高爐爐渣處理工藝現(xiàn)狀及展望

趙曉駿

(中冶京誠(chéng)工程技術(shù)有限公司,北京 100176)

高爐爐渣處理工藝現(xiàn)狀及展望

趙曉駿

(中冶京誠(chéng)工程技術(shù)有限公司,北京 100176)

本文首先介紹了高爐爐渣處理技術(shù)現(xiàn)狀,在此基礎(chǔ)上對(duì)渣處理各工藝的優(yōu)缺點(diǎn)作對(duì)比。重點(diǎn)介紹了環(huán)保底濾法渣處理工藝,它能夠?qū)崿F(xiàn)節(jié)能、減排、安全生產(chǎn)、徹底改變傳統(tǒng)渣處理方法占地面積、投資大的弊端,降低建設(shè)、運(yùn)行成本的目的。

高爐 爐渣處理 環(huán)保底濾法

1 前言

高爐爐渣處理方法主要有沖水渣、放干渣、泡渣、膨珠等，目前廣泛應(yīng)用的是沖水渣，放干渣作為備用手段。目前水渣工藝主要有：底濾(OCP)、INBA、攪籠(明特克)和輪法(圖拉)。

表1 幾種爐渣處理工藝比較

2 高爐爐渣處理技術(shù)現(xiàn)狀

目前應(yīng)用最為廣泛的水沖渣工藝主要有：底濾法(OCP)、INBA、攪籠(明特克)和輪法(圖拉)。

底濾法最大的特征就是采用水淬粒化和過(guò)濾池過(guò)濾相結(jié)合，傳統(tǒng)底濾法是將過(guò)濾后的沖渣水直接打至爐前繼續(xù)沖渣循環(huán)利用，為了保證系統(tǒng)水平衡，過(guò)濾池內(nèi)需要一定高度的安全水位，因此蒸汽彌漫，環(huán)境不友好。通過(guò)對(duì)底濾法的不斷優(yōu)化后得到了環(huán)保底濾工藝，在傳統(tǒng)底濾的基礎(chǔ)之上增加了粒化池、冷卻塔和儲(chǔ)水池，取消了過(guò)濾池內(nèi)的保護(hù)水位，實(shí)現(xiàn)無(wú)水抓渣，而且提高了濾池的過(guò)濾能力，最大限度的減小了占地面積，克服了蒸汽彌漫高爐作業(yè)區(qū)的現(xiàn)象。環(huán)保底濾法渣處理工藝因?yàn)槠溥^(guò)濾效果好、沖渣水可以用來(lái)采暖、系統(tǒng)投資低、運(yùn)行成本低，具有廣闊的市場(chǎng)前景。

INBA法是采用水淬粒化(在粒化塔內(nèi))和INBA轉(zhuǎn)鼓過(guò)濾相結(jié)合的工藝。過(guò)濾后的沖渣水直接打至爐前沖渣的工藝為熱INBA；在熱INBA的基礎(chǔ)上，將過(guò)濾后的沖渣水先上冷卻塔冷卻，再打至爐前沖渣，那么該工藝為冷INBA；在冷INBA的基礎(chǔ)上，在粒化塔內(nèi)增加噴淋水，對(duì)沖渣蒸汽進(jìn)行回收的工藝為環(huán)保型INBA，又叫新型INBA。從熱INBA到環(huán)保型INBA，其工藝越來(lái)越合理，而且環(huán)境也越來(lái)越好，但是其投資和運(yùn)行成本也越來(lái)越大。

攪籠法是采用水淬粒化和攪籠機(jī)脫水相結(jié)合的工藝，渣水從沖渣溝自流入明特法攪籠池，水渣由攪籠從攪籠池中提取出液面，在此過(guò)程中進(jìn)一步脫水，水渣在攪籠最高點(diǎn)螺旋端頭靠重力自由落下，進(jìn)入水渣膠帶機(jī)中，經(jīng)水渣膠帶機(jī)轉(zhuǎn)運(yùn)至水渣堆場(chǎng)。

圖拉法的機(jī)械破碎，是通過(guò)粒化輪將熔渣擊碎為小顆粒，然后通過(guò)高速水流進(jìn)行二次粒化，然后小熔渣顆粒與水之間通過(guò)熱量傳遞進(jìn)行冷卻，冷卻后進(jìn)入脫水過(guò)程。機(jī)械破碎的優(yōu)點(diǎn)是極大的減小了循環(huán)水量，降低了沖渣過(guò)程中的動(dòng)力消耗，但是粒化輪本身磨損嚴(yán)重、更換頻繁，綜合運(yùn)行維護(hù)成本高。

3 爐渣處理各工藝的比較

幾種水渣處理工藝的比較和應(yīng)用詳見(jiàn)表1。

4 環(huán)保底濾法渣處理工藝

目前，底濾法高爐爐渣處理設(shè)備中，爐渣的沖制與淬化是在沖渣溝內(nèi)完成的，利用過(guò)濾池進(jìn)行渣水分離，其過(guò)濾速度設(shè)計(jì)值為5～8t/(m3·h)，這種方法雖然能夠較好地實(shí)現(xiàn)爐渣淬化與渣水分離的目的，但存在下列缺陷：(1)沖渣水量大；(2)過(guò)濾池過(guò)濾速度設(shè)計(jì)值小；(3)占地面積大；(4)過(guò)濾池蒸汽排放量大；(5)運(yùn)行成本較高；(6)沖渣溝沖渣易冒渣、爆炸，危及沖渣點(diǎn)周?chē)藛T、設(shè)施。

鑒于傳統(tǒng)底濾法及其它水渣工藝的現(xiàn)狀，為了解決各工藝技術(shù)間的矛盾，取長(zhǎng)補(bǔ)短，充分吸收各工藝INBA、傳統(tǒng)底濾工藝的優(yōu)點(diǎn)，環(huán)保底濾法渣處理技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生。

4.1 環(huán)保底濾法渣處理工藝概述

環(huán)保底濾法渣處理的工作過(guò)程是：高爐爐渣經(jīng)熔渣溝流入粒化池，被從粒化器噴出的高速水流擊碎、淬冷、粒化并在粒化池內(nèi)一步浸泡、淬化。淬化后的渣水混合物經(jīng)出口裝置、出口閥門(mén)流入工作過(guò)濾池，過(guò)濾后的沖渣水經(jīng)過(guò)濾管，由上塔泵打到冷卻塔冷卻，冷卻后進(jìn)入儲(chǔ)水池，儲(chǔ)水池內(nèi)的水再由沖渣泵打到爐前繼續(xù)沖渣循環(huán)使用，同時(shí)，沖渣泵定期將沖渣水打到過(guò)濾池過(guò)濾管內(nèi)，對(duì)過(guò)濾管和濾層進(jìn)行反沖洗，以防止過(guò)濾層的堵塞、板結(jié)，延長(zhǎng)過(guò)濾層的使用壽命。沖渣時(shí)，在粒化池內(nèi)產(chǎn)生大量蒸汽，在粒化池內(nèi)向上經(jīng)煙囪高空排放，為了減少外排蒸汽量，用生產(chǎn)補(bǔ)充水向粒化池內(nèi)噴淋。過(guò)濾池過(guò)濾時(shí)，進(jìn)出過(guò)濾池的水量相同，過(guò)濾池內(nèi)幾乎沒(méi)有沖渣水，避免傳統(tǒng)過(guò)濾池大量蒸汽外溢。環(huán)保底濾法渣處理工藝總圖如下圖1所示。

4.2 環(huán)保底濾法渣處理工藝的特點(diǎn)

圖1 環(huán)保底濾法渣處理工藝總圖

環(huán)保底濾法渣處理工藝環(huán)保底濾法渣處理工藝在粒化池內(nèi)進(jìn)行沖渣能夠減小沖渣水量、降低水泵電能消耗；粒化池能夠有效全封閉，避免沖渣點(diǎn)爆炸對(duì)周?chē)h(huán)境的危害；粒化池設(shè)計(jì)冷凝水噴淋蒸汽，減小蒸汽排放量、降低水耗；設(shè)計(jì)選取較高的過(guò)濾池的過(guò)濾速度、減小占地面積；過(guò)濾池過(guò)濾時(shí)，池內(nèi)不存儲(chǔ)沖渣水，避免傳統(tǒng)過(guò)濾池大量蒸汽外溢；過(guò)濾后的熱水干凈，可采暖進(jìn)行余熱回收。

4.3 環(huán)保底濾法渣處理工藝的應(yīng)用

從應(yīng)用實(shí)踐來(lái)看，底濾法因工藝簡(jiǎn)單、設(shè)備較少、維護(hù)費(fèi)用低等優(yōu)點(diǎn)，在90%以上的中小型高爐上廣泛應(yīng)用。但大型高爐由于渣量大，沖渣水量也相應(yīng)增大，最終導(dǎo)致傳統(tǒng)底濾法需要過(guò)濾面積大，占地面積大，目前大型高爐很少用傳統(tǒng)底濾法。近年，新開(kāi)發(fā)的粒化池沖渣、過(guò)濾池過(guò)濾實(shí)現(xiàn)渣水自然分離的環(huán)保底濾法渣處理工藝已逐步推廣至3200m3級(jí)高爐，能克服傳統(tǒng)底濾法隨著渣量增大過(guò)濾面積增大的缺點(diǎn)，具有很大的市場(chǎng)空間。

5 結(jié)語(yǔ)

(1)環(huán)保底濾法渣處理工藝能夠?qū)崿F(xiàn)節(jié)能、減排、安全生產(chǎn)、徹底改變傳統(tǒng)渣處理方法占地面積、投資大的弊端，降低建設(shè)、運(yùn)行成本的目的。

(2)環(huán)保底濾法渣處理工藝克服了傳統(tǒng)底濾法隨著渣量增大過(guò)濾面積增大及其它渣處理工藝的缺點(diǎn)，具有工藝簡(jiǎn)單、設(shè)備較少、維護(hù)費(fèi)用低等優(yōu)點(diǎn)。

(3)近年來(lái)，環(huán)保底濾法渣處理工藝已逐步推廣至3200m3級(jí)高爐，實(shí)際生產(chǎn)運(yùn)行很好，具有廣闊的市場(chǎng)前景。