CN107034330A - 一种高炉煤气除酸装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种高炉煤气除酸装置，包括：粉末喷枪、喷吹罐及供气源；粉末喷枪与煤气管道连接；粉末喷枪包括：贯穿煤气管道的喷管及设置在喷管上的喷咀；喷咀位于煤气管道内部；喷吹罐通过喷粉管道与粉末喷枪固定连接；喷吹罐设置有流化喷咀；供气源通过气管与流化喷咀连接，用于输送喷吹载体。该高炉煤气除酸装置能将高炉煤气中的氯、硫等酸性气体大部分吸收，能节水节电并减少高盐废水的产生，减轻高炉煤气对煤气管道和下游煤气用户设施的腐蚀，保障煤气热值和高炉煤气余压透平发电装置的发电量。

Description

一种高炉煤气除酸装置
技术领域
本发明涉及冶金技术领域，特别涉及一种高炉煤气除酸装置。
背景技术
高炉煤气干法除尘具有除尘效率高、节水、节电等优点，并保留了高炉煤气所具有的压力能和热能，提高了高炉煤气余压透平发电装置(TRT)的发电量，逐渐被新建和改扩建高炉采用。近年来由于高炉大量使用低品质矿、进口矿石喷洒海水降尘和烧结矿中喷吹CaCl2提高低温还原粉化性能，致使煤气中氯、硫等酸性气体含量大幅度增加，而高炉煤气干法除尘系统由于不能将煤气中的酸性气体除掉，致使下游用户的管道设施腐蚀严重，尤其是TRT透平机组的二级叶片积盐严重，经常引起发电机组剧烈振动，不仅增加了设备维护工作量，而且还经常需要停机处理，浪费了大量的高炉煤气余压能。
高炉煤气中含有氯，煤气中的饱和水蒸汽随着煤气温度的降低而逐渐析出，其中的氯易溶于水中，因此煤气冷凝水中的氯含量较高，其溶液呈较强的酸性，对煤气管道和用户设备造成了严重腐蚀。另外，由于氯腐蚀部位一般集中在煤气管道的下部、管道焊缝、管道补偿器、管道排水器等部位，其腐蚀速度快，严重破坏了高炉煤气管网的安全运行。为解决高炉煤气中氯对煤气管道和用户设施的腐蚀，生产厂家通常采取高炉煤气管道内部喷涂防氯腐蚀的涂料以及管道补偿器选用抗氯腐蚀的材料，但由于防腐涂料易脱落以及改造管道补偿器的成本较高，实际生产中收效不理想。
现有技术采用高炉煤气喷碱方法脱除煤气中的大部分氯和硫化物，减轻煤气管道的腐蚀，但由于大量喷碱和喷水循环洗涤，不但消耗大量水资源、增加了整个系统的运行和维护成本，还使煤气温度大幅度降低，一方面减少了TRT发电量和降低了煤气热值，同时还产生了大量的高盐、高氯废水需要处理，致使干法除尘的节水、节能等环保优势几乎全部失去。
发明内容
本发明提供了一种高炉煤气除酸装置，解决了或部分解决了现有技术中通过大量喷碱和喷水循环洗涤脱除煤气中的大部分氯和硫化物，消耗大量水资源、增加了整个系统运行和维护成本的技术问题，实现了将高炉煤气中的氯、硫等酸性气体大部分吸收，具有节水节电并减少高盐废水产生的技术效果。
本发明提供的一种高炉煤气除酸装置，设置在高炉煤气干法除尘系统中，所述高炉煤气干法除尘系统包括：高炉、重力除尘器、旋风除尘器、干法除尘器、高炉煤气余压透发电机组及储灰仓；所述高炉、所述重力除尘器、所述旋风除尘器及所述干法除尘器依次通过煤气管道连接；所述储灰仓与所述干法除尘器的出灰口连接；所述高炉煤气余压透发电机组通过净煤气管道与所述干法除尘器的出气口连接，所述高炉煤气除酸装置包括：
粉末喷枪，与所述煤气管道连接；所述粉末喷枪包括：贯穿所述煤气管道的喷管及设置在所述喷管上的喷咀；所述喷咀位于所述煤气管道内部；
喷吹罐，通过喷粉管道与所述粉末喷枪固定连接；所述喷吹罐设置有流化喷咀；
供气源，通过气管与所述流化喷咀连接，用于输送喷吹载体；
所述喷吹载体通过所述流化喷咀进入所述喷吹罐，使所述喷吹罐内的石灰粉末流化。
作为优选，所述喷管的一端封闭，另一端与所述喷粉管道连接。
作为优选，所述喷管的两端分别通过所述喷粉管道与所述喷吹罐连接。
作为优选，所述喷管设置有一组或多组所述喷咀；
每一组所述喷咀包括沿所述喷管轴线等间距布置的多个所述喷咀；
多组所述喷咀均匀分布在所述喷管的圆周上。
作为优选，所述喷咀的直径不大于5mm。
作为优选，所述粉末喷枪位于所述旋风除尘器与所述干法除尘器之间的所述煤气管道上。
作为优选，所述石灰粉末为套筒窑生产炼钢活性灰的副产品；
所述石灰粉末包括小粒度石灰粉末及大粒度石灰粉末；所述小粒度石灰粉末与所述大粒度石灰粉末的质量比大于90:10；
所述小粒度石灰粉末能过200目筛。
作为优选，所述喷吹载体为高压氮气。
作为优选，所述喷吹载体为加压后的高炉净煤气或加压后的热风炉废烟气。
作为优选，所述高炉煤气除酸装置包括3个所述粉末喷枪；
3个所述粉末喷枪分别设置在所述高炉与所述重力除尘器之间的所述煤气管道上、所述重力除尘器与所述旋风除尘器之间的所述煤气管道上及所述旋风除尘器与所述干法除尘器之间的所述煤气管道上。
本申请中提供的一个或多个技术方案，至少具有如下技术效果或优点：
由于采用了在现有高炉煤气干法除尘系统的基础上设置高炉煤气除酸装置，高炉煤气除酸装置包括：粉末喷枪、喷吹罐及供气源，粉末喷枪包括：贯穿煤气管道的喷管及设置在喷管上的喷咀；喷咀位于煤气管道内部；喷吹罐通过喷粉管道与粉末喷枪固定连接；喷吹罐设置有流化喷咀；供气源通过气管与流化喷咀连接；喷吹载体通过流化喷咀进入喷吹罐，使喷吹罐内的石灰粉末流化，流化后的石灰粉末通过喷粉管道流入粉末喷枪，最后流入煤气管道，石灰粉末的强吸水性将高炉煤气中的部分水分吸收，生成氢氧化钙后再与煤气中的酸性气体，如HCl、SO2、SO3、H2S、CO2等进行化学反应，生成CaCl2、CaS、CaSO3、CaSO4、CaCO3等物质，最终被回收至储灰仓，降低煤气中的酸性气体含量。这样，有效解决了现有技术中通过大量喷碱和喷水循环洗涤脱除煤气中的大部分氯和硫化物，消耗大量水资源、增加了整个系统运行和维护成本的技术问题，实现了将高炉煤气中的氯、硫等酸性气体大部分吸收，具有节水节电并减少高盐废水产生的技术效果。
附图说明
图1为本发明提供的高炉煤气除酸装置的结构示意图；
图2为图1中粉末喷枪与煤气管道的装配示意图。
(图示中各标号代表的部件依次为：1高炉，2重力除尘器，3旋风除尘器，4煤气管道，5干法除尘器，6高炉煤气余压透发电机组，7粉末喷枪，8喷粉管道，9喷吹罐，10流化喷咀，11储灰仓，12喷咀)
具体实施方式
本申请实施例提供了一种高炉煤气除酸装置，解决了或部分解决了现有技术中通过大量喷碱和喷水循环洗涤脱除煤气中的大部分氯和硫化物，消耗大量水资源、增加了整个系统运行和维护成本的技术问题，实现了将高炉煤气中的氯、硫等酸性气体大部分吸收，能节水节电并减少高盐废水的产生，减轻高炉煤气对煤气管道和下游煤气用户设施的腐蚀，保障煤气热值和TRT发电量的技术效果。
参见附图1，本发明提供的一种高炉煤气除酸装置，设置在高炉煤气干法除尘系统中，高炉煤气干法除尘系统包括：高炉1、重力除尘器2、旋风除尘器3、干法除尘器5、高炉煤气余压透发电机组6及储灰仓11；高炉1、重力除尘器2、旋风除尘器3及干法除尘器5依次通过煤气管道4连接；储灰仓11与干法除尘器5的出灰口连接；高炉煤气余压透发电机组6通过净煤气管道与干法除尘器5的出气口连接。
该高炉煤气除酸装置包括：粉末喷枪7、喷吹罐9及供气源；粉末喷枪7与煤气管道4连接；参见附图2，粉末喷枪7包括：贯穿煤气管道4的喷管及设置在喷管上的喷咀12；喷咀12位于煤气管道4内部；喷吹罐9通过喷粉管道8与粉末喷枪7固定连接；喷吹罐9设置有流化喷咀10；供气源通过气管与流化喷咀10连接，用于输送喷吹载体。
其中，喷吹载体通过流化喷咀10进入喷吹罐9，使喷吹罐9内的石灰粉末流化，流化后的石灰粉末通过喷粉管道8流入粉末喷枪7，最后流入煤气管道4，石灰粉末的强吸水性将高炉煤气中的部分水分吸收，生成氢氧化钙后再与煤气中的酸性气体，如HCl、SO2、SO3、H2S、CO2等进行化学反应，生成CaCl2、CaS、CaSO3、CaSO4、CaCO3等物质，最终被回收至储灰仓11，降低煤气中的酸性气体含量。同时，由于高炉煤气中有约20～25％的CO2气体，喷入的石灰粉末与其中的一部分CO2进行反应生成碳酸钙和碳酸氢钙，会降低煤气中CO2的含量，提高煤气热值；同时，石灰粉末大量吸收煤气中的水分，也有利于提高煤气热值。
作为第一种实施方式，喷管的一端封闭，另一端与喷粉管道8连接。作为另一种实施方式，喷管的两端分别通过喷粉管道8与喷吹罐9连接，能强化喷吹效果。
进一步的，喷管设置有一组或多组喷咀12，保证石灰粉末与高炉煤气充分混合；每一组喷咀12包括沿喷管轴线等间距布置的多个喷咀12；或者多个喷咀12从中心向边缘等比距离分布。多组喷咀12均匀分布在喷管的圆周上。
进一步的，粉末喷枪7位于旋风除尘器3与干法除尘器5之间的煤气管道4上，一方面是由于重力除尘器2和旋风除尘器3通常能够将高炉煤气中约70～85％的大颗粒粉尘脱除，而进入这部分除尘灰中的酸性气体量较少，除酸效率较低；另一方面是干法除尘器5处于整个除尘系统末端，便于操作和维护，煤气中氯、硫等酸性气体含量较高，除酸效果会更好。
进一步的，喷咀12的直径不大于5mm。石灰粉末为套筒窑生产炼钢活性灰的副产品；石灰粉末包括小粒度石灰粉末及大粒度石灰粉末；小粒度石灰粉末与大粒度石灰粉末的质量比大于90:10；小粒度石灰粉末能过200目筛。石灰粉末通常用做烧结溶剂，调节烧结矿的碱度，由于高炉除尘灰大部分配入烧结工艺回收利用，在高炉除尘系统喷入石灰粉末，不但在烧结过程中可减少溶剂的配加量，而且在高炉除尘系统脱除的煤气中的氯、硫等酸性气体，可以在烧结工艺中大部分脱除，能够有效防止氯、硫等的循环富集，并减轻氯、硫等酸性气体对设备的腐蚀，实现高炉炼铁生产工艺的可持续发展。
进一步的，喷吹载体为高压氮气，或者，喷吹载体为加压后的高炉净煤气或加压后的热风炉废烟气。
进一步的，石灰粉末可以在重力除尘器2、旋风除尘器3和干法除尘器5中的任意一个、二个或者三个中喷吹；喷入位置还可以在高炉1与重力除尘器2、重力除尘器2与旋风除尘器3、旋风除尘器3与干法除尘器5之间的煤气管道4中的任意一段、二段或者三段位置上分时或同时进行喷吹。
下面结合附图和实施例对本发明的技术方案进行详细描述。
实施例一
该高炉煤气除酸装置包括：喷吹罐9、供气源及粉末喷枪7；粉末喷枪7设置在旋风除尘器3与干法除尘器5之间的煤气管道4上。粉末喷枪7的喷管的一端封闭，另一端与喷粉管道连接，喷管上设置3组喷咀12，每一组喷咀12包括沿喷管轴线等间距(20mm)布置的8个喷咀；3组喷咀12均匀分布在喷管的圆周上，喷咀12的直径为5mm。
石灰粉末为套筒窑生产炼钢活性灰的副产品；石灰粉末包括小粒度石灰粉末及大粒度石灰粉末；小粒度石灰粉末与大粒度石灰粉末的质量比为98:2；小粒度石灰粉末能过200目筛。喷吹载体为高压氮气。
具体的除酸操作如下：
用粉末罐车将上述石灰粉末运输到喷吹罐中备用。
喷吹石灰粉末时，先开通供气源，打开流化喷咀10，压缩氮气将喷吹罐9下部的石灰粉末流化，同时调节流化喷咀10的喷吹压力、喷吹罐9的罐压等参数，将石灰粉末通过喷粉管道输送到粉末喷枪7，经粉末喷枪7的喷咀12进入煤气管道4中。
喷入的石灰粉末随高速流动的煤气迅速扩散，吸收煤气中的水分并与煤气中的HCl、SO2、SO3、H2S等酸性气体进行反应，生成CaCl2、CaS、CaSO3、CaSO4等物质，这些物质最终沉淀或经过滤进入除尘灰中，随除尘灰排出。
实施例二
该高炉煤气除酸装置包括：喷吹罐9、供气源及3个粉末喷枪7；3个粉末喷枪7分别设置在高炉1与重力除尘器2之间的煤气管道4上、重力除尘器2与旋风除尘器3之间的煤气管道4上及旋风除尘器3与干法除尘器5之间的煤气管道4上。粉末喷枪7的喷管的一端封闭，另一端与喷粉管道8连接，喷管上设置3组喷咀12，每一组喷咀12包括沿喷管轴线等间距(20mm)布置的8个喷咀12；3组喷咀12均匀分布在喷管的圆周上，喷咀12的直径为5mm。
石灰粉末为套筒窑生产炼钢活性灰的副产品；石灰粉末包括小粒度石灰粉末及大粒度石灰粉末；小粒度石灰粉末与大粒度石灰粉末的质量比为95:5；小粒度石灰粉末能过200目筛。喷吹载体为高压氮气。
具体的除酸操作如下：
用粉末罐车将上述石灰粉末运输到喷吹罐9中备用。
喷吹石灰粉末时，先开通供气源，打开流化喷咀10，压缩氮气将喷吹罐9下部的石灰粉末流化，同时调节流化喷咀10的喷吹压力、喷吹罐9的罐压等参数，将石灰粉末通过喷粉管道8输送到粉末喷枪7，经粉末喷枪7的喷咀12进入煤气管道4中。
喷入的石灰粉末随高速流动的煤气迅速扩散，吸收煤气中的水分并与煤气中的HCl、SO2、SO3、H2S等酸性气体进行反应，生成CaCl2、CaS、CaSO3、CaSO4等物质，这些物质最终沉淀或经过滤进入除尘灰中，随除尘灰排出。
通过上述两个实施例可以看出，该高炉煤气除酸装置能有效降低煤气中的酸性气体含量；同时，石灰粉末大量吸收煤气中的水分，也有利于提高煤气热值，由于高炉除尘灰大部分配入烧结工艺回收利用，在高炉除尘系统喷入石灰粉末，不但在烧结过程中可减少溶剂的配加量，而且在高炉除尘系统脱除的煤气中的氯、硫等酸性气体，可以在烧结工艺中大部分脱除，能够有效防止氯、硫等的循环富集，并减轻氯、硫等酸性气体对设备的腐蚀，实现高炉炼铁生产工艺的可持续发展。
本申请中提供的一个或多个技术方案，至少具有如下技术效果或优点：
由于采用了在现有高炉煤气干法除尘系统的基础上设置高炉煤气除酸装置，高炉煤气除酸装置包括：粉末喷枪7、喷吹罐9及供气源，粉末喷枪7包括：贯穿煤气管道4的喷管及设置在喷管上的喷咀12；喷咀12位于煤气管道4内部；喷吹罐9通过喷粉管道8与粉末喷枪7固定连接；喷吹罐9设置有流化喷咀10；供气源通过气管与流化喷咀10连接；喷吹载体通过流化喷咀10进入喷吹罐9，使喷吹罐9内的石灰粉末流化，流化后的石灰粉末通过喷粉管道8流入粉末喷枪7，最后流入煤气管道4，石灰粉末的强吸水性将高炉煤气中的部分水分吸收，生成氢氧化钙后再与煤气中的酸性气体，如HCl、SO2、SO3、H2S、CO2等进行化学反应，生成CaCl2、CaS、CaSO3、CaSO4、CaCO3等物质，最终被回收至储灰仓11，降低煤气中的酸性气体含量。这样，有效解决了现有技术中通过大量喷碱和喷水循环洗涤脱除煤气中的大部分氯和硫化物，消耗大量水资源、增加了整个系统运行和维护成本的技术问题，实现了将高炉煤气中的氯、硫等酸性气体大部分吸收，减轻高炉煤气对煤气管道和下游煤气用户设施的腐蚀，保障煤气热值和TRT发电量，具有节水节电并减少高盐废水产生的技术效果。
以上所述的具体实施方式，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施方式而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种高炉煤气除酸装置，设置在高炉煤气干法除尘系统中，所述高炉煤气干法除尘系统包括：高炉、重力除尘器、旋风除尘器、干法除尘器、高炉煤气余压透发电机组及储灰仓；所述高炉、所述重力除尘器、所述旋风除尘器及所述干法除尘器依次通过煤气管道连接；所述储灰仓与所述干法除尘器的出灰口连接；所述高炉煤气余压透发电机组通过净煤气管道与所述干法除尘器的出气口连接，其特征在于，所述高炉煤气除酸装置包括：
粉末喷枪，与所述煤气管道连接；所述粉末喷枪包括：贯穿所述煤气管道的喷管及设置在所述喷管上的喷咀；所述喷咀位于所述煤气管道内部；
喷吹罐，通过喷粉管道与所述粉末喷枪固定连接；所述喷吹罐设置有流化喷咀；
供气源，通过气管与所述流化喷咀连接，用于输送喷吹载体；
所述喷吹载体通过所述流化喷咀进入所述喷吹罐，使所述喷吹罐内的石灰粉末流化。
2.如权利要求1所述的高炉煤气除酸装置，其特征在于，
所述喷管的一端封闭，另一端与所述喷粉管道连接。
3.如权利要求1所述的高炉煤气除酸装置，其特征在于，
所述喷管的两端分别通过所述喷粉管道与所述喷吹罐连接。
4.如权利要求1所述的高炉煤气除酸装置，其特征在于，
所述喷管设置有一组或多组所述喷咀；
每一组所述喷咀包括沿所述喷管轴线等间距布置的多个所述喷咀；
多组所述喷咀均匀分布在所述喷管的圆周上。
5.如权利要求1所述的高炉煤气除酸装置，其特征在于，
所述喷咀的直径不大于5mm。
6.如权利要求1所述的高炉煤气除酸装置，其特征在于，
所述粉末喷枪位于所述旋风除尘器与所述干法除尘器之间的所述煤气管道上。
7.如权利要求1所述的高炉煤气除酸装置，其特征在于，
所述石灰粉末为套筒窑生产炼钢活性灰的副产品；
所述石灰粉末包括小粒度石灰粉末及大粒度石灰粉末；所述小粒度石灰粉末与所述大粒度石灰粉末的质量比大于90:10；
所述小粒度石灰粉末能过200目筛。
8.如权利要求1所述的高炉煤气除酸装置，其特征在于，
所述喷吹载体为高压氮气。
9.如权利要求1所述的高炉煤气除酸装置，其特征在于，
所述喷吹载体为加压后的高炉净煤气或加压后的热风炉废烟气。
10.如权利要求1所述的高炉煤气除酸装置，其特征在于，
所述高炉煤气除酸装置包括3个所述粉末喷枪；
3个所述粉末喷枪分别设置在所述高炉与所述重力除尘器之间的所述煤气管道上、所述重力除尘器与所述旋风除尘器之间的所述煤气管道上及所述旋风除尘器与所述干法除尘器之间的所述煤气管道上。
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