使用低燃值煤氣煅燒石灰的探索與應用

王 崗，彭 婷，趙興江

（四川達州鋼鐵集團有限責任公司，四川 達州635002）

1 引言

活性石灰在煉鋼過程中，是很重要的“造渣劑”，主要用于除去鋼水中的有害元素S、P等雜質，優化鋼水質量。石灰的煅燒，主要是石灰石經過高溫分解生產CaO。在石灰的煅燒過程中，保持煅燒溫度是重中之重。通過查新檢索，目前國內石灰行業傳統的煅燒石灰方式是用高燃值氣體（焦爐煤氣）作為主要燃燒氣體，高爐、轉爐煤氣屬于低燃值氣體，只能起到輔助燃燒作用，或是放散。通常，在煅燒過程中，焦爐煤氣供應不穩定，將嚴重影響煅燒溫度，降低活性石灰質量。若溫度持續偏低，將造成爐內結瘤直至停產，嚴重影響下工序生產。

2 背景

達鋼集團作為川東北地區最大的冶金企業，是集鋼鐵、化工、物流為一體大型企業。但在鋼鐵產業過剩的大環境下，有目的對鋼鐵企業進行轉行是企業發展道路上不可避免的趨勢，達鋼集團也不例外，在全廠員工不斷探索前景的道路上，努力發展化工業，利用化工板塊支撐鋼鐵板塊，而甲醇作為我廠除鋼鐵之外的探索新產品，為達鋼集團帶來了較為明顯效益。

每個鋼廠都存在一個問題就是焦爐煤氣供應緊張，各單位對焦爐煤氣需求較大。石灰作為各鋼廠的輔助附屬產品，在焦爐煤氣供應緊張的情況下，不可能第一時間滿足石灰煅燒。因為達鋼集團的特殊性，焦爐煤氣供應甲醇生產是大趨勢，要從根本上解決焦爐煤氣供應石灰緊張的問題，保證石灰產量質量，只有從自身想辦法，找突破點，盡量用少量焦爐煤氣燒出高質量的石灰。為解決這個問題，我們不斷摸索、各地考察，最終通過數據證明采用低燃值煤氣為主、高燃值煤氣為輔煅燒石灰，為保證石灰質量，降低生產成本有著巨大貢獻。

我廠石灰回轉窯使用燃氣由焦爐煤氣、轉爐煤氣和高爐煤氣構成，其中焦爐煤氣的發熱值是4 000kcal／Nm3～4 200kcal／Nm3，轉 爐 煤 氣 發 熱 值 是 1 450kcal／Nm3～1 800kcal／Nm3，高爐煤氣發熱值僅有700kcal／Nm3～900kcal／Nm3。

3 改造詳情

為了充分利用低燃值煤氣轉爐煤氣及高爐煤氣，減少焦爐煤氣的使用量，保證有充足的焦爐煤氣供應生產甲醇。我廠經過不斷的現場勘測、計算、實踐，終于探索出了在相同燃值的情況下，減少焦爐煤氣使用量，大量使用轉爐煤氣和高爐煤氣煅燒石灰。其主要技術參數如下：

（1）在活性石灰回轉窯燃氣進入燒嘴之前，修建低燃值煤氣加熱爐，使低燃值煤氣轉爐煤氣及高爐煤氣經過加熱爐加熱之后，通過燒嘴進入爐膛。

加熱爐如下圖：

圖1 加熱爐示意圖

如圖所示，低熱值燃氣燃燒系統包括低熱值燃氣主管路、預熱器13和燃燒器16。上述低熱值燃煤氣主管路包括高爐煤氣主管路8和轉爐煤氣主管路4；所述預熱器13包括燃燒室12、空氣室15和換熱室2，所述燃燒室12、空氣室15和換熱室2之間均通過導熱隔板14相連接；所述換熱室2內設置有導熱填充物3；所述換熱室2上設置有若干燃氣進口7和燃氣出口1；所述燃氣進口7分別與高爐煤氣主管路8和轉爐煤氣主管路4相連接；所述燃氣出口1與燃燒器16相連接；所述高爐煤氣副管路10與高爐煤氣主管路8相并聯，所述燃燒室12與高爐煤氣副管路10和助燃氣管路9相連接；所述燃燒室12還與焦爐煤氣點火管11相連接；所述高爐煤氣主管路8上設置有電動蝶閥、電動盲板閥和氣動蝶閥。所述高爐煤氣副管路10上設置有電動蝶閥和電動盲板閥；所述預熱器13與引風機6和排煙孔5相連接；所述燃燒器16為回轉窯，所述回轉窯還同時與焦爐煤氣主管路17相連接。

（2）低燃值煤氣轉爐煤氣和高爐煤氣經過加熱爐之后，進入爐膛的溫度上升至450℃，該溫度下的低燃值煤氣進入爐膛后，可直接燃燒而不降低爐膛熱能損耗，大大提高了低燃值煤氣的使用量，從而減少焦爐煤氣的使用量。

4 煤氣前后對比

使用加熱爐加熱低燃值煤氣后的燃氣使用量對比如表1。

由上表可知，在產量、質量同等的情況下，經過加熱爐加熱之后進入爐膛的低燃值煤氣能提供與高燃值煤氣相當的熱量，而高燃值煤氣的使用量每小時降低了2 000m3。

表1 加熱低燃值煤氣前后燃氣用量

5 經濟效益

（1）在集團公司焦爐煤氣供給緊張的情況下，充分使用低燃值煤氣，使產量質量達產達效。

（2）從經濟價值上說，焦爐煤氣價格也遠遠高于高爐、轉爐煤氣。高、轉爐煤氣預熱后使用，減少了焦爐煤氣的使用量，也大大降低了我廠煤氣使用成本，直接經濟效益約360萬元／年。

（3）將節約的焦爐煤氣供給甲醇生產使用，使得甲醇有充足的焦爐煤氣使用量，極大地提高了甲醇產量，間接經濟效益800余萬元。

（4）該實用新型技術具有降低成本、緩解燃氣壓力等優點，有很好的使用和推廣價值。

6 結論

使用低燃值煤氣煅燒石灰，技術上較為成熟，效果十分明顯，有效地解決了鋼鐵行業高燃值煤氣供應緊張而低燃值煤氣大量排放的狀況。保證了在高燃值煤氣壓力不足的情況下，仍能生產出高質高產的活性石灰，保證了下工序的正常運轉；另一方面，通過大量使用低燃值煤氣煅燒石灰，置換出的高燃值煤氣大量供應給甲醇，在鋼鐵板塊低迷的情況下，通過提升化工產品保證了集團公司的經濟效益。