军强 谷洁 贺小刚 李焕枝摘 要：安阳钢铁股份有限公司（以下简称安钢）第二炼轧厂将三座150t转炉湿法除尘系统改造为干法电除尘。改造完成后，转炉一次烟气达标排放，能源消耗降低。蒸发冷却器捕集的粗灰回炉，有效利用固废资源、降低生产成本、减少二次污染。关键词：干法除尘；粗灰回炉；机械输灰；气力输送1 概述目前国内转炉一次除尘系统比较成熟的技术主要有湿式除尘、干法电除尘、半干法三种方式。近年来，绝大部分新建及改造项目正在积极采用干法电除尘系统工艺和设备。国家环保部门在相关标准中将干法电除尘作为转炉煤气净化推荐

2、方式。2 工程介绍安钢3座150t转炉原有的一次湿法除尘系统因不能适应新国标的排放要求，现进行升级改造。经过对干法电除尘工艺的比选并结合安钢生产实际情况，对传统的干法电除尘工艺进行优化设计，采用粗灰回炉工艺。转炉一次除尘工艺流程见图1。转炉在吹炼过程中产生的高温烟气首先由活動烟罩捕集，然后经过汽化冷却烟道，在回收热能的同时对烟气进行初次降温和余热利用。汽化冷却烟道把烟气温度由1500降至8001000。然后进入蒸发冷却器，在蒸发冷却器内，根据烟气含热量精确控制喷水量，水完全雾化后对烟气进行冷却并蒸发，烟气二次降温后达到200-300，喷雾不仅捕集粗颗粒粉尘，并对烟气进行调质处理，满足电除尘器的

3、工作条件。粗颗粒粉尘沉降到蒸发冷却器底部香蕉弯，经内置刮板机输出，再经斗提机提升至高位料仓，称重后进入原有下料系统后回炉。同时在刮板机机尾设置气力输送系统设备送至事故灰仓。粗除尘后的烟气进入圆筒形电除尘器进行精除尘。进口温度在150-250，电除尘器设四个电场，采用高压直流电源，根据系统运行的不同阶段控制电压，收集剩余的细粉尘，电除尘器收集下的粉尘通过内置刮板机排出，再通过气力输灰装置送至细灰仓，由真空罐车外运。净化后的烟气经除尘风机送至新型煤气冷却器，进行再次降温和洗涤，满足煤气柜回收小于70的温度要求。风机采用变频调速，以达到流量调节。净化的煤气被送至切换站，在切换站前设有一氧化碳和氧气分

4、析仪，符合回收条件时，通过切换站的回收杯阀进入煤气柜。不符合回收条件时则通过切换站的放散杯阀进入烟囱，点火放散。整套系统按照爆炸性气体设计，在电除尘器的进、出口分别设置4组三级泄爆阀，在粗灰系统、细灰系统均设有充氮保护设施。3 粗灰回炉工艺经分析，转炉一次除尘粉尘铁含量高，在蒸发冷却器内约3040%的粗粉尘沉降到底部，粉尘主要为大于10m 粗颗粒粉尘，主要成分为氧化亚铁（feo），粉尘对钢水成分和炉渣成分无不利影响。粗灰还可取代部分废钢做冷却剂。根据国内现已建成的粗灰回炉经验，此次改造中的粗回回炉利用工艺和设备采用机械输灰。在蒸发冷却器底部的香蕉弯内置刮板机机尾，设置斗提机，将粗灰提升至40.

5、3m平台的4m3高位料仓，此灰仓称为称重灰仓，由于称重灰仓与原有转炉加料系统落差不大，为防止粗灰在落灰管中粘接和下料速度慢产生故障，故在称重灰仓底部设置刮板机，粗灰由刮板机输送至原加料系统中的汇总料斗，根据转炉加料工艺需求，按时定量入炉。采用机械输灰原因有四：其一需要粗灰输送上升高度差大，气力输送消耗氮气量大且对气压要求较高；其二气力输送管道过长，粗灰温度湿度高，容易造成管道堵塞；其三粗灰回收位置起始于蒸发冷却器香蕉弯处，煤气氧气情况复杂，气力输送防爆稳定性不如机械输灰；其四机械输灰使用广泛，技术成熟，维修维护方便。如此设计称重灰仓原因有二：其一平台空间允许；其二冶炼计划需要，方便协调生产钢种

6、。粗灰通过称重灰仓下的溜灰管在溅渣护炉后下灰至转炉内，此工艺灰仓下部设置气动插板阀，此阀的开关由炉前操作室操控，粗灰下料完成后继续转炉炼钢其他阶段的工作，直至溅渣护炉结束为一个完整的粗灰回炉利用工艺过程。同时在香蕉弯内置刮板机机尾处设置应急气力输送设备，解决因工艺和设备事故导致的粗灰不回炉的问题，保证不影响生产。气力输送的气源采用干燥阻燃氮气，并对氮气进行加热和保温处理，防止管道内出现冷凝水后粗灰结块，粗灰通过气力输送至容量为15m3事故灰仓，再经真空罐车外运。4 粗灰回炉利用工艺优点4.1 传统干法系统一般会根据情况设置一个较大的粗灰仓，定期人员清运粗灰到烧结厂再利用，同时要求烧结厂配备粗灰

7、造球设施设备和配备相关人员。粗灰回炉利用，节约人力和物力，节省粗灰造球成本，经测算，干法除尘灰量在20千克/吨钢，其中粗灰占30-40%，根据安钢3座150吨转炉生产量估算，每天回收的粗灰量在100吨左右，按40%的含铁量计算，每天回收铁在40吨左右，经济效益可观。4.2 按照20m3的运灰车辆计算，每天粗灰运输需要3车运输。粗灰回炉，减少运输的二次污染和运输成本。同时减少粗灰运输导致的二次扬尘污染。5 粗灰回炉利用工艺不足和对策采用机械输灰回炉，由于系统为负压运行，粗灰输灰系统设备很难完隔离外界空气和系统煤气，存在密封不严导致空气混入，存在爆炸风险。另外机械设备必然存在机械故障停运，从而导致

8、该系统不能正常运行。此次除尘改造项目粗灰回炉利用，采用了如下措施，有效避免以上问题：5.1 在粗灰输灰设备刮板机、斗提机、卸料阀等多处设置氮气密封，防止空气混入导致爆炸。5.2 优化转炉炼钢工艺，控制卸灰阀和斗提机运行时间，比如：在吹氧阶段关闭卸灰阀和斗提机，用收集下来的粗灰封堵住卸灰阀，防止吹炼过程中高浓度的煤气经卸灰阀进入斗提机和粗灰仓中，切断煤气进入斗提机和粗灰仓的来源。5.3 在香蕉弯内置刮板机机尾设置事故气力输送设备，即使粗灰回炉设备出现故障停运或因炼钢工艺要求不能回炉，粗灰仍可经过事故气力输送设备送到事故灰仓，再经真空罐车外运，减少对转炉生产的影响。6 结束语安钢第二炼轧厂150t转炉一次除尘改造为安钢六大