高爐料罐均壓煤氣濕式全回收技術(shù)的研究及應(yīng)用

王曉婷，郭喜明

（1.山西新泰鋼鐵有限公司，山西 介休 032000；2.阜新達(dá)誠科技有限公司，遼寧 阜新 123000）

阜新達(dá)誠科技有限公司在高爐料罐均壓煤氣回收尤其在濕式除塵全回收技術(shù)領(lǐng)域是國內(nèi)一流水準(zhǔn)，具有自主知識產(chǎn)權(quán)，且具有多個應(yīng)用實績和在建工程，是鋼鐵企業(yè)料罐均壓煤氣回收的首選單位。

阜新達(dá)誠科技有限公司研發(fā)的“一種高爐料罐均壓煤氣濕法除塵回收裝置”，于2020 年8 月19 日在山西新泰煉鐵廠4 號高爐（1 250 m3）投用，于2021 年3月16 日在安徽省貴航特鋼有限公司2 號高爐（1080m3）投用，于2021 年4 月28 日在蕪湖新興鑄管有限責(zé)任公司3 號高爐（1 280 m3）投用，于2021 年5 月9 日在山西晉城福盛鋼鐵有限公司3 號高爐（1 580 m3）投用。通過生產(chǎn)實踐證明，本料罐均壓煤氣濕式全回收技術(shù)的凈煤氣含塵量在5.0 mg/m3以內(nèi)、料罐均壓煤氣總回收時間（含閥門開閉時間）縮短到13 s 以內(nèi)，回收結(jié)束后料罐壓力為零，實現(xiàn)了節(jié)能環(huán)保的預(yù)期效果。

1 高爐料罐均壓煤氣濕式全回收工藝簡介

1.1 國內(nèi)外現(xiàn)狀

國外在20 世紀(jì)七八十年代，前蘇聯(lián)、日本等國即有對均壓放散工藝優(yōu)化的嘗試，并投入工業(yè)生產(chǎn)[1]。

近年來，公開報道的資料大部分介紹的為“自然回收”應(yīng)用實績或提出了全回收設(shè)想。比如論文《承鋼2 500 m3高爐熱平衡測算與節(jié)能探討》[2]和《高爐料罐均壓放散煤氣凈化回收技術(shù)研究》[3]都介紹了“自然回收”應(yīng)用實績，《綠色高爐煉鐵技術(shù)發(fā)展方向》提出應(yīng)當(dāng)進(jìn)行全回收[4]，沒有指出怎么實現(xiàn)全回收。

針對以上問題，業(yè)內(nèi)研究人員進(jìn)行了理論研究，提出了氣囊法、引射法和氣體替換法等新的料罐均壓煤氣回收的方法[2]，并對以上三種方法進(jìn)行了比較，但也未見其工業(yè)運行報道。

1.2 阜新達(dá)誠科技有限公司技術(shù)簡介

1.2.1 工作原理及工作過程

高爐料罐均壓前，開高壓凈煤氣閥，其給水口有噴出水，來自噴射用高壓凈煤氣管內(nèi)的高流速凈煤氣將水霧化成小水滴。均壓時，開均壓閥，則高爐料罐內(nèi)的煤氣在自身壓力的作用下通過荒煤氣管道、噴射器、彎管道，這期間，煤氣的粉塵顆粒被小水滴粘附，在經(jīng)過脫水器時，含塵小水滴被脫除而形成污水進(jìn)入脫水器的下部，其煤氣得以凈化而經(jīng)凈煤氣管道進(jìn)入煤氣管網(wǎng)。噴射器因有來自噴射用高壓凈煤氣管內(nèi)的高流速凈煤氣而產(chǎn)生抽力，在抽力的作用下荒煤氣管道的壓力降低，當(dāng)高爐料罐內(nèi)煤氣壓力達(dá)到設(shè)定值時，關(guān)閉均壓閥和高壓凈煤氣閥，給水口停止出水，高爐料罐內(nèi)的煤氣回收完畢。圖1 為高爐料罐均壓煤氣濕式全回收裝置的工藝流程意圖。

圖1 高爐料罐均壓煤氣濕式全回收裝置工藝流程圖

1.2.2 除塵水循環(huán)利用裝置工作原理

第一步，給給水罐裝水，當(dāng)給水罐的水位低于脫水器的水位并且高壓凈煤氣閥處于關(guān)閉狀態(tài)時，由于逆止閥的流通方向是從脫水器至給水罐，故脫水器里的水在水位差的作用下通過旁通管進(jìn)入給水罐。

第二步，使給水罐供水，其過程是，開高壓凈煤氣閥，高壓凈煤氣通過壓水用高壓凈煤氣管進(jìn)入給水罐上部，將水壓出給水罐，經(jīng)給水管從給水口流出；由于逆止閥的流通方向是從脫水器至給水罐，故給水罐的水不能流回脫水器；關(guān)閉高壓凈煤氣閥，則供水結(jié)束裝水開始。

污水中的粉塵顆粒在污泥沉降罐沉降成污泥，當(dāng)污泥達(dá)到一定量時進(jìn)行排泥操作。當(dāng)脫水器的水位降低到設(shè)定值時進(jìn)行補水操作。圖2 為除塵水循環(huán)利用裝置工藝流程圖。

圖2 除塵水循環(huán)利用裝置工藝流程圖

2 高爐料罐均壓煤氣濕式全回收技術(shù)應(yīng)用實績

該裝置于2020 年8 月19 日在山西新泰煉鐵廠4 號（1 250 m3）高爐投用，于2021 年3 月16 日在安徽省貴航特鋼有限公司2 號（1 080 m3）高爐投用，于2021 年4 月28 日在蕪湖新興鑄管有限責(zé)任公司3號（1 280 m3）高爐投用，于2021 年5 月9 日在山西晉城福盛鋼鐵有限公司3 號（1 580 m3）高爐投用。投用后都實現(xiàn)了料罐均壓煤氣全回收，消除了傳統(tǒng)高爐料罐均壓煤氣回收技術(shù)最后必須排放料罐殘存煤氣“冒煙”的問題，同時克服了料罐均壓煤氣溫度低于露點時布袋除塵器無法正常工作的問題。通過生產(chǎn)實踐證明，本料罐均壓煤氣濕式全回收裝置的凈煤氣含塵量在5.0 mg/m3以內(nèi)、料罐均壓煤氣總回收時間（含閥門開閉時間）縮短到13 s 以內(nèi)，回收結(jié)束后料罐壓力為零，實現(xiàn)了節(jié)能環(huán)保的預(yù)期效果。

回收的料罐均壓凈煤氣含塵量5.0 mg/m3以內(nèi)，料罐均壓煤氣總回收時間8～13 s，回收結(jié)束后料罐壓力0，達(dá)到了預(yù)期效果。

山西新泰鋼鐵集團(tuán)有限公司4 號高爐年可回收料罐均壓煤氣995 萬m3，回收煤氣灰99.53 t，減少碳排放8 449 t，年創(chuàng)效189 萬元；安徽省貴航特鋼有限公司2 號高爐年可回收料罐均壓煤氣857 萬m3，回收煤氣灰85.69 t，減少碳排放7 266 t，年創(chuàng)效163 萬元；蕪湖新興鑄管有限責(zé)任公司3 號高爐年可回收料罐均壓煤氣1 064 萬m3，回收煤氣灰106.36 t，減少碳排放9 019 t，年創(chuàng)效202 萬元；山西晉城福盛鋼鐵有限公司3 號高爐年可回收料罐均壓煤氣937 萬m3，回收煤氣灰93.73 t，減少碳排放7 948 t，年創(chuàng)效178 萬元。

3 結(jié)論

1）阜新達(dá)誠科技有限公司研發(fā)的“一種高爐料罐均壓煤氣濕法除塵回收裝置”，消除了傳統(tǒng)高爐料罐均壓煤氣回收技術(shù)最后必須排放料罐殘存煤氣“冒煙”的問題，同時克服了料罐均壓煤氣溫度低于露點時布袋除塵器無法正常工作的問題。

2）山西新泰煉鐵廠4 號（1 250 m3）高爐、安徽省貴航特鋼有限公司2 號（1 080 m3）高爐、蕪湖新興鑄管有限責(zé)任公司3 號（1 280 m3）高爐和山西晉城福盛鋼鐵有限公司3 號（1 580 m3）高爐的料罐均壓煤氣濕式全回收項目都達(dá)到了節(jié)能環(huán)保的預(yù)期效果，每座高爐年可回收料罐均壓煤氣約1 000 萬m3，回收煤氣灰約100 t，減少碳排放約9 000 t，年創(chuàng)效約190 萬元，經(jīng)濟(jì)效益和環(huán)保效益顯著。