转炉烟气全干式除尘及余热回收新工艺研究

摘要

目前转炉煤气回收的工艺主要以OG法和LT法为主，虽然一直以来在节水、节电和提高除尘效率等方面不断改进和创新，但是由于工艺本身的限定，很多问题都没有得到本质的提高。如直接喷水降温，浪费了水资源，造成水污染和降低了煤气的热值;对汽化冷却烟道出口的高温余热未进行回收等。
　　为进一步降低炼钢工序能耗，实现负能炼钢，本文从转炉烟气的发生原理、规律和烟气本身的特征出发，对转炉烟气余热资源量和现行工艺的不足进行了研究。研究表明:(1)炉气的余热资源总量为1.21GJ/t钢，炉气的(炯)量为1.08GJ/t钢。根据目前工艺，极限可回收2.5MPa饱和蒸汽146.29kg/t钢。(2)由现行转炉煤气回收工艺的热力学分析得:(用)回收效率最高的是转炉煤气;热损失主要在喷淋降温阶段;(炯)损失主要为蒸汽回收的传热(炯)损失和喷淋过程中的直接(炯)损失。(3)空气燃烧系数α增大，会增加传热(炯)损失和燃烧(炯)损失，减少煤气回收量，应控制回收期空气燃烧系数α≤0.1。
　　针对现行转炉煤气回收工艺的不足，提出了全干式的转炉煤气除尘及余热回收工艺，并对该工艺流程中各主要设备的结构特点、控制操作方式和运行参数进行了初步研究与设计。全干法采用国内外先进、成熟的技术和装备，吸收现行工艺系统的成功经验，可实施性强可实施性强。经分析，全干法节能优势明显。全干法蒸汽最大回收量可达137.10kg/t钢，高热值的转炉煤气回收量为94.48Nm3/t钢，能实现降低工序能耗超过45.99kgce/R钢，系统(炯)效率提高了5.3％。
　　以南钢120t转炉生产为例，进行了实例分析。如采用全干法的回收工艺，每座转炉平均蒸汽回收量为32.81t/h，提高67.40％;热值超过9100kJ/m3转炉煤气回收量为94.48Nm3/t钢(折合0.87GJ/t)，煤气回收水平提高了19.18％。综合考虑水电消耗，南钢大转炉工序能耗能能降低到-19.14kgce/t。

目录

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摘要

第1章 绪论

1．1 我国钢铁行业发展现状

1．1．1 我国钢铁行业高速发展及能耗现状

1．1．2 国内钢铁企业余热余能回收现状

1．1．3 国内炼钢工序余热余能回收现状

1．2 转炉烟气佘热余能回收工艺

1．2．1 燃烧法与未燃法

1．2．2 转炉烟气未燃法净化回收工艺

1．3 国内外对转炉烟气回收净化的研究

1．4 本文研究的内容

第2章 转炉烟气产生与特点

2．1 转炉烟气的产生

2．1．1 转炉炉气发生原理与影响因素

2．1．2 转炉炉气产生的规律

2．1．3 转炉烟气的产生

2．2 转炉烟气的特征

2．2．1 烟气的特征

2．2．2 烟尘的特征

2．3 转炉烟气量的计算

2．3．1 转炉炉气发生量

2．3．2 转炉烟气发生量

2．4 空气燃烧系数对烟气量与CO含量的影响

2．5 本章小结

第3章 转炉烟气余热余能回收分析

3．1 能量分析理论

3．1．1 焓分析

3．1．2 (火用)分析

3．2 转炉炉气余热资源量

3．3 转炉烟气蒸汽回收极限

3．3．1 转炉烟气的高温显热

3．3．2 转炉烟气放散化学潜热

3．3．3 蒸汽极限回收量

3．4 现行转炉煤气回收工艺的热力学分析

3．5 空气燃烧系数对余热回收的影响

3．6 本章小结

第4章 全干法工艺设计及其节能分析

4．1 全干法回收模型与工艺流程

4．1．1 全干法的模型与原则

4．2．2 全干法工艺流程

4．2．3 全干法的技术优势

4．2 系统设备设计及运行

4．2．1 主要设备结构设计及操作参数

4．2．2 系统防爆要求

4．3 全干法节能效果分析

4．3．1 全干法余热余能回收效果

4．3．2 综合节能分析

4．3．3 全干法流程(火用)分析

4．4 本章小结

第5章 南钢120t转炉的应用举例

5．1 南钢120t大转炉生产现状

5．2 大转炉余热回收水平分析

5．3 措施及效果

5．3．1 大转炉烟气余热回收预计效果

5．3．2 南钢大转炉综合节能分析

5．4 本章小结

第6章 结论

参考文献

致谢