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轉(zhuǎn)爐煙氣余熱回收綜合利用純干法除塵新工藝

　　轉(zhuǎn)爐煙氣純干法除塵工藝（CG法）作為一種全新除塵工藝，在保證除塵工藝的節(jié)能、減排、資源綜合利用、經(jīng)濟(jì)效益的同時(shí)，其安全性也大大提高，本文就北京熱盾節(jié)能技術(shù)有限公司開(kāi)發(fā)的轉(zhuǎn)爐煙氣純干法除塵新工藝作簡(jiǎn)要介紹。

　　1轉(zhuǎn)爐煙氣余熱回收綜合利用純干法除塵新工藝

　　轉(zhuǎn)爐煙氣余熱回收綜合利用純干法除塵新工藝由3+1個(gè)子系統(tǒng)構(gòu)成，即主流程3個(gè)子系統(tǒng)：高溫?zé)煔饫鋮s同步余熱回收子系統(tǒng)、純干除塵及輸灰子系統(tǒng)、純干煤氣冷卻回收及廢氣放散子系統(tǒng)；1個(gè)主流程外設(shè)有爐塵資源化子系統(tǒng)。該除塵新工藝與現(xiàn)行除塵工藝不同點(diǎn)在于：

　　◆轉(zhuǎn)爐800-1000℃煙氣余熱轉(zhuǎn)化為蒸汽回收；

　　◆轉(zhuǎn)爐煙氣冷卻不噴水，煙氣為純干煙氣；

　　◆煤氣冷卻不噴水，煤氣為純干煤氣；

　　◆煙氣除塵為純干法，粗除塵+精除塵；

　　◆爐塵經(jīng)配料制成功能爐料返轉(zhuǎn)爐冶煉——資源化高效利用。

　　CG法工藝特點(diǎn)

　　1）CG法工藝適應(yīng)并運(yùn)用轉(zhuǎn)爐煙氣的規(guī)律和特點(diǎn)，通過(guò)引風(fēng)機(jī)抽吸使煙氣快速運(yùn)動(dòng)，煙氣在運(yùn)行中，經(jīng)過(guò)各個(gè)功能的工藝裝備，實(shí)現(xiàn)煙氣自動(dòng)降溫、自動(dòng)換熱產(chǎn)汽、自動(dòng)分離煙塵、煤氣自動(dòng)冷卻，從而形成純干全新除塵工藝。

　　2）經(jīng)本工藝除塵的轉(zhuǎn)爐煙氣三大資源（800-1000℃熱能、含70%CO、含F(xiàn)eO、CaO及MgO爐塵）效能最大化。

　　3）除塵過(guò)程節(jié)水、節(jié)電。

　　4）除塵過(guò)程既是排放達(dá)標(biāo)的過(guò)程，也是創(chuàng)經(jīng)濟(jì)效益的過(guò)程，簡(jiǎn)化為數(shù)學(xué)公式即：CG法=轉(zhuǎn)爐煙氣余熱回收綜合利用+純干法除塵=排放達(dá)標(biāo)+經(jīng)濟(jì)效益。

　　2CG法除塵新工藝運(yùn)行主要指標(biāo)

　　2.1高溫?zé)煔饫鋮s

　　入口煙氣溫度：800-1000℃；出口溫度：170-220℃。

　　2.2煤氣冷卻溫度

　　入口煤氣溫度：150-170℃；出口溫度：50-70℃。

　　2.3煙氣含塵濃度

　　除塵凈化前含塵濃度：80-150g/m3；凈化后含塵濃度：＜10mg/m3（可根據(jù)用戶需要提升凈化標(biāo)準(zhǔn)）。

　　2.4噸鋼回收蒸汽量

　　75-80kg（蒸汽壓力與汽化煙道相同）。

　　2.5風(fēng)機(jī)運(yùn)行

　　溫度：約150℃；風(fēng)壓：約15kpa；風(fēng)量：比噴水工藝煙氣量低1/3。

　　2.6經(jīng)濟(jì)效益

　　以年產(chǎn)100萬(wàn)噸鋼轉(zhuǎn)爐為例，采用本工藝，經(jīng)濟(jì)效益約為3000萬(wàn)元（以本地本廠價(jià)格計(jì)算值為準(zhǔn)）；減排CO2超過(guò)4.6萬(wàn)噸。

　　3CG法新工藝安全理論及相關(guān)技術(shù)措施

　　3.1轉(zhuǎn)爐煙氣余熱回收系統(tǒng)安全理論及相關(guān)技術(shù)措施

　　轉(zhuǎn)爐高溫?zé)煔饫鋮s同步余熱回收子系統(tǒng)主要工藝裝備為直立煙道式余熱鍋爐，其換熱原理為：對(duì)流—傳導(dǎo)—對(duì)流方式，轉(zhuǎn)爐煙氣通過(guò)余熱鍋爐煙道，煙氣自動(dòng)降溫、熱能自動(dòng)轉(zhuǎn)化為蒸汽。

　　為保障直立煙道式余熱鍋爐安全，遵循安全理論，采取“五重”保護(hù)措施：

　　第一重保護(hù)：高溫燃燒保護(hù)——遵循CO空氣中燃燒溫度理論

　　工藝研發(fā)所采用的余熱鍋爐為抗爆防爆型直立煙道式余熱鍋爐，采取特殊的直立煙道式爐體結(jié)構(gòu)，這種結(jié)構(gòu)特點(diǎn)之一在于高溫段在上，轉(zhuǎn)爐高溫?zé)煔鈴臓t體頂部進(jìn)入，經(jīng)爐體冷卻后，從底部引出。在冷卻過(guò)程中，煙氣入口800-1000℃、出口200℃左右，在爐體中上部，必然經(jīng)過(guò)CO可燃煙氣600℃燃點(diǎn)區(qū)；特點(diǎn)之二在于鍋爐換熱管橫置排列，與煙氣流形成垂直撞擊，使煙氣瞬間變成紊流，一旦CO可燃煙氣，遇有空氣，則瞬間混勻；在600℃燃點(diǎn)區(qū)以上，只要是CO可燃煙氣意外遇到空氣（O2），且快速混勻，就會(huì)即刻燃燒，而不會(huì)爆炸。燃燒后生成新的惰性煙氣段，進(jìn)入余熱鍋爐低溫區(qū)，這個(gè)惰性煙氣段又起著隔離作用，只要余熱鍋爐低溫區(qū)密封性良好，余熱鍋爐就沒(méi)有爆炸的可能。

　　直立煙道式余熱鍋爐的這種特殊結(jié)構(gòu)，是依據(jù)CO燃點(diǎn)溫度原理研制的，它成為轉(zhuǎn)爐高溫?zé)煔饫鋮s同步余熱回收煙氣不爆炸的安全屏障。

　　第二重保護(hù)：惰性煙氣段保護(hù)——遵循可燃煙氣與空氣隔離理論

　　惰性煙氣段一是來(lái)自于吹氧開(kāi)始、吹氧結(jié)束汽化煙道入口燃燒；二是來(lái)自直立煙道式余熱鍋爐高溫區(qū)燃燒。

　　惰性煙氣段，這種惰性煙氣既不屬于助燃性煙氣，也不屬于可燃性煙氣，它與可燃性煙氣接觸不燃爆；它與助燃性煙氣接觸也不燃爆。惰性煙氣段有效保護(hù)余熱鍋爐，特別是余熱鍋爐低溫區(qū)及后續(xù)除塵系統(tǒng)安全不爆。

　　第三重保護(hù)：余熱鍋爐爐體密封結(jié)構(gòu)保護(hù)——遵循可燃煙氣與外部空氣隔離理論

　　經(jīng)過(guò)低于燃燒點(diǎn)溫度的可燃性轉(zhuǎn)爐煙氣是不能再與空氣接觸的，為適應(yīng)轉(zhuǎn)爐煙氣的這一特點(diǎn)，余熱鍋爐研制成密封結(jié)構(gòu)，所有爐墻均由鍋爐鋼板焊成，并經(jīng)打壓檢測(cè)，不能存在任何泄漏；余熱鍋爐清灰系統(tǒng)的倉(cāng)閥，均設(shè)計(jì)為鎖氣機(jī)構(gòu)，確保清灰過(guò)程無(wú)空氣進(jìn)入。余熱鍋爐密封性結(jié)構(gòu)，使外部無(wú)空氣進(jìn)入，轉(zhuǎn)爐可燃性煙氣就

　　不會(huì)爆炸。

　　第四重保護(hù)：余熱鍋爐的抗爆結(jié)構(gòu)和泄壓機(jī)構(gòu)保護(hù)—遵循安全意外原則

　　本著有CO煙氣就必須設(shè)抗爆與泄壓的原則，高溫?zé)煔饫鋮s同步余熱回收工藝裝備，研制成抗爆余熱鍋爐，爐體為圓柱筒體形或有加固結(jié)構(gòu)的方形鍋爐；并在爐體的多個(gè)部位，加裝具有自動(dòng)復(fù)位功能的泄壓閥，一旦發(fā)生意外爆炸，保護(hù)鍋爐本體不受損、不傷害人身、設(shè)備，不影響轉(zhuǎn)爐冶煉。

　　第五重保護(hù)：余熱鍋爐入口前加裝“煙氣預(yù)處理器”——遵循預(yù)防為主原則

　　煙氣預(yù)處理器相當(dāng)一道“防火墻”，防止轉(zhuǎn)爐冶煉過(guò)程中一些不利因素影響余熱鍋爐的安全運(yùn)行。

　　上述“五重保護(hù)”，可以保障煙氣冷卻余熱回收工藝裝備安全運(yùn)行，即使轉(zhuǎn)爐操作出現(xiàn)某些不正常，“五重”保護(hù)仍能發(fā)揮作用。

　　3.2純干除塵子系統(tǒng)的安全理論及相關(guān)技術(shù)措施

　　純干除塵子系統(tǒng)由粗除塵器+精除塵器構(gòu)成，根據(jù)精除塵器配置不同，形成兩種純干除塵工藝：

　　◆布袋純干法除塵工藝-CG（B）；

　　◆純干法電除塵工藝-CG（D）。

　　布袋純干除塵子系統(tǒng)由粗除塵器——環(huán)流旋風(fēng)除塵器+精除塵器——布袋+氣力輸灰系統(tǒng)構(gòu)成。

　　轉(zhuǎn)爐煙氣經(jīng)直立煙道式余熱鍋爐，煙溫降至200℃左右，粗除塵器除去80%以上粉塵，煙氣經(jīng)布袋除塵達(dá)標(biāo)。布袋一旦發(fā)生爆炸，將失去除塵功能。因此，安全不爆成為布袋應(yīng)用于轉(zhuǎn)爐煙氣除塵的關(guān)鍵。

　　為保障布袋除塵系統(tǒng)安全不爆，遵循安全理論，采取相應(yīng)保護(hù)措施：

　　1）煙氣分流——遵循可燃煙氣與空氣隔離理論。

　　將煙氣分為可燃性煙氣和助燃性煙氣，各行其道?？扇夹詿煔馀c助燃性煙氣不接觸、不相混，就失去爆炸的可能性。

　　2）雙布袋除塵系統(tǒng)——遵循CO可燃煙氣與空氣混合比例極限理論。

　　不同類型煙氣進(jìn)入各自除塵系統(tǒng)，每個(gè)系統(tǒng)都成為安全除塵系統(tǒng)。

　　3）可燃性煙氣除塵系統(tǒng)制成密封結(jié)構(gòu)——遵循可燃煙氣與空氣隔離理論。

　　4）可燃性煙氣除塵系統(tǒng)制成抗爆、泄壓結(jié)構(gòu)——遵循可燃煙氣與空氣隔離理論。

　　5）在線檢測(cè)CO%、O2%，自動(dòng)控制運(yùn)行——遵循CO可燃煙氣與空氣混合比例極限理論。

　　上述五個(gè)方面構(gòu)成布袋除塵系統(tǒng)安全體系，成為抗爆、防爆型布袋除塵系統(tǒng)。

　　3.3轉(zhuǎn)爐煙氣冷卻同步余熱回收子系統(tǒng)、純干除塵子系統(tǒng)對(duì)轉(zhuǎn)爐冶煉特殊工況安全的適應(yīng)性

　　轉(zhuǎn)爐冶煉是一種極其特殊的工藝過(guò)程，它具有反應(yīng)劇烈、周期短、工況多變的特性，冶煉過(guò)程出現(xiàn)某些意外是在所難免的。如鐵水硅太高，產(chǎn)生噴濺；鐵水硅太低，加料時(shí)煙氣量增大；廢鋼含油污特別多，煙氣量大增；氧氣壓力瞬間下降，槍位控制不到位導(dǎo)致噴濺；汽化煙道漏水；突然停電；煙氣中大顆粒物過(guò)多等。

　　上述這些特殊情況對(duì)煙氣冷卻同步余熱回收子系統(tǒng)、純干除塵子系統(tǒng)運(yùn)行幾乎不受影響。不噴水冷卻高溫?zé)煔馔接酂峄厥兆酉到y(tǒng)所采用的抗爆防爆型直立煙道式余熱鍋爐、純干除塵子系統(tǒng)所采用環(huán)流旋風(fēng)粗除塵+布袋精除塵器可滿足轉(zhuǎn)爐冶煉工況的安全性要求。