冷軋用混合煤氣堵塞原因分析及對策措施

林永輝，黃麗萍

(武漢鋼鐵股份有限公司能源總廠，湖北武漢430080)

燃氣

冷軋用混合煤氣堵塞原因分析及對策措施

林永輝，黃麗萍

(武漢鋼鐵股份有限公司能源總廠，湖北武漢430080)

通過對冷軋混合煤氣來源、堵塞物成分、除塵工藝運行現狀的分析，確定了混合煤氣堵塞原因，并制定針對性措施予以解決。

混合煤氣；堵塞；除塵工藝；堵塞物分析

1 引言

武鋼青山本部（以下簡稱武鋼）冷軋系統使用的均為精脫硫焦爐煤氣與高爐煤氣按一定比例混合成的混合煤氣，冷軋系統作為武鋼高附加值鋼材生產的主要工序，其對煤氣質量的要求相對較高，一般在其煤氣燒嘴前均設置有過濾裝置。在2013年上半年，武鋼二冷軋使用的混合煤氣過濾裝置堵塞頻率突然加大，過濾裝置的頻繁清掃不僅加大了維修和備件成本，還影響到了生產連續性，二冷軋的產能大大受限，為了解決該問題由公司主管部門牽頭組織能源總廠、焦化廠、冷軋總廠等相關單位對堵塞原因進行了分析，通過采取對管道工藝、堵塞物成分分析等措施，判斷出了堵塞的原因，有針對性地采取對策措施后，堵塞頻率恢復到正常水平。

2 堵塞物初步判斷

發生堵塞的過濾裝置在拆下來之后發現上面均粘附著一層細密的黑色粉末（圖1），用手指輕捻會感覺到一定的黏性，同時黑色粉末也散發著較重的焦油味道，對黑色粉末進行燃燒試驗，大部分黑色粉末都能燃燒，幾乎沒什么殘留物，通過黑色粉末的表觀特征及燃燒試驗，可以確定粉末中含有焦油等有機物，其大部分成分為可燃物，但具體含量不能確定。

圖1 堵塞的過濾網（在燒嘴前）

3 堵塞物成分定量分析

為了進一步確定形成堵塞的主要原因，在收集了一定量的過濾裝置堵塞物后，把堵塞物樣品送至檢測單位進行了檢測，其檢測結果如下：

萘含量為0.34%，經乙醇溶解分離后固體殘留物含量為72.30%，溶解部分含量為27.70%。固體殘留物的元素含量分別為C 62.55%、H 3.359%、N 2.023%、S 5.125%、Fe 15.15%、其他11.79%，乙醇溶液部分經蒸餾100℃后無餾出液，蒸餾后固體殘留部分含量為溶解固體的48.0%。

從堵塞物的檢測結果看，有27.7%的堵塞物溶解于有機溶劑，堵塞物中的焦油等有機成分占比超過了1/4，這與其具有強烈的焦油味是一致的。在固體殘留物中有近63%的C含量，只有15%的鐵含量，這與前述烘烤試驗時僅留下少量細灰的結果是一致的。在高焦爐煤氣按6:4比例進行配比的情況下，出現堵塞物中有機物、C含量很高，鐵及其他成分含量偏低的情況，說明該堵塞物的主要來源為焦爐煤氣，少量來自高爐煤氣，而造成過濾網上會積存堵塞物的原因除了煤氣中含有粉塵的原因外，還有就是因為粉塵中的焦油具有粘性，過濾網上粘附焦油后會吸附其他粉塵在過濾網上積存，加速了過濾網的積灰情況，進而造成堵塞。

4 高、焦爐煤氣現有除塵工藝分析

通過堵塞物成分檢測結果初步判定粉塵來源后，由公司能源管理部門組織相關技術人員對現有的高、焦爐煤氣除塵工藝進行了分析。在對焦爐煤氣除塵工藝分析時發現，焦化廠三分廠在焦爐煉焦時的粉塵控制工藝與一、二分廠不一樣，焦化一、二分廠均有單獨的除塵系統，三分廠是后上工藝，取消了單獨的除塵系統，粉塵直接進入焦爐，通過后續工藝逐步降低含塵量，其粉塵含量相對一、二回收要大一些，這也是造成混合煤氣中粉塵含量的主要原因。

就5#～8#高爐的煤氣除塵系統而言，6#～8#高爐濕法除塵系統采用的是目前效率最高的濕法除塵工藝（比肖夫除塵工藝），其中8#高爐日常主要以效率更高干法布袋除塵系統運行為主，上述除塵系統一直運行十分穩定，其出口高爐煤氣中的含塵量一直控制在很低的狀態。5#高爐雖也是以干法運行為主，但因其干法系統前蓄熱緩沖器內部格子磚容易積灰，導致時有堵塞發生，造成其干法布袋除塵系統不能連續穩定運行，在其投運濕法VS除塵系統時，出口煤氣中含塵量因VS濕法除塵系統效率不高的原因，在VS運行期間，其出口高爐煤氣含塵量會有一定的上升。

5 解決措施

通過對堵塞物成分及現有的高焦爐煤氣除塵系統工藝現狀進行分析后，確定了影響高、焦爐煤氣粉塵含量的主要因素，依此分別采取了針對性措施。

5.1 焦爐煤氣含塵控制

在分析出焦化三回收粉塵含量是工藝不同的原因造成的后，焦化廠組織人員到國內其他鋼廠進行了考察，了解其他鋼廠在使用三分廠除塵工藝時是如何進行控制的，最終確定對氨噴淋工藝進行改造，新增了泵組，加大了噴淋量，提高其除塵效果。同時還針對凈化系統冷卻能力不足的情況，對冷凍機系統進行了改造，加大了系統能力，降低了凈化系統出口的煤氣溫度。

5.2 高爐煤氣含塵控制

針對高爐煤氣含塵主要受5#高爐干法布袋除塵運行率影響的情況，廠專業技術人員在經過經過多方論證后，結合目前高爐冶煉工藝的發展，決定取消布袋除塵前蓄熱緩沖器的緩沖功能，把蓄熱緩沖器內的換熱磚及金屬底板全部拿掉，避免蓄熱緩沖器再次發生堵塞，影響干法布袋系統運行，目前已實施完畢，5#高爐布袋干法除塵系統運行率大幅提高，未再出現因蓄熱緩沖器原因停運的情況。

5.3 在精脫硫出口增加過濾網

精脫硫系統為焦爐煤氣最后一道工序，為減少焦爐煤氣帶入混合站的雜質及粉塵量，借鑒高爐鼓風系統吸風室的過濾裝置，在精脫硫塔出口增加了透氣性過濾裝置（見圖2）。

圖2 精脫硫出口過濾棉（使用前）

在每次精脫硫塔換料時同步對過濾網進行更換，過濾網厚度約2 mm，從換下的過濾網（見圖3）可以看出，過濾網對截留焦爐煤氣中的雜質及粉塵起到了一定的作用，上面粘附了大量的黑色焦油及粉塵類物質，效果還是比較明顯的。

圖3 精脫硫出口過濾棉（使用后）

6 結語

在采取了上述措施后，二冷軋混合煤氣過濾裝置的堵塞狀況得到了明顯改善，過濾裝置的清掃更換頻率恢復到了正常水平（約半年）。通過對混合煤氣發生粉塵堵塞的分析可以看出，以前未引起重視的焦爐煤氣含塵問題，隨著后續工藝對煤氣質量要求越來越高、環保壓力越來越大，焦爐煤氣含塵問題會逐步凸顯出來，因焦爐煤氣中含有焦油、萘等雜質，焦爐煤氣除塵技術一直是個難題，就目前而言主要采取噴淋的方式降低焦爐煤氣中的含塵量，噴淋雖然有一定的效果，但帶來的問題是煤氣中含水量大大增加，對管道的運行負荷、腐蝕都有影響，為此，建議焦爐煤氣凈化系統在成本可以承受的前提下，盡量降低出口煤氣溫度，既可以達到降低焦爐煤氣中總雜質的含量，也可以降低煤氣流速，降低煤氣攜帶粉塵的能力。

Cause Analysis of Blockage of M ixed Gas for Cold Rolling and Counterm easures

LIN Yonghui,HUANG Liping
(The General Power Energy Plant of Wuhan Iron and Steel Co.,Ltd.,Wuhan,Hubei 430080,China)

Through analysis of the sources,composition of blockage and operating state of the dust removal process of the mixed gas for cold rolling mill,the cause of mixed gas blockage was determined and countermeasures were drawn up and taken to solve the problem.

mixed gas;blocking;dust removal process;blockage analysis

TF111.18

B

1006-6764(2015)08-0014-02

2014-04-27

林永輝（1982-），男，2004年畢業于武漢理工大學化學工程與工藝專業，工程師，現從事燃氣技術管理工作。