轉爐煤氣回收與利用實踐探討

閆海斌

(河北鋼鐵集團宣鋼公司動力廠，河北 宣化 075100)

轉爐煤氣是轉爐煉鋼過程中，鐵水中的碳在高溫下和吹入的氧生成一氧化碳和少量二氧化碳的混合氣體。這是一種熱值比高爐煤氣還要高的氣體能源，其中CO含量最高可達75%。轉爐煤氣如果直接排放到大氣中，不但造成巨大的能源浪費，還會對環境造成嚴重污染。

隨著能源的日益緊張，節能意識的不斷增強，鋼鐵企業中的轉爐煤氣逐步得到回收利用。我公司在近年來加大對轉爐煤氣回收和利用，摸索出一些回收利用的方法。通過不斷改進和優化調整轉爐煤氣生產、輸送、貯存、分配、消耗等環節工藝，達到了減少污染、降低消耗、提升效益的多贏局面。

一、轉爐煤氣系統使用現狀

在生產實踐中，轉爐煤氣系統使用包括的因素很多，我們主要就以下兩方面進行闡述。

1、轉爐煤氣回收流程

1）回收輸配。轉爐煤氣是否可以回收主要是由氧含量和CO濃度大小來決定。

當O2含量小于2%，同時CO濃度大于30%時，轉爐煤氣進入主管道流向煤氣柜開始回收。

2）凈化。在煉鋼生產后進行粗除塵，過濾和水霧工序，使煤氣的溫度、壓力、濕度達到凈化要求。

3）加壓。轉爐煤氣柜中的煤氣壓力只有2.7KPa左右，達不到用戶所需要的壓力，必須通過煤氣加壓機進行加壓后以較高的壓力進入管道連續輸送供用戶使用。

4）儲氣。符合回收利用的轉爐煤氣，通過煤氣柜用來儲存。

2、轉爐煤氣綜合利用

轉爐煤氣因含有大量的CO而具有較高的熱值，遠遠高于高爐煤氣的熱值，而僅次于焦爐煤氣的熱值，因此轉爐煤氣可以作為一種優質燃料。在鋼廠，轉爐煤氣使用范圍較廣，但主要多用于再生產能源和發電能源。

二、提高轉爐煤氣回收的途徑

轉爐煤氣是鋼鐵企業重要的二次能源，提高轉爐煤氣回收與利用的水平，是實現負能煉鋼的重要手段。我國鋼鐵企業轉爐煤氣回收利用與國外先進水平相比還有差距。因此，采取提高轉爐煤氣回收及利用的措施，對鋼鐵企業開展節能降耗工作具有積極意義。

1、提高轉爐煤氣發生量的措施

實際生產中從系統節能考慮、不提倡采用提高原料中鐵水碳含量、炭質發熱劑加入量和鐵水比的方法來提高煤氣發生量，所以在原料條件及鋼種結構不可控的條件下，應努力提高轉爐煤氣回收時段的煤氣發生量。主要是通過提高供氧強度和把握動態控制吹煉過程來實現。

2、提高轉爐煤氣回收量的措施

轉爐煤氣回收過程中只有在爐口與大氣接觸，實際生產中空氣吸人量主要受活動煙罩與爐口間隙的大小及爐口微差壓的影響。延長轉爐煤氣回收時間、改進煤氣回收系統也是提高轉爐煤氣回收質量和數量的有效措施。通常來講，在生產實踐中，是通過降罩操作、控制爐口微正壓、采用干法除塵、調整煤氣回收限制條件、合理調整煤氣存儲及使用系統等工藝來實現的。

3、提高轉爐煤氣利用的措施

近年來將轉爐煤氣作為化工原料生產高附加值產品技術得到應用和發展，取得了顯著的經濟效益和環保效益。目前鋼鐵企業普遍將回收的轉爐煤氣作為燃料用于鋼包烘烤、軋鋼加熱爐、焙燒活性石灰、鍋爐生產等領域，用于直接或并入管網發電。為了多獲得高質量的轉爐煤氣，應從轉爐吹煉操作、煤氣回收系統控制及煤氣利用等各方面協同發展，以實現先進的煉鋼工藝與合理的回收利用控制系統相結合。

三、我公司在提高轉爐煤氣利用工作中的做法

1、鑒于轉爐煤氣的高熱值，我公司分別在廠區北環管線、南環管線設計并投用了兩個高爐煤氣、轉爐煤氣摻混點，在摻混點處設置高爐煤氣管道與轉爐煤氣管道連通管，并加裝具有有效隔斷及調節開度功能的閥門組，當高爐煤氣管網壓力相對較低時，而轉爐煤氣用戶用量不大、且轉爐煤氣回收加壓正常時，開啟摻混點閥門組，將轉爐煤氣摻混入高爐煤氣，以提高高爐煤氣熱值，同時提高了轉爐煤氣的利用率。

2、我公司目前擁有轉爐煤氣柜三座，一座8萬m3轉爐煤氣柜、一座5萬m3轉爐煤氣柜、一座15萬m3轉爐煤氣柜。三座氣柜對應回收公司煉鋼不同規模轉爐系統的轉爐煤氣，鑒于不同轉爐煤氣系統的生產差異、轉爐煤氣發生量差異、三座煤氣柜的容量差異、轉爐煤氣加壓外供能力的差異，我公司將三座轉爐氣柜經加壓后的轉爐煤氣管道相互連通，以實現各柜區轉爐煤氣的互補。當一座氣柜的煤氣回收量不足，而其他氣柜正常回收且柜容充足時，回收量不足的氣柜及加壓系統減少或暫停煤氣外供，轉由正常回收的氣柜及加壓系統加大外供量，此舉也最大限度的避免了氣柜滿柜及拒收煤氣現象的發生。

3、我公司新投產的高速棒材項目加熱爐系統需使用1800大卡熱值的混合煤氣，根據高爐、焦爐、轉爐煤氣三種介質的實際熱值情況，設計了高爐、焦爐煤氣按比例混合供給、高爐、轉爐煤氣按比例混合供給、高爐、焦爐、轉爐煤氣按比例混合供給三種供給模式，依據三種介質煤氣管網壓力的變化，隨時切換三種供給模式，以滿足高速棒材加熱爐系統的用氣需要，同時最大限度的利用三種介質煤氣，尤其是轉爐煤氣。

4、為確保轉爐煤氣儲存、加壓的安全，需確保轉爐煤氣柜前后的O2含量小于2%。因此轉爐煤氣柜前、柜后均裝有氧含量分析儀，以隨時測定進出氣柜的轉爐煤氣氧含量，同時將測定值與轉爐系統的放散管道連鎖，當O2含量超標時，及時拒絕回收并放散煤氣。為保證轉爐煤氣管道內部氧含量分析儀探頭的清潔，氧分析儀設計有氮氣清掃系統，氮氣清掃系統持續為氧分析儀探頭提供清掃氮氣；鑒于氮氣氣源偶爾出現氧含量超標，從而導致氣柜連鎖拒收轉爐煤氣的現象，我公司備用接引了純度高、穩定的氬氣氣源，作為氧分析儀探頭的清掃用氣，有效避免了轉爐煤氣的拒收及放散。

結束語

在冶金產品成本中可控部分主要是能源消耗，鋼鐵聯合企業的能源費用約占生產成本的1/3左右。企業副產品煤氣介質的回收利用，對提高經濟效益和社會效益具有重要現實價值和實際意義。

轉爐煤氣是鋼鐵企業內部中等熱值的氣體燃料，可以單獨作為工業窯爐的燃料使用，也可和焦爐煤氣、高爐煤氣配合成各種不同熱值的混合煤氣使用。轉爐煤氣含有大量一氧化碳，毒性很大，在儲存、運輸、使用過程中必須嚴防泄漏。

目前我國鋼鐵企業轉爐煤氣平均回收量少，熱值低，用戶少，轉爐煤氣存在放散情況，部分轉爐操作主要還是依靠經驗控制。為達到國內外轉爐煤氣回收與利用的先進水平，鋼鐵企業在轉爐操作控制上應盡快實行轉爐自動降罩操作，自動控制爐口微正壓，配備并提高動態控制吹煉終點技術，在轉爐煤氣應用上合理調配煤氣資源，利用富余轉爐煤氣開發高附加值化工產品，使煤氣資源利益最大化。通過轉爐煤氣的充分利用與合理調配，科學合理的平衡調配煤氣資源，充分挖掘節能潛力，使企業收到實效，實現“負能煉鋼”，完善煤氣動態平衡，在增強企業的自身競爭力的同時，也緩解了環境壓力。

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