CN101812562A - 一种转炉煤气的安全高效回收方法 - Google Patents
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Abstract
一种转炉煤气的安全高效回收方法，在转炉冶炼中产生的转炉煤气经降温、除尘进入储气柜，其中在转炉煤气回收时，将碳素材料通过喷枪喷吹到气化冷却烟道中，或喷吹到转炉与汽化冷却烟道之间，喷吹载气为氮气，其中氮气的流量按0.1～0.25m3/kg碳素材料，碳素材料的喷吹量按0.04～0.08kg/m3转炉煤气；所述的碳素材料选取无烟煤粉或焦炭粉，粒度在300目以下。本发明的方法实用性强，安全可靠，控制稳定，使回收转炉煤气的产量和质量有了明显提高，吨钢煤气回收量增加10～17％，单位发热值提高14～20％，氧含量降低40～80％，市场前景广阔。
Description
技术领域
本发明涉及转炉煤气的处理方法，特别涉及一种转炉煤气的安全高效回收方法。
背景技术
在转炉炼钢吹炼期间，转炉生产一吨钢水通常产生＞70m3的转炉煤气；转炉炼钢过程中铁水中的碳与氧气反应生成一氧化碳，同时也有少量的碳被直接氧化成二氧化碳；碳氧反应后形成的含有CO、CO2、N2等混合气体称之为转炉煤气。氧气顶吹转炉的煤气主要成分一般为(体积分数)：CO为45～65％，H2＜2％，CO2为15～25％，O2为0.4～0.8％，N2为24～38％；转炉煤气发热值在6500～8400KJ/m3。由于转炉煤气的发生量并不均衡，成分也有变化。通常将转炉多次冶炼过程回收的煤气输入一个储气柜，混匀后再输送给用户。因此转炉吹炼前的后期一氧化碳浓度较低时，由放散烟囱燃烧放散；目前转炉煤气回收基本条件大都为：CO≥35％，O2＜1.5％。
转炉煤气由炉口喷出时，温度高达1200～1600℃，并夹带大量氧化铁粉尘，需经降温、除尘，方能使用。目前，氧气转炉炼钢的煤气净化回收主要有两种方法，一是采用煤气湿法(OG法)净化回收系统，二是采用煤气干法(LT法)净化回收系统；但无论采用哪种方法，煤气出转炉后，转炉煤气中的氧气含量均不易控制且含有较高的CO2。
转炉煤气进行回收的前提条件除了要保证除尘系统的运行完好，高效率地捕集转炉烟气中的尘粒，使得煤气的质量满足用户需要外，还要确保一氧化碳的含量，使回收的煤气中单位发热值高；更为重要的是，要控制煤气中的氧含量在爆炸极限范围以外，按回收转炉煤气的安全规程要求，煤气中氧气体积含量＞2％时予以放散，氧气体积含量＜2％时可以进行回收，以达到保证煤气质量与安全回收的目的。
但实际上，转炉煤气进行回收时，时常出现柜前煤气中氧含量超标和/或一氧化碳的含量过低的现象，甚至出现事故，造成了不应有的损失；且大量的CO2存在也影响了煤气的单位发热值的提高，污染了环境。
发明内容
针对以上现有的技术问题，本发明提供一种转炉煤气的安全高效回收方法，通过喷吹煤粉或碳粉等优质碳素材料，达到安全高效回收转炉煤气的目的。
本发明的方法是在转炉冶炼中产生的转炉煤气经降温、除尘进入储气柜，其中在转炉煤气回收时，将碳素材料通过喷枪喷吹到汽化冷却烟道，或喷吹到转炉与汽化冷却烟道之间，喷吹载气为氮气，其中氮气的流量按0.1～0.25m3/1kg碳素材料，碳素材料的喷吹量按0.0005～0.004kg/m3(转炉煤气)；所述的碳素材料选取无烟煤粉或焦炭粉，粒度在300目以下(小于0.048mm)。
上述的碳素材料水分重量含量在1％以下。
上述喷枪设置在转炉的汽化冷却烟道上，或设置在气化冷却烟道与转炉炉口之间。
每个转炉的汽化冷却烟道上，或转炉炉口与气化冷却烟道之间设置至少一个喷枪。
本发明的方法通过在转炉煤气中吹入碳素材料，使碳素材料中的碳与转炉煤气中的氧发生反应生成一氧化碳，降低转炉煤气中的氧气含量，通过控制碳素材料的喷吹量能够有效控制转炉煤气中的氧气体积含量在1％以下，在保证煤气回收的安全同时，提高了煤气的单位发热值，减少了环境污染，降低了事故发生率；采用氮气作为载气能够防止空气进入，由于加入的碳素材料很少，因此转炉煤气中增加的氮气也很少，不会影响煤气的质量；当碳素材料喷吹量较低时，能够对氧气含量起到有效的控制，当碳素材料喷吹量较高时，还能够与二氧化碳反应生成一氧化碳；喷枪位于汽化冷却烟道上或转炉炉口能够保证碳素材料与转炉煤气在高温下充分反应。
本发明的方法实用性强，安全可靠，控制稳定，使回收转炉煤气的产量和质量有了明显提高，吨钢煤气回收量增加10～17％，单位发热值提高14～20％，氧含量降低40～80％，市场前景广阔。
具体实施方式
以下为本发明优选实施例。
本发明实施例中采用的无烟煤粉和焦炭粉为普通工业用无烟煤粉和焦炭粉。
本发明实施例中获得的煤气中氧气体积含量在0.8％以下。
实施例1
冶炼采用的转炉为100t转炉，采用的碳素材料为无烟煤粉，将无烟煤粉粉碎至粒度在300目(粒径0.048mm)以下，碳素材料中的水分重量含量小于1％。
在转炉煤气回收时，将粉碎后的碳素材料喷吹到气化冷却烟道中，喷吹载气为氮气，其中氮气的流量为0.1m3/1kg碳素材料，碳素材料喷吹量为0.001kg/m3转炉煤气。
碳素材料通过喷枪吹入气化冷却烟道中，碳素材料通过喷枪吹入气化冷却烟道中，喷枪设置在气化冷却烟道上，喷枪与转炉炉口之间的距离为气化冷却烟道长度的2/3。
按上述方法进行10次试验，回收的平均煤气量为92m3/吨钢，回收的煤气主要成分按体积百分比为CO 62～85％，CO2 5～11％，O2 0.2～0.6％，余量为氢气、氮气等。
不喷吹碳素材料进行对比试验，煤气回收的平均煤气量为81m3/吨钢，回收的煤气主要成分按体积百分比为CO 45～70％，CO2 10～25％，O2 0.4～1.2％，余量为氢气、氮气等。
与原有技术相比，每吨钢冶炼后煤气回收量平均增加13％，煤气单位发热值平均提高15％，氧含量平均降低50％。
实施例2
冶炼采用的转炉为80t转炉，采用的碳素材料为粒度在300目以下的无烟煤粉，碳素材料中的水分重量含量小于1％。
在转炉煤气回收时，将碳素材料喷吹到气化冷却烟道中，喷吹载气为氮气，其中氮气的流量为0.15m3/1kg碳素材料，碳素材料喷吹量为0.002kg/m3转炉煤气。
碳素材料通过喷枪吹入气化冷却烟道中，喷枪设置在气化冷却烟道上，喷枪与转炉炉口之间的距离为气化冷却烟道长度的1/2。
按上述方法进行10次试验，回收的平均煤气量为88m3/吨钢，回收的煤气主要成分按体积百分比为CO 64～81％，CO2 8～14％，O2 0.2～0.3％。
不喷吹碳素材料进行对比试验，煤气回收的平均煤气量为81m3/吨钢，回收的煤气主要成分按体积百分比为CO 45～65％，CO2 10～20％，O2 0.6～1.0％。
与原有技术相比，每吨钢冶炼后煤气回收量平均增加10％，煤气单位发热值平均提高17％，氧含量平均降低75％。
实施例3
冶炼采用的转炉为60t转炉，采用的碳素材料为粒度在300目以下的焦炭粉，碳素材料中的水分重量含量小于1％。
在转炉煤气回收时，将碳素材料喷吹到气化冷却烟道中，喷吹载气为氮气，其中氮气的流量为0.2m3/1kg碳素材料，碳素材料喷吹量为0.003kg/m3转炉煤气。
碳素材料通过喷枪吹入气化冷却烟道中，喷枪设置在气化冷却烟道上，喷枪与转炉炉口之间的距离为气化冷却烟道长度的1/3。
按上述方法进行10次试验，回收的平均煤气量为81m3/吨钢，回收的煤气主要成分按体积百分比为CO 66～78％，CO2 11～17％，O2 0.2～0.3％。
不喷吹碳素材料进行对比试验，煤气回收的平均煤气量为71m3/吨钢，回收的煤气主要成分按体积百分比为CO 45～60％，CO2 10～25％，O2 0.6～0.9％。
与原有技术相比，每吨钢冶炼后煤气回收量平均增加13％，煤气单位发热值平均提高19％，氧含量平均降低70％。
实施例4
冶炼采用的转炉为40t转炉，采用的碳素材料为粉碎至粒度在300目以下的焦炭粉，碳素材料中的水分重量含量小于1％。
在转炉煤气回收时，将碳素材料喷吹到气化冷却烟道中，喷吹载气为氮气，其中氮气的流量为0.25m3/1kg碳素材料，碳素材料喷吹量为0.004kg/m3转炉煤气。
碳素材料通过喷枪吹入气化冷却烟道中，有两个喷枪设置在气化冷却烟道上，一个喷枪与转炉炉口之间的距离为气化冷却烟道长度的1/2，一个喷枪设置在气化冷却烟道与转炉炉口之间。
按上述方法进行10次试验，回收的平均煤气量为81m3/吨钢，回收的煤气主要成分按体积百分比为CO 60～75％，CO2 17～21％，O2 0.2～0.3％。
不喷吹碳素材料进行对比试验，煤气回收的平均煤气量为71m3/吨钢，回收的煤气主要成分按体积百分比为CO 35～55％，CO2 20～30％，O2 1.0～1.4％。
与原有技术相比，每吨钢冶炼后煤气回收量平均增加16％，煤气单位发热值平均提高20％，氧含量平均降低80％。
Claims (3)
1.一种转炉煤气的安全高效回收方法，在转炉冶炼中产生的转炉煤气经降温、除尘进入储气柜，其特征在于：在转炉煤气回收时，将碳素材料通过喷枪喷吹到汽化冷却烟道中，或喷吹到转炉与汽化冷却烟道之间，喷吹载气为氮气，其中氮气的流量按0.1～0.25m3/kg碳素材料，碳素材料的喷吹量按0.0005～0.004kg/m3转炉煤气；所述的碳素材料选取无烟煤粉或焦炭粉，粒度在300目以下。
2.根据权利要求1所述的一种转炉煤气的安全高效回收方法，其特征在于所述的碳素材料水分重量含量在1％以下。
3.根据权利要求1所述的一种转炉煤气的安全高效回收方法，其特征在于所述的喷枪设置在转炉的汽化冷却烟道上，或设置在气化冷却烟道与转炉炉口之间，设置的喷枪至少为一个。
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