轉(zhuǎn)爐煉鋼中能量回收與利用

1、摘要轉(zhuǎn)爐實(shí)現(xiàn)負(fù)能煉鋼是衡量一個現(xiàn)代化煉鋼廠生產(chǎn)技術(shù)水平的重要標(biāo)志，轉(zhuǎn)爐 負(fù)能煉鋼意味著轉(zhuǎn)爐煉鋼工序消耗的總能量小于回收的總能量，即轉(zhuǎn)爐煉鋼L!幾序 能耗小于零。本文通過轉(zhuǎn)爐煉鋼熱平衡的計算，由能量守恒定律可以得到轉(zhuǎn)爐匚序能耗模 型，分析計算轉(zhuǎn)爐工序中各個能量消耗以及回收利用的情況，來討論是否能夠進(jìn) 行負(fù)能煉鋼。通過對模型中各個因素的分析，研究在理想條件下轉(zhuǎn)爐工序能耗的 最小值，進(jìn)而分析實(shí)際能耗與最小能耗的差異。對于轉(zhuǎn)爐能耗指標(biāo)分析得到如下 結(jié)論：提高轉(zhuǎn)爐煤氣和蒸汽回收量、降低電的消耗量是實(shí)現(xiàn)負(fù)能煉鋼的關(guān)鍵；原始爐氣中CO的濃度越大，煤氣回收量就越大;當(dāng)空氣吸入系數(shù)越小， 轉(zhuǎn)爐煤氣回收比越大，煤

2、氣回收量也越大;當(dāng)鐵水比越大，鐵水中的碳以及含碳 物料中碳氧化產(chǎn)生的總共的爐氣量越大，煤氣回收量也越大。在理想工況條件下，噸鋼最小氧氣的消耗量為72.97kg/t，即S 1.08m3/t;最 大煤氣回收量128.83擴(kuò)/t;最大蒸汽回收量71.63k醉;工序能耗的最小值為一 18.96kgce/t;通過對轉(zhuǎn)爐能耗進(jìn)行分析與計算，得出在目前的消耗水平下，若蒸汽回收 量平均達(dá)到52卿，其轉(zhuǎn)爐煤氣的回收量至少要達(dá)到88擴(kuò)/t的水平，轉(zhuǎn)爐刁能實(shí) 現(xiàn)“負(fù)能煉鋼”。關(guān)鍵詞:轉(zhuǎn)爐;負(fù)能煉鋼;節(jié)能;措施;最小能耗AbstractThe realization of converter negative ene

3、rgy consumption steelmaking is very important symbol for a modern steel making enterprise which means the total energy consumption of converter steelmaking process is less than the total energy recovered during the steelmaking process.The discussion of the realization of negative energy consumption

4、is based on the calculation of thermal equilibrium, the result of process energy consumption modeling,and the analysis of various converter processes energy consumption and recycling.By examination of the various factors of the model is studied in standand the modynamic state. The minimum energy con

5、sumption of the converter processes the analysis of actual energy consumption with the smallest differences in energy consumption. Analysis of energy consumption model for the converter shows:Increasing the recovery amount of gas and vapor and reducing the energy consumption are the keys for negativ

6、e energy steel-making;The greater the concentration of CO in the original furnace gas, the greater the gas is recoveried; the smaller the air inhaled coefficient， the greater the converter gas is recoveried, and the greater the volume of gas is recoveried; the greater the molten iron and the carbon

7、content in molten iron and carbon-carbon materials in the total oxidation of the furnace, the more the amout of recoveried gas is.Under ideal working conditions, the smallest oxygen consumption per ton is 72.97kg/t, i.e. 51.08m3/t; the largest gas recovery volume is128.83m3/t; the largest collection

8、 of steam is 71.63kg/t; The minimum process energy consumption is 一 18.96kgce/t;Considering the calcuted results of energy consumption and the practice, if the average amount of vapure recovery is 52kg/t, the converter gas recovery is at least 88m3/t ,then the converter can achieve negative energy c

9、onsumption.Keywords : converter,steelmaking withmeasure， Minimum energy consumption.minus consumption,energy saving,目錄 TOC o 1-5 h z 1緒論1 HYPERLINK l bookmark20 o Current Document 1.1冶金能源1 HYPERLINK l bookmark23 o Current Document 1.1.1冶金能源及其構(gòu)成1 HYPERLINK l bookmark26 o Current Document 1.1.2冶金能源消耗概

10、況2 HYPERLINK l bookmark36 o Current Document 1.2鋼鐵冶金工業(yè)能耗現(xiàn)狀3 HYPERLINK l bookmark39 o Current Document 1.2.1我國鋼鐵工業(yè)能耗現(xiàn)狀4 HYPERLINK l bookmark49 o Current Document 1.2.2我國鋼鐵工業(yè)能耗與國際先進(jìn)水平的差距41.2.3我國鋼鐵工業(yè)能耗同國際先進(jìn)水平存在差距的原因.8 HYPERLINK l bookmark62 o Current Document 1.3課題研究的目的意義以及主要內(nèi)容9 HYPERLINK l bookmark69

11、o Current Document 2轉(zhuǎn)爐煉鋼能量回收利用的主要措施11 HYPERLINK l bookmark73 o Current Document 2.1轉(zhuǎn)爐煤氣的回收工藝12 HYPERLINK l bookmark76 o Current Document 2.1.1濕法工藝13 HYPERLINK l bookmark79 o Current Document 2.1.2干法工藝13 HYPERLINK l bookmark82 o Current Document 2.2 OG法與LT法的對比14 HYPERLINK l bookmark100 o Current Docu

12、ment 2.3主要設(shè)備的簡介17 HYPERLINK l bookmark111 o Current Document 2.4轉(zhuǎn)爐煉鋼能量回收利用的主要措施19 HYPERLINK l bookmark114 o Current Document 2.4.1降低能量消耗的措施19 HYPERLINK l bookmark122 o Current Document 2.4.2提高轉(zhuǎn)爐煤氣的回收水平19 HYPERLINK l bookmark129 o Current Document 2.4.3提高轉(zhuǎn)爐余熱蒸汽的回收利用水平21 HYPERLINK l bookmark135 o Curr

13、ent Document 結(jié)論23參考文獻(xiàn)24緒論1.1冶金能源1.1.1冶金能源及其構(gòu)成我國冶金工業(yè)消耗的能源量，約占全國能源消耗總量的1214% o因此， 冶金工業(yè)能否有效地利用能源，對全國能源的供需有較大的影響。一般情況下，冶金工業(yè)只購入四種能源，即:煤炭、重油、天然氣、電。 習(xí)慣上，這四種能源叫做“冶金工業(yè)的購入能源”。冶金廠所用的煤炭，主要是洗精煤、無煙煤和動力煤等。洗精煤用于煉 焦;無煙煤用于燒結(jié)和高爐噴吹;動力煤用于自備電廠發(fā)電、蒸汽機(jī)車、二I: ）% 鍋爐和其他爐窖。重油和天然氣是國家寶貴的資源，冶金廠應(yīng)盡量少用。鋼鐵聯(lián) 合企業(yè)，應(yīng)首先考慮充分利用內(nèi)部的副產(chǎn)煤氣（焦?fàn)t煤氣、高爐

14、煤氣、轉(zhuǎn)爐煤氣）， 只是在工序無法平衡時，才用重油、煤炭、天然氣來補(bǔ)缺。冶金廠所用的電力， 一般是購入的。但較大的聯(lián)合企業(yè)有自己的發(fā)電廠，它用購入的動力煤和企業(yè)內(nèi) 部剩余的高爐煤氣為燃料來發(fā)電I1-l冶金工業(yè)雖然只從外部購入煤炭、重油、天然氣、電等四種能源，但在 生產(chǎn)過程中這些購入能源將轉(zhuǎn)換為多種形式的其他能源。最常見的有焦炭、焦?fàn)t 煤氣、高爐煤氣、轉(zhuǎn)爐煤氣、電力、蒸汽、氧、壓縮空氣等等。這些能源，習(xí)慣 上叫做“冶金工業(yè)自產(chǎn)能源”。冶金能源的構(gòu)成，是指在購入能源總量中，煤炭、重油、天然氣、電各 自所占的比重。煤炭是我國鋼鐵工業(yè)的主要能源。此外，電力和重油也各占有一 定比重。天然氣用量很少。按國

15、家計劃，今后將進(jìn)一步體現(xiàn)以煤為主的方針。美 國、德國、日本等國的鋼鐵能源中，煤炭所占的比重低于我國，而重油或天然氣 的比重高于我國。這是由這些國家的資源狀況和國際貿(mào)易狀況決定的1.1.2冶金能源消耗概況能源是人類可持續(xù)發(fā)展的前提，鋼鐵材料現(xiàn)在仍然是人類進(jìn)步和發(fā)展 的基礎(chǔ)材料。然而鋼鐵材料生產(chǎn)與其巨大耗能之間的矛盾日益突出。作為發(fā) 展中國家，中國的情況尤為突出。1996年，我國鋼產(chǎn)量首次突破了 1億噸，之 后僅用了 7年(19962003)鋼產(chǎn)量達(dá)到2億噸。去年我國鋼產(chǎn)量已達(dá)到5.4億噸。 目前，我國的鋼產(chǎn)量比居世界第二、第三、第四位國家的產(chǎn)量之和還要多，占世 界鋼產(chǎn)量的26.31。巨大的產(chǎn)鋼量

16、造成鋼鐵工業(yè)能源消耗量的劇增。雖然中國的 噸鋼能耗在逐年下降，但是全國鋼鐵生產(chǎn)的年總能耗一直在逐年上升，節(jié)能工作 任重道遠(yuǎn)。分析冶金能耗的變化趨勢和現(xiàn)狀，大力倡導(dǎo)節(jié)約能源，加大節(jié)能力度對未來 鋼鐵工業(yè)發(fā)展意義重大。世界能源消耗概況【5-7世界一次能源構(gòu)成主要是煤炭、天然氣、石油、核能和水電，能源消費(fèi) 的增量主要是天然氣、石油、核能和水電，煤炭消費(fèi)在發(fā)達(dá)國家近十年幾乎沒有 增加。1991 一 1998年全世界煤炭消費(fèi)的平均增長速度為0.62% 1998 2000 年增長速度為1.01%； 1991-2000年石油和天然氣增長速度超過了 1.7%;核能和 水電增長速度超過了 2.4% 0 2000

17、年世界能源消費(fèi)總量為%.43億噸標(biāo)準(zhǔn)油，排 名前五位的國家依次是:美國23.00億噸標(biāo)準(zhǔn)油，占總量的25.4%;中國9.28億 噸標(biāo)準(zhǔn)油，占總量的10.26%;俄羅斯6.07億噸標(biāo)準(zhǔn)油，占總量的6.7%;日本5.25 億噸標(biāo)準(zhǔn)油，占總量的5.8%;德國3.40億噸標(biāo)準(zhǔn)油，占總量的3.8% o中國能源消耗概況a-to中國能源消費(fèi)歸結(jié)起來，呈現(xiàn)以下特點(diǎn)：能源消費(fèi)總量大，人均占有能源少。2000年總能耗在世界上排行第二， 僅次于美國，而人均能源消費(fèi)量不到世界平均水平的一半，不足美國的十二分之 一。.能源整體消費(fèi)差異。中國：工業(yè)占60.4%，建筑26.3%，交通13.3%: 美國：工業(yè)占25.4%，建

18、筑31.9%，交通42.7% a.能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)以煤為主。國際上主導(dǎo)能源為石油，其次為煤炭和天 然氣。但煤炭在我國能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)占據(jù)比例大于70%。近年來中國煤炭消費(fèi)約占 世界消費(fèi)量的36%，這種特點(diǎn)使我國能源結(jié)構(gòu)脫離世界能源消費(fèi)主流。以煤為主 的能源結(jié)構(gòu)，客觀上造成我國能源利用效率較低、污染較嚴(yán)重、產(chǎn)品能源成本高， 市場競爭能力差。.能源消費(fèi)引起的污染物排放使環(huán)境不堪重負(fù)。我國煤炭大多屬于中 低硫煤和中灰煤。國際市場交易的動力煤，其熱值比我國平均高2$%，含硫量低 2$%一 40%，灰分含量低$0%，這種煤炭為主的能源結(jié)構(gòu)特點(diǎn)加大了環(huán)境污染，其 中主要是SOZ，造成的酸雨對土壤的影響，CO:排放

19、對大氣環(huán)境的影響。.能源資源相對貧乏，長期能源供應(yīng)面臨嚴(yán)重的短缺。中國的石油儲 量僅占世界儲量的1.8%，天然氣占0.7%，鐵礦石不足9%，銅礦不足$%，水資源 不足7%綜上所述，我國的能源質(zhì)量較差，利用率低，且存在嚴(yán)重短缺現(xiàn)象。因此， 節(jié)能降耗是我國經(jīng)濟(jì)長期持續(xù)發(fā)展的必須要重視的問題。1.2鋼鐵冶金工業(yè)能耗現(xiàn)狀鋼鐵行業(yè)是我國的基礎(chǔ)產(chǎn)業(yè)，我國鋼鐵行業(yè)裝備及技術(shù)創(chuàng)新任重而道 遠(yuǎn)?？萍妓降母叩椭苯雨P(guān)系到一個國家綜合國力的強(qiáng)弱。在我國，科技水平較 低一直是困擾經(jīng)濟(jì)發(fā)展的一個大問題。鋼鐵行業(yè)也不例外，技術(shù)裝備落后是中國 鋼鐵行業(yè)目前存在的最大問題。近幾年來，我國鋼鐵企業(yè)的技術(shù)裝備水平雖然得 到較大的

20、提高，但與發(fā)達(dá)國家相比，還存在很大的差距。在鋼鐵出口產(chǎn)品中，我 國的初級產(chǎn)品比重高達(dá)60%，而高級產(chǎn)品的比重我國只有20%，僅占美國的30%; Fl木的27%;韓國的26%。并且，高附加值產(chǎn)品的比重僅為3%，與發(fā)達(dá)國家的差 距更遠(yuǎn)。按生產(chǎn)能力統(tǒng)計，我國鋼鐵工業(yè)有競爭能力的裝備約占$0%，其余是需 要改造和淘汰的。在大中型鋼鐵企業(yè)中，煉鐵高爐中約有2$00萬噸的生產(chǎn)能力 是落后的。在軋鋼設(shè)備中，具有國際先進(jìn)技術(shù)水平的設(shè)備不到$0%。目前，我國 在整體裝備上達(dá)到國際先進(jìn)水平的大型鋼鐵企業(yè)只有寶鋼和天津鋼管公司?！尽?一 2】我國鋼鐵產(chǎn)量、消費(fèi)量、凈出口量以及鐵礦石進(jìn)口量均居世界第一。2004 年，

21、中國生鐵產(chǎn)量為2.$ 1億t，鋼產(chǎn)量為2.72億t，焦炭產(chǎn)量為2.09億t。據(jù) 統(tǒng)計，2003年中鋼鐵工業(yè)消耗了 2.74億t標(biāo)準(zhǔn)煤，占全國能源消耗量的16.3%， 消耗量僅次于電力工業(yè)。中國古代思想家荀子兩千年前就提出，“強(qiáng)本而節(jié)用，則天不能貧”。而我 國資源儲量的“本”并不強(qiáng)，如果不在合理使用上下功夫，不顧自然、不計代價、 不為未來、竭澤而漁、竭礦而采，就會很快耗盡國內(nèi)資源，而且會加大全球資源 供給的壓力。鋼鐵工業(yè)的節(jié)能降耗是我國能源和環(huán)境戰(zhàn)略中一個十分重要的環(huán) 節(jié)。1.2.1我國鋼鐵工業(yè)能耗現(xiàn)狀鋼鐵工業(yè)能源消耗與能源結(jié)構(gòu)13-17從1980年以來，我國鋼鐵工業(yè)能源消耗一直占全國總能耗的1

22、0%左右。 能源消耗結(jié)構(gòu)中，煤炭占主導(dǎo)地位，電力其次，其他能源占有份額較少。如2002 年的鋼鐵能源消耗中，煤炭占72.19%，電力占23.52%，其他總和不到5%，并且 大型鋼鐵聯(lián)合企業(yè)煤炭消耗量超出該比例，如寶鋼、鞍鋼、武鋼、首鋼的煤炭消 耗量均遠(yuǎn)大于5%0鋼鐵企業(yè)能耗狀況。鋼鐵工業(yè)是國民經(jīng)濟(jì)重要的基礎(chǔ)原材料工業(yè)，也是高耗能、高污染工業(yè)。 鋼鐵工業(yè)節(jié)約潛力巨大，因此，國外大型鋼鐵企業(yè)紛紛采取先進(jìn)技術(shù)，開展節(jié)能 降耗和綜合利用，發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟(jì)，不斷優(yōu)化工業(yè)的能耗指標(biāo)和環(huán)保指標(biāo)，以期達(dá) 到能耗最少，環(huán)保最優(yōu)。與國外發(fā)達(dá)水平相比，我國鋼鐵工業(yè)差距明顯。據(jù)統(tǒng)計， 截止到2003年，全國重點(diǎn)大中型鋼鐵

23、企業(yè)噸鋼綜合能耗呈現(xiàn)持續(xù)下降趨勢，2003 年噸鋼綜合能耗達(dá)到0.767噸標(biāo)煤/噸鋼。比國際先進(jìn)水平高0.081噸標(biāo)煤/噸鋼； 噸鋼耗新水11.15時，比國際先進(jìn)水平高7.3m3;固體廢物綜合利用率60.4%，比 國際先進(jìn)水平低37.6% o工序能耗 t g-zoo鋼鐵企業(yè)的工序能耗反映了生產(chǎn)中各工序的能耗組成，分析工序能耗可 為節(jié)能提供努力方向。通過對鋼鐵工業(yè)能耗情況的表現(xiàn)分析，我們可以列出如下 趨勢：.鋼產(chǎn)量逐年上升的同時，鋼鐵工業(yè)用能呈上升趨勢；.噸鋼綜合能耗一直為下降趨勢；.工序能耗連續(xù)逐年下降的同時，鐵工序能耗近年略有上升；.寶鋼、武鋼、鞍鋼等企業(yè)由于注重鐵、鋼工序的能源回收利用，取

24、 得了較好的能耗指標(biāo)。1.2.2我國鑰鐵工業(yè)能耗與國際先進(jìn)水平的差距“九五”至今，是我國鋼鐵工業(yè)由鋼鐵大國走向鋼鐵強(qiáng)國的關(guān)鍵時期。這個時期的主要任務(wù)是通過對現(xiàn)有企業(yè)的技術(shù)改造，淘汰落后工藝與裝備， 增加品種，提高質(zhì)量，降低消耗，優(yōu)化結(jié)構(gòu)，提高勞動生產(chǎn)率，堅(jiān)持可持續(xù)發(fā)展 戰(zhàn)略，搞好環(huán)境保護(hù)和資源的綜合利用，全面提高鋼鐵企業(yè)在國內(nèi)外市場的競爭 力，建成能占據(jù)國內(nèi)市場，并在國際市場占有一席之地的強(qiáng)大的民族鋼鐵工業(yè)。 節(jié)能降耗是環(huán)境保護(hù)的要求也是企業(yè)獲取利潤的關(guān)鍵之一，是提高市場占有率的 根本措施。其基本思路是強(qiáng)化能源管理，加速連鑄、噴煤、連扎等新工藝新技術(shù) 的推廣應(yīng)用，加大節(jié)能投資力度，重點(diǎn)推動大型

25、企業(yè)節(jié)能技術(shù)改造，提高企業(yè)能 源使用效率，從根本上改變高能耗狀況，大幅度降低成本。（1）噸鋼綜合能耗比較21-24將國內(nèi)大、中型鋼鐵企業(yè)的綜合能耗進(jìn)行比較，在能耗大于100萬噸煤的 45家企業(yè)中，綜合能耗大于寶鋼有39家，2003年其平均水平和寶鋼仍存在 0.148tgce/t，的差距;全國73家人中型企業(yè)的噸鋼綜合能耗介于寶鋼與這39 家企業(yè)之間，原因是其中有部分電爐鋼廠;全國沒有統(tǒng)計的中、小企業(yè)的綜合能 耗指標(biāo)大于39家的指標(biāo)，說明節(jié)能潛力存在很大空間。如果以寶鋼的先進(jìn)指標(biāo) 為基準(zhǔn)，我國大型企業(yè)仍然存在很大的節(jié)能空間。鞍鋼煉鋼工序能耗分別比寶鋼、 武鋼高8.1 kgce/t , 1.5 k

26、gce/t ，差距主要體現(xiàn)在能源回收上。夏季鞍鋼 煤氣，蒸汽總量過剩，使轉(zhuǎn)爐煤氣蒸汽回收受到限制.鞍鋼噸鋼回收蒸汽為13. 6kg,寶鋼為33kg,武鋼為30kgo。以2008年日本鋼鐵工業(yè)噸鋼可比能耗和鋼鐵生產(chǎn)過程的工序能耗作為國際 先進(jìn)水平，與納入鋼鐵工業(yè)協(xié)會統(tǒng)計的大中型鋼鐵企業(yè)比較，總體來看我國鋼鐵 工業(yè)能耗總水平比國際先進(jìn)水平相差10%左右。具體數(shù)據(jù)見表1.20表1.2 2008年大中型鋼鐵企業(yè)能耗與國際先進(jìn)水平比較（單位:公斤標(biāo)煤/噸 鋼）國別項(xiàng)目噸鋼可比能耗焦化工序燒結(jié)工序煉鐵序轉(zhuǎn)爐序軋鋼Ia節(jié)表12 200J年大中型鋼鐵企業(yè)能箱與國際先進(jìn)水平比較（單位；公斤標(biāo)煤押屯鋼）國別攻目噸

27、鋼可比能裙焦化工序鹿疏工序煉知序轉(zhuǎn)爐,序乳鋼Iff日木6免9553396-2.762中國70533,7492.91差別土數(shù)+49+47.13+13.71+69.12+36,44十 3091+747+4.96+25.89+17.45+13.5 ffr+49.852008年我國粗鋼產(chǎn)量27470.7萬噸，其中納入統(tǒng)計的大中型鋼鐵企業(yè)產(chǎn) 粗鋼23354.3萬噸，占全國總量的85.02%;其他中小企業(yè)產(chǎn)鋼4116.4萬噸，：片 個國總量的14.98%。中小企業(yè)能耗與大中型企業(yè)比較，在能源消耗方面存在明 顯的差趴。詳情見表1.3。表】.3 20A8年我國大中型鋼鐵花業(yè)與中小鋼欽企業(yè)能能指標(biāo)對比盤（單役；

28、公斤摭勘噸比較唄目噸鋼可比能耗焦化工序燒結(jié)工序做1：序格爐1 ：序乳鋁匚序大中烈企業(yè)70566.723陽4歸9薄后水平1045266明592152133差盼敏+3404I2W4-H 8.26+40.09+411,23+87.154*337+27.28+3.5 倍mis上述列表對比說明，我國中小型企業(yè)的能耗指標(biāo)，同大中型鋼鐵企業(yè)整 體水平比較，存在約50%左右的差距。我國鋼鐵工業(yè)全行業(yè)的能耗水平同國際先 進(jìn)水平比較，大中型鋼鐵企業(yè)與國際先進(jìn)水平比較有很大差距?？傮w來說，存在 20%左右的差距。可見，我國鋼鐵工業(yè)的節(jié)能改造十分重要，且任重道遠(yuǎn)。（2）工序能耗比較鋼鐵工業(yè)是國民經(jīng)濟(jì)重要的基礎(chǔ)原材料工

29、業(yè)，也是高耗能、高污染工業(yè)。鋼 鐵工業(yè)節(jié)約潛力巨大，為此國外大型鋼鐵企業(yè)紛紛采取先進(jìn)技術(shù)，開展節(jié)能降耗 和綜合利用，發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟(jì)，不斷優(yōu)化能耗指標(biāo)和環(huán)保指標(biāo)，以達(dá)到能耗最少， 環(huán)保最優(yōu)。國外先進(jìn)國家的高爐焦比已達(dá)到300kg/t以下，燃料比小于SOOkg/t。 我國重點(diǎn)鋼鐵企業(yè)的入爐焦比為426kg/t，部分其他企業(yè)為488kg/t，燃料比在 560kg/t左右。高爐工序的能耗比世界先進(jìn)水平高50 1 OOkgce/t。噸鋼耗新水 11.15m3，比國際先進(jìn)水平高7.3m3;固體廢物綜合利用率60.4%，比國際先進(jìn)水 平低37.6%。我國寶鋼、武鋼等企業(yè)己實(shí)現(xiàn)了轉(zhuǎn)爐工序“負(fù)能煉鋼”，且寶鋼己

30、實(shí)現(xiàn)了煉鋼廠“負(fù)能煉鋼”，但我國轉(zhuǎn)爐工序能耗平均水平仍為23.56kgce/t。， 日本君津鋼廠轉(zhuǎn)爐工序能耗為一 6.27噸ce/t?？梢娦袠I(yè)總體差距還很大。表 1.4列出了 2003年我國重點(diǎn)鋼鐵企業(yè)平均工序能耗與國際先進(jìn)水平（1999年）的 比較數(shù)據(jù)。2003年我國鋼鐵工業(yè)噸鋼綜合能耗為770kgce，噸鋼可比能耗698kgce; 2003年日本鋼鐵工業(yè)噸鋼綜合能耗為656kgce, 2000年國外主要產(chǎn)鋼國家（英、 日、法、德）平均噸鋼可比能耗為642kgce。這兩項(xiàng)指標(biāo)分別比國外先進(jìn)水平高 出17.4%和8.7% .另外，我國重點(diǎn)鋼鐵企業(yè)之間主要工序能耗的差距很大，指標(biāo) 先進(jìn)的寶鋼已達(dá)

31、到或超過國際先進(jìn)水平，而落后的企業(yè)要高出先進(jìn)值的1倍或數(shù) 倍。這說明，我國鋼鐵工業(yè)節(jié)能的潛力還是很大的。新制訂的鋼鐵產(chǎn)業(yè)發(fā)展政 策明確提出，要建立循環(huán)型鋼鐵工廠，500萬噸以上規(guī)模鋼鐵聯(lián)合企業(yè)，要努 力做到電力自供有余，實(shí)現(xiàn)外供。2005年，全行業(yè)噸鋼綜合能耗降到0.76噸標(biāo) 煤、噸鋼可比能耗0.70噸標(biāo)煤、噸鋼耗新水12噸以下。計劃加10年分別降到 0.73噸標(biāo)煤、0.685噸標(biāo)煤、8噸以下;2020年分別降到0.7噸標(biāo)煤，0.64噸標(biāo) 煤，6噸以下。表1.5為國內(nèi)外大型鋼鐵企業(yè)工序能耗的比較。粉國內(nèi)外鋼牝1:業(yè)鰥合能M可比能耗比按 禪隅k驍仰年份轉(zhuǎn)爐電爐噸鋼蹤合能憑盹例討比能耗27,042

32、30,22003 年全國平均770*598（2002 年）（2002 年）1娘年國際先進(jìn)1甄0（日本，2003年】木，2000年）差值35.92?!.】56資料來源:上?？茖W(xué)技術(shù)情報研究所整理噸鋼綜合能耗:是指企業(yè)在報告期內(nèi)平均每生產(chǎn)一噸鋼所消耗的能源折 合成標(biāo)準(zhǔn)煤量。噸鋼可比能耗:是指企業(yè)在報告期內(nèi)平均每生產(chǎn)一噸鋼_!二序單 位能耗和鋼比率的總和折合成標(biāo)準(zhǔn)煤量。表1.5國內(nèi)外大型鋼鐵企業(yè)工序能耗指標(biāo)比較捐斯名稱單位寶鋼臺灣中鋼浦頊鋼鐵浦項(xiàng)廣光卯噸鋼埃合能耗噸標(biāo)煤代0.6750.7670.7590.725噸鋼耗電kwh/t627.70434.70598.10610,70噸鋼耗水t/t55.49

33、3.973囪煉鋼工序能耗kg詼堪A6.815.2920.857.55電爐T序能耗kg標(biāo)煤/t186.96!/轉(zhuǎn)爐蒸汽回收kgfl48.8/177.23轉(zhuǎn)爐煤氣回收101.93S7,4591.83104.49冶金新技術(shù)對能耗的影響鋼鐵工業(yè)對節(jié)能技術(shù)進(jìn)步的投入，在促進(jìn)生產(chǎn)裝備水平的提高，增加企 業(yè)經(jīng)濟(jì)效益，促進(jìn)鋼鐵工業(yè)健康發(fā)展等方面起了很大作用。如寶鋼率先引進(jìn)了轉(zhuǎn) 爐煤氣回收、能源管理中心等先進(jìn)節(jié)能技術(shù)。這些節(jié)能技術(shù)的采用，給寶鋼帶來 巨大經(jīng)濟(jì)效益。技術(shù)是決定生產(chǎn)效率、產(chǎn)品成本和產(chǎn)品質(zhì)量的關(guān)鍵。例如：我國 的連鑄比較低，僅此一項(xiàng)每年就要比日本多消耗能源4.SMt標(biāo)煤，使噸鋼綜合能耗升71kg(標(biāo)

34、煤)。又如美國紐柯公司因采用CSP ( compact strip production )技術(shù)而大為 獲利。CSP技術(shù)比傳統(tǒng)的連鑄技術(shù)投資，1期工程減少19% 2期工程減少34%， 噸鋼生產(chǎn)成本降低80100美元，鋼的綜合成材率從93%提高到了%，電耗從11 Okwh/t降低到40kwh/t，勞動力節(jié)省67%。諸如此類的實(shí)例舉不勝舉。鋼鐵工業(yè) 正處在一個新的時期:用戶對鋼的性能和質(zhì)量要求越來越高，社會對生態(tài)環(huán)境的 要求越來越苛刻，以及日益激烈的競爭環(huán)境。這些都要求鋼鐵工業(yè)加快技術(shù)更新 的步伐，積極開發(fā)并采用冶金新技術(shù)。目前，科技進(jìn)步對經(jīng)濟(jì)增長的貢獻(xiàn)率，我 國為25%-40%，發(fā)達(dá)國家為507

35、0%。說明我國的科研水平相對較低;且科技投入 不夠。發(fā)達(dá)國家的成功經(jīng)驗(yàn)告訴我們，要加快經(jīng)濟(jì)發(fā)展，提高競爭力，必須依靠 科技進(jìn)步，采用新技術(shù)。轉(zhuǎn)爐煤氣的回收和余熱利用(可產(chǎn)生蒸汽)，能夠?qū)崿F(xiàn)轉(zhuǎn) 爐煉鋼工序負(fù)能耗作業(yè)。日本煉鋼工序能耗占鋼鐵生產(chǎn)總能耗的3%，而我國是 5.95%,可見轉(zhuǎn)爐生產(chǎn)的節(jié)能降耗應(yīng)該是我國鋼鐵工業(yè)節(jié)能的重點(diǎn)之一。轉(zhuǎn)爐煤氣 的發(fā)熱值在7000kJ/m3 8400kJ/m3，比高爐煤氣的熱值要高得多(高爐煤氣熱 值為2800kJ/m33SOOkJ/m3)應(yīng)當(dāng)充分回收合理利用。1.2.3我國鑰鐵工業(yè)能耗同國際先進(jìn)水平存在差距的原因我國鋼鐵工業(yè)產(chǎn)業(yè)集中度低，企業(yè)規(guī)模小而分散。2009

36、年我國粗鋼產(chǎn)量500萬噸以上的企業(yè)有18家，僅占全國粗鋼總的 46.36%a 2008年日本粗鋼產(chǎn)量最多的4家企業(yè)，占全國粗鋼總量的73.22%;美國 3家企業(yè)，占61.09%;俄羅斯5家企業(yè)，占78.69%;韓國2家企業(yè)，占82%。據(jù) 中國鋼鐵工業(yè)協(xié)會統(tǒng)計，我國有鋼鐵生產(chǎn)企業(yè)871家，按2007年產(chǎn)粗鋼 34936.15萬噸計算，平均每家企業(yè)粗鋼產(chǎn)量僅40.1萬噸，規(guī)模小而分散。鋼鐵企業(yè)裝備大型化同發(fā)達(dá)國家有明顯差距。2008年日本全國產(chǎn)粗鋼1.12億噸，全日本的高爐數(shù)量為28座，轉(zhuǎn)爐62座。據(jù)中國鋼鐵工業(yè)協(xié)會統(tǒng)計，2004年底我國高爐多達(dá)1131座，其中:1000 立方米以上高爐只有18座

37、，產(chǎn)能占總產(chǎn)能的31.96%;其余1113座均屬于有效容 積1000立方米以下的小高爐，產(chǎn)能占總產(chǎn)能的68.04% 0 2008年底我國煉鋼轉(zhuǎn) 爐有553座，其中300噸以上轉(zhuǎn)爐只有3座，120299噸轉(zhuǎn)爐51座，產(chǎn)能分別占 總產(chǎn)能的2.17%.22.57%; 120噸以下的小轉(zhuǎn)爐多達(dá)499座，其產(chǎn)能占總產(chǎn)能的 75.26% o節(jié)能技術(shù)、裝備的普及率低。除少數(shù)大型鋼鐵企業(yè)外，總體上看我國鋼鐵企業(yè)存在工藝、技術(shù)、裝備 的多層次性及企業(yè)流程、結(jié)構(gòu)的不合理性，表現(xiàn)在采用節(jié)能、環(huán)保先進(jìn)技術(shù)方面 相對落后，一些先進(jìn)的節(jié)能工藝技術(shù)、裝備尚未得到普遍采用。二次能源回收利用率低。按照目前我國高爐一轉(zhuǎn)爐一軋鋼的

38、工藝流程進(jìn)行測算，每生產(chǎn)1噸線材 的總能耗為716公斤標(biāo)煤，生產(chǎn)過程能源有效利用率為27%，其余73%為生產(chǎn)過 程的余熱。在73%的余熱中，44%為生產(chǎn)過程外排氣體(可燃煤氣)的化學(xué)熱;29% 為生產(chǎn)過程固體物料的高溫物理熱。從總體上看，我國鋼鐵企業(yè)對生產(chǎn)過程產(chǎn)生 的化學(xué)熱、物理熱回收利用率低，這是造成能耗高的重要原因。1.3課題研究的目的意義以及主要內(nèi)容節(jié)能降耗，對建設(shè)資源節(jié)約型和環(huán)境友好型社會具有重要的推動作用， 同時也是促進(jìn)企業(yè)發(fā)展、提高企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益的有效措施。轉(zhuǎn)爐實(shí)現(xiàn)負(fù)能煉鋼是衡 量個現(xiàn)代化煉鋼廠生產(chǎn)技術(shù)水平的重要標(biāo)志，轉(zhuǎn)爐負(fù)能煉鋼意味著轉(zhuǎn)爐煉鋼_! 二序消耗的總能量小于回收的總能量，

39、即轉(zhuǎn)爐煉鋼工序能耗小于零。轉(zhuǎn)爐煉鋼工 序過程中支出的能量主要包括:氧氣、氮?dú)?、焦?fàn)t煤氣、電、工業(yè)新水和使用外 廠蒸汽;轉(zhuǎn)爐回收的能量主要包括:轉(zhuǎn)爐煤氣和蒸汽回收。工序能耗是個綜合指 標(biāo)，不僅反映了工藝裝備水平和技術(shù)水平的高低、也體現(xiàn)了生產(chǎn)管理水平和生產(chǎn) 成本的高低，因此國際上先進(jìn)鋼廠都把實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)爐負(fù)能作為煉鋼的重要指標(biāo)。在現(xiàn) 代煉鋼技術(shù)中，由于負(fù)能煉鋼技術(shù)的采用，轉(zhuǎn)爐工序不但不消耗能源，反而成為 生產(chǎn)能源的工序，負(fù)能煉鋼技術(shù)得到了廣大冶金工作者的極大重視。目前寶鋼， 武鋼、一 當(dāng)鋼、萊鋼等廠已實(shí)現(xiàn)了負(fù)能煉鋼，其中寶鋼轉(zhuǎn)爐工序能耗己達(dá)到一6.49 kgce/t o 30) “負(fù)能煉鋼”并未全部涵蓋

40、煉鋼全工藝過程能量轉(zhuǎn) 換與能量平衡，因此不能作為整體評價煉鋼工序能耗水平的唯一標(biāo)準(zhǔn)，但我國轉(zhuǎn) 爐煉鋼比例超過80%因此轉(zhuǎn)爐“負(fù)能煉鋼”技術(shù)的全面推廣對鋼鐵工業(yè)的技術(shù)進(jìn) 步及環(huán)境保護(hù)具有重大意義。通過上述討論，轉(zhuǎn)爐負(fù)能煉鋼對于轉(zhuǎn)爐煉鋼廠的環(huán)保及節(jié)能降耗工作的重 要性已是不言而喻的。本研究針對轉(zhuǎn)爐煉鋼的能量平衡問題進(jìn)行分析和討論，并 重點(diǎn)研究實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)爐負(fù)能煉鋼各項(xiàng)技術(shù)措施。研究主要內(nèi)容如下：對轉(zhuǎn)爐煉鋼的熱平衡進(jìn)行計算分析；建立轉(zhuǎn)爐工序能耗的分析模型；對分析模型中的氧氣消耗、電力消耗、煤氣消耗、氮?dú)庀摹錃庀?耗、煤氣回收、蒸汽回收及其它能量的消耗及回收等各項(xiàng)影響因素進(jìn)行分析和計 算，并評價它們對負(fù)

41、能煉鋼影響權(quán)重。依據(jù)建立的分析模型，討論了轉(zhuǎn)爐單元工序能耗的極限值，并分析實(shí) 現(xiàn)最小能耗的技術(shù)措施。根據(jù)上述研究內(nèi)容，希望從理論上確定在一定條件下實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)爐負(fù)能煉鋼 的可行性，并對實(shí)際生產(chǎn)過程實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)爐負(fù)能煉鋼提供有意義的指導(dǎo)作用。轉(zhuǎn)爐煉鋼能量回收利用的主要措施鋼鐵工業(yè)在生產(chǎn)過程中會產(chǎn)生大量的副產(chǎn)煤氣（噸鐵可產(chǎn)生約1800立方米 高爐煤氣，轉(zhuǎn)爐噸鋼可產(chǎn)生100立方米轉(zhuǎn)爐煤氣，噸焦炭可產(chǎn)生420立方米的 焦?fàn)t煤氣）。這些煤氣具有很高的熱值，如何實(shí)現(xiàn)科學(xué)、合理地利用，對于鋼鐵 企業(yè)節(jié)能具有巨大的意義。據(jù)統(tǒng)計，2006年19月全國重點(diǎn)鋼鐵企業(yè)高爐煤氣的平均放散率為 9.32% 有12家企業(yè)實(shí)現(xiàn)了零排放，

42、但有的企業(yè)排放率高達(dá)57.51;焦?fàn)t煤氣平均 放散率為4.19%，有29家企業(yè)實(shí)現(xiàn)了零排放，但有的企業(yè)排放率高達(dá)38.03%; 轉(zhuǎn)爐煤氣平均回收56立方米/噸鋼，但還有22家企業(yè)沒有對轉(zhuǎn)爐煤氣進(jìn)行回收。 對副產(chǎn)煤氣進(jìn)行全量回收，不僅有利于企業(yè)的節(jié)能，而且又有利于環(huán)保。副產(chǎn)煤 氣不僅要回收利用，更要對其綜合利用進(jìn)行優(yōu)化，刁能更好的節(jié)能。焦?fàn)t煤氣 熱值高（12000kJ/m3），含氧量約為55%60%，完全燒掉太可惜了，應(yīng)當(dāng)對其進(jìn)行 提氫處理，作為清潔燃料使用。代替汽油（北京己有氫燃料汽車），或用焦?fàn)t煤氣 作為高爐煉鐵的還原劑。此外，焦?fàn)t煤氣還可以加工為二甲醚。轉(zhuǎn)爐煤氣回收量 少的原因之一是用途不

43、廣泛。應(yīng)將轉(zhuǎn)爐煤氣用于煉鐵熱風(fēng)爐燒爐，替換寶貴的焦 爐煤氣，使鋼鐵企業(yè)的煤氣利用更加科學(xué)、合理Izl提高煤氣能源轉(zhuǎn)化率也是科學(xué)、合理地利用副產(chǎn)煤氣的途徑之一。將鋼鐵企 業(yè)的副產(chǎn)煤氣最大限度地廣泛應(yīng)用，可以取消燒油和使用天然氣的設(shè)施。鋼鐵聯(lián) 合企業(yè)內(nèi)的副產(chǎn)煤氣量作為燃料總是有一定富余。煤氣一蒸汽聯(lián)合發(fā)電工藝能源 轉(zhuǎn)化率為32%，煤氣一燃?xì)饴?lián)合發(fā)電工藝能源轉(zhuǎn)化率為45%SO%。所以說，鋼鐵 企業(yè)將煤氣用于發(fā)電是不得以而為之。目前，我國鋼鐵企業(yè)向電力部門供電_L 網(wǎng)價格低，而再向電力部門要電卻沒有優(yōu)惠。28-29冶金行業(yè)動力轉(zhuǎn)換的水、 電、汽、風(fēng)等，是通過投入的煤、煤氣、水、電等能源轉(zhuǎn)換而來的。如自

44、備電廠 生產(chǎn)的電、風(fēng)、蒸汽是通過投入的煤、煤氣、水、及電經(jīng)鍋爐產(chǎn)生蒸汽，蒸汽再 經(jīng)蒸汽機(jī)帶動發(fā)電機(jī)、風(fēng)機(jī)產(chǎn)生電和風(fēng);再如氧氣廠通過投入電、水經(jīng)制氧機(jī)系 統(tǒng)產(chǎn)生氧氣、氮?dú)?、氫氣等氣體。影響動力系統(tǒng)轉(zhuǎn)換效率的主要因素在于能源的 種類，以及工藝和裝備的先進(jìn)性。如本鋼發(fā)電耗能為0.538kgce/kwh，國際先進(jìn) 水平為0.404kgce/kwh。其原因在于本鋼發(fā)電系統(tǒng)的鍋爐、汽機(jī)、發(fā)電機(jī)機(jī)組小， 設(shè)備陳舊，基本為中壓鍋爐。僅此一項(xiàng)，本鋼每年多耗標(biāo)準(zhǔn)煤20噸，使噸鋼綜 合能耗高44kgce，與寶鋼比，本鋼每年多耗標(biāo)準(zhǔn)煤33.4萬噸;噸鋼綜合能耗高7lkgceo寶鋼的ccpp，是利用氣體燃料燃燒時體積膨

45、脹作功發(fā)電。再如本鋼S# 制氧機(jī)綜合電耗0.633kwh/m3，比現(xiàn)有1#4#制氧機(jī)綜合電耗0.89低28.88%， 若1#4#制氧機(jī)綜合耗電達(dá)到5#機(jī)水平，每年節(jié)電近7000萬kwh。另外，交流 變頻調(diào)速技術(shù)與直流機(jī)調(diào)速相比，具有更高的效率和更大的轉(zhuǎn)動慣量，同時具有 維護(hù)方便，總體造價低的優(yōu)勢。不僅可以實(shí)現(xiàn)平滑無級調(diào)速，而且快速性能好， 功率因數(shù)高，電機(jī)功率消耗隨工況負(fù)載大小同步變化，節(jié)電10%30%。適用于風(fēng) 機(jī)、水泵、軋機(jī)、磨機(jī)、轉(zhuǎn)爐傾動等各種低速大力矩傳動場合。再如我國用電設(shè) 備大多為感性負(fù)載，這些負(fù)載由于功率因數(shù)很低在運(yùn)行時需電網(wǎng)提供大量無功負(fù) 荷，需電網(wǎng)多提高供用電能力達(dá)20%。造

46、成電網(wǎng)供電能力下降;變壓器和供電線 路電流增大有功損耗增加;嚴(yán)重時會使電壓降低、波形畸變，造成用電設(shè)備誤動 作及設(shè)備損壞。30-3 I :若采用就地動態(tài)無功補(bǔ)償節(jié)電技術(shù)，對感性負(fù)載進(jìn)行無功就地動態(tài)跟蹤補(bǔ)償 則可解決以上問題。從源頭減少了無功消耗，改善用電設(shè)備對電網(wǎng)的影響;提高 電網(wǎng)供電能力，減少煤炭消耗和運(yùn)輸壓力;減少電能消耗極大提高企業(yè)的節(jié)電效 益?？傊?，采用先進(jìn)工藝和技術(shù);實(shí)現(xiàn)高效率加強(qiáng)鍋爐設(shè)備的燃燒管理改進(jìn)作業(yè) 方法;改進(jìn)燃燒裝置提高燃燒效率;采用優(yōu)質(zhì)耐火絕熱材料，減少各項(xiàng)熱損失;加 強(qiáng)節(jié)能管理，提高操作水平等措施都是節(jié)能降耗的有效途徑。轉(zhuǎn)爐煤氣回收的狀況與水平，不僅從環(huán)保的角度反映了對

47、轉(zhuǎn)爐煙氣的治理狀 況與水平，同時也是轉(zhuǎn)爐煉鋼能否達(dá)到負(fù)能煉鋼的關(guān)鍵因素之一。近年來，我國 的轉(zhuǎn)爐煤氣回收利用技術(shù)和水平有了較大的改善，但是除了寶鋼、武鋼等回收水 平達(dá)到1 OOm3/t。外，其它企業(yè)的回收水平仍然在SOm3/t。左右。在轉(zhuǎn)爐蒸汽 的回收利用方面，大部分企業(yè)轉(zhuǎn)爐余熱鍋爐生產(chǎn)的飽和蒸汽除了自身的消耗以 外，還有大量的剩余，可以采用飽和蒸汽發(fā)電，不但可以充分利用飽和蒸汽，而 且還可以避免蒸汽放散所造成的浪費(fèi)，又能提供電能，產(chǎn)生心的效益。本文對蒸 汽回收不作較多的陳述，主要研究轉(zhuǎn)爐煤氣的回收與利用。2.1轉(zhuǎn)爐煤氣的回收工藝世界上各工業(yè)發(fā)達(dá)國家，轉(zhuǎn)爐均實(shí)現(xiàn)了煤氣回收，以日本與德國的回收

48、水平最高，接下來是法國、原蘇聯(lián)。我國和原蘇聯(lián)的水平相當(dāng)。美國的能源不緊 張，至今對轉(zhuǎn)爐煤氣不進(jìn)行回收。目前世界上對轉(zhuǎn)爐煤氣的回收處理的方法有兩 大類:一種是濕法系統(tǒng)，另一種是干法系統(tǒng)。342.1.1濕法工藝濕法處理方法有法國的I-C法（敞口煙罩），德國的KRUPP法（雙煙罩）和 日本的OG法（單煙罩）三種，這三種處理工藝都是未然法濕式系統(tǒng)。日本的 OG法由于技術(shù)先進(jìn)，運(yùn)行安全可靠，目前已成為世界上最廣泛采用的轉(zhuǎn)爐煤氣 回收處理的方法。OG法是一種對轉(zhuǎn)爐煤氣進(jìn)行顯熱回收，繼而進(jìn)行濕法除塵凈化再加以回收 的方法。當(dāng)前世界上有90%以上的轉(zhuǎn)爐煤氣回收使用的是文氏管濕法除塵的方 式，并且它是以雙級文氏

49、管為主。該方法可以阻止空氣從轉(zhuǎn)爐爐口流入，使轉(zhuǎn)爐 煤氣保持著不燃燒的狀態(tài)，再經(jīng)過冷卻而回收。OG法的工藝流程為:利用汽化冷 卻煙道將1600C轉(zhuǎn)爐煙氣冷卻至9001000 0C，繼而經(jīng)過兩級文氏管對爐氣進(jìn)行 降溫和除塵，使煙氣的溫度到達(dá)100C以下，再經(jīng)過脫水以后送入煤氣柜回收或 者放散。OG法除塵以后產(chǎn)生了大量的污水和污泥，因此要經(jīng)過旋流沉淀池、濃 縮池以及擠壓機(jī)等復(fù)雜的工序進(jìn)行污水、污泥處理。泥漿的處理問題是OG法主 要難題。如圖2.1是OG法的工藝示意圖：明21OG注的工藝流程Fig.2.lTechniesflowof0Gmetho2.1.2干法工藝德國魯奇一幫森公司于1969年推出的高

50、壓靜電除塵凈化轉(zhuǎn)爐煤氣的設(shè) 備（LT法）。至今在世界范圍內(nèi)已有40多套工業(yè)設(shè)備在各地鋼廠中運(yùn)行。煤氣是一種易燃易爆氣體，它的燃爆有兩個必不可缺少的條件，氧氣和 明火。在轉(zhuǎn)爐煉鋼中，空氣是很容易地通過爐口與集煙罩之間的縫隙進(jìn)入回收系 統(tǒng)的，而高壓靜電除塵器發(fā)生靜電火花是在所難免的，因此，用高壓靜電除塵器 來凈化轉(zhuǎn)爐煤氣，具有很大的危險性。然而這種凈化煤氣方法。從1969年至今 的生產(chǎn)運(yùn)行中，并沒有發(fā)生過爆炸件事故，且其技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)比OG法還先進(jìn)， 前者凈化回收的煤氣中的含塵濃度可降至1 Omg/m3（標(biāo)），而OG法為 100mg/m3（標(biāo)）。LT系統(tǒng)的關(guān)鍵設(shè)備是圓筒形干式高壓靜電除塵器，其特點(diǎn)是

51、充 分考慮了發(fā)生煤氣爆炸的可能性，其外殼耐壓為2x1護(hù)Pa，并配制有不同級別 的安全泄壓閥。LT法的工藝流程如圖2.2所示:轉(zhuǎn)爐煙氣從爐口出來以后通過活動煙罩，然 后進(jìn)入汽化冷卻煙道。一般情況下，爐氣在爐口出來的時候溫度是1700 0C，經(jīng) 過汽化冷卻煙道的出口以后變?yōu)?00 C） 1000 C,假如再外加一段對流換熱器的 話，煙氣的溫度就可以降至為450 0C 500 0C，同時也可以緩解一級蒸發(fā)冷卻 器的負(fù)荷。蒸汽冷卻器又可以將煙氣的溫度降至180 0C200 0C，還可以對煙氣 進(jìn)行增濕調(diào)質(zhì)，以便降低煙塵的比電阻，為電除塵器的除塵效果提供了保障。電 除塵器的工作原理是利用電場進(jìn)行除塵，一

52、般情況下設(shè)置3個電場，使得除塵的 效果可以達(dá)到99%。最后煙氣經(jīng)過電除塵器以后進(jìn)入了除塵風(fēng)機(jī)。，在除塵風(fēng)機(jī) 中，煤氣可以憑借風(fēng)機(jī)出口的正壓力、經(jīng)過三通閥的切換，當(dāng)煤氣中CO30%時要進(jìn)行回收。在煤氣柜前，再設(shè)置二次冷卻塔，可以使 煤氣的溫度降低到50 C左右，這不但可以減少煤氣柜的容積還可以提高煤氣的 質(zhì)量。煤氣柜內(nèi)的煤氣經(jīng)過加壓泵送至到用戶使用。35Fig.2.2TechoiesflowofLTmethod2.2 OG法與LT法的對比OG法的優(yōu)點(diǎn)主要有：.在日本，目前已將OG系統(tǒng)與轉(zhuǎn)爐爐口連接的活動裙罩改成密閉式， 使從爐口與裙罩之間的縫隙進(jìn)入的空氣量大為減少，從而使轉(zhuǎn)爐中產(chǎn)生的CO與 空氣

53、中氧燃燒生成CO:的量減少，燃燒率由10%下降到3%，煤氣的回收量增加 1Om3（標(biāo)）/t（鋼）。該密閉式控制是通過能自動跟蹤工藝變化的控制模型實(shí)現(xiàn)的。.采用光導(dǎo)纖維觀察器，可直接連續(xù)地觀察爐內(nèi)鋼渣起泡動態(tài).從而能 預(yù)報鋼渣噴濺，以適時地采取措施制止鋼渣噴濺，避免了因鋼渣噴濺使密閉裙罩 與爐口粘連。.縮短了煙氣成分的自動分析時間.從而使回收煤氣的時間增加了 30so.除塵系統(tǒng)的流程比較簡單，有文丘里管容易控制氣流的壓力，是經(jīng) 典的柱塞流方式系統(tǒng)設(shè)計，所以煤氣的回收量大。.將除塵與煤氣冷卻還有滅火緊密地結(jié)合在一起，可以與明火完全的 隔離，避免了因明火所引起的爆炸危險，能夠保證系統(tǒng)的安全性。通過實(shí)

54、踐，得出其缺點(diǎn)為：.需要大量的冷卻水來冷去煙氣，水資源的消耗量大；.經(jīng)過處理以后，形成了大量的污水、污泥，很難處理；.該法的工藝流程比較長，能耗高，所以對環(huán)境的污染就嚴(yán)重；.因?yàn)槭褂玫氖俏那鹄砉軐煔膺M(jìn)行降溫除塵，使煙氣的流動性受阻， 流動阻力大，需要更大功率的風(fēng)機(jī)。一方面浪費(fèi)了電力，另一方面風(fēng)機(jī)也容易損 壞，現(xiàn)場的維護(hù)比較困難；.因?yàn)榇禑挼倪^程中煙氣的流量變化比較大，所以一級文氏管除塵器 和二級文氏管除塵器喉部自動調(diào)節(jié)的精度不能滿足爐氣量變化的要求，可能造成 爐口煙氣的溢出，造成環(huán)境污染;也可能在煙道中吸入大量的空氣與CO發(fā)生反 應(yīng)，降低了煤氣的回收質(zhì)量；.為了確保除塵的效果，轉(zhuǎn)爐廠的二次除

55、塵系統(tǒng)一般采取用布袋除塵 器進(jìn)行干法除塵，然而其設(shè)備與OG法的濕法除塵系統(tǒng)不能一塊使用；.9000C 1000C的高溫?zé)煔馔ㄟ^噴水來迅速冷卻，致使高溫?zé)煔獾挠?熱未能夠充分的回收利用。LT與OG相比來說，其工藝的優(yōu)點(diǎn)是：.相比OG法的缺點(diǎn)，LT法回收的粉塵是干粉，節(jié)約了大量的冷卻水， 避免了泥漿的污染與處理，少了很多污水的處理設(shè)備；OO .LT法的除塵效果比OG法要好，電的消耗量也少，煤氣的回收質(zhì)量 較高。LT法的缺點(diǎn)：)O.LT法的設(shè)備投資巨大，而且能量消耗高；zO.LT法回收煙氣熱量的時候，在9000C 1000C時的煙氣的熱能沒有得 到有效的回收利用；.蒸發(fā)冷卻器中并沒有完全的熄滅明火，

56、并且為了確保蒸發(fā)冷卻與除 塵效果，在蒸發(fā)冷卻器與電除塵器的內(nèi)截面變化大，氣流的變化也大，容器內(nèi)的 混合過程沒有作比較周到的考慮，爆炸的危險性增大了；(實(shí)際上并沒有發(fā)生過爆 炸).控制檢測設(shè)備比較復(fù)雜，系統(tǒng)的維修和護(hù)理的工作量較大；O.LT法考 慮的系統(tǒng)是形成了柱塞流，然而實(shí)際的系統(tǒng)是混合流，因此，造成了蒸發(fā)冷卻器 與電除塵器兩個比較危險的爆炸熱點(diǎn)，影響了系統(tǒng)的安全性。LT法與OG法的技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較列于表2.1，表中的數(shù)據(jù)是一座年產(chǎn)鋼13 萬t的轉(zhuǎn)爐。36表21 OG法與LT法的技術(shù)雄濟(jì)比較表除塵方式濕法王芝干法藝爐座X爐容(t)E502x1501150M50基建投資1*218.5125205運(yùn)行

57、費(fèi)4.775,823.05+52收益13.01X013.013.0單產(chǎn)運(yùn)行費(fèi)3.674.妮2J53砒德國魯奇公司2座150t轉(zhuǎn)爐，干法LT與濕法OG凈化回收的技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較 如表2.2所示表2.2轉(zhuǎn)爐煤氣干法與濕法回收消耗比較T&ble 2.2 CQnsumptjg仍naf 郵 dy and wet gleaning ajid ixgtwery on項(xiàng)目下法濕法水的消耗血t30.13.0蒸汽的市枸t - tc0.005-氮?dú)獾南鹒ern3 * f115天然氣的沏耗而.005.電能洎隹7001900廢氣冷卻煙站】.01.0電除塵券和煤氣稔卻器13-壓塊。,7文丘理-6,0泥紫處理-1.0電能消耗總

58、和10&0人工費(fèi)用1.02.5注表中的數(shù)據(jù)是魯奇對有關(guān)的統(tǒng)讓的平均數(shù)雅2.3主要設(shè)備的簡介活動煙罩在未然法煙氣凈化回收系統(tǒng)中，一般均采用可上下升降的活動煙罩，以 收集未然煙氣。目前國內(nèi)氧氣頂吹轉(zhuǎn)爐的活動煙罩，在形狀上大致分為套環(huán)形和 傘形兩類。套環(huán)形煙罩與日本OG法煙罩相似，其不同之處在于罩裙下緣斜度與 轉(zhuǎn)爐爐口不吻合。當(dāng)活動煙罩降至最低位置時，煙罩與轉(zhuǎn)爐爐口形成間隙，因此 不能實(shí)現(xiàn)閉罩操作。同時，由于罩裙容積較小，缺乏煙氣停留的緩沖空間，當(dāng)爐 氣突噴時，溢煙量很大，易污染車間環(huán)境。傘形罩與法國的“CAFL”罩相似，但 其罩裙容積卻遠(yuǎn)沒有“ CAFL 罩大，因此圍繞在罩裙內(nèi)部的煙氣飄浮層也較薄

59、， 起不到緩沖作用。為了提高轉(zhuǎn)爐煤氣的回收量，設(shè)計結(jié)構(gòu)、形狀合理的活動煙罩是必要的。不僅要求煙罩的可靠性和耐用性，而且要求煙罩既保證回收煤氣 的高質(zhì)量，又盡可能地減少煙氣的外溢，同時還要便于自動控制。汽化冷卻器目前，無論采用燃燒法還是未然法處理煙氣，煙道型式不外乎水冷煙道、 廢熱鍋爐和汽化。汽化冷卻煙道主要是利用輻射受熱的方式，其結(jié)構(gòu)較廢熱鍋爐 簡單，不僅降低了煙氣的溫度，大大減少了煙道的冷卻水量，而且可回收一定數(shù) 量的蒸汽，既利用了部分物理熱，又回收凈化了煤氣。因此，目前新設(shè)計的爐子 從本都采用汽化冷卻煙道。文氏管在轉(zhuǎn)爐煙氣凈化系統(tǒng)中，設(shè)置有二個文氏管，第一級系溢流定徑文氏管， 主要是蒸汽降

60、溫除去較粗的塵粒。第二級為調(diào)徑文氏管，它除了凈化和降溫作用 外，還兼有調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)爐風(fēng)機(jī)抽氣量的作用，因此“二文”結(jié)構(gòu)的好壞直接影響著煙 氣凈化效果和煤氣的質(zhì)量。國內(nèi)“二文”的結(jié)構(gòu)，一般分為重銘式及矩形喉口式 （包括翻板式、滑板式）兩種。實(shí)際證明，這二種結(jié)構(gòu)都存在易磨損、管體長、啟 動力巨大和阻損高等缺點(diǎn)。采用橢圓形恨型）可調(diào)文氏管，其開度與壓降基本卜 呈一次函數(shù)的關(guān)系，可以提高調(diào)節(jié)的靈敏度。洗滌塔洗滌塔可作為煙氣的冷卻及除塵設(shè)備。在轉(zhuǎn)爐煙氣凈化流程中，通常采用 空心洗滌塔。按其結(jié)構(gòu)及作用不同，可分為溢流快速洗滌塔、低速空心洗滌塔和 快速空心洗滌塔。前兩種洗滌塔一般作為煙氣凈化流程中的第一級設(shè)備，將