提高轉爐煤氣回收與利用的措施

仇軍

（河鋼承鋼公司板帶事業部，河北 承德 067000）

提高轉爐煤氣回收與利用的措施

仇軍

（河鋼承鋼公司板帶事業部，河北 承德 067000）

鋼鐵企業是能源型企業，在生產過程中，需要消耗大量的能源，尤其是煤炭資源。而在轉爐煤氣中，含有大量的CO，熱值較高，對于鋼鐵企業而言，轉爐煤氣是十分重要的可回收利用能源，提高轉爐煤氣回收利用，對鋼鐵企業有著重要的意義，是負能煉鋼的有效方法。

節能減排；回收利用；負能煉鋼

我國的鋼鐵企業，在生產過程中，需要消耗大量的煤炭資源，但是，隨著新的替代性材料的出現，以及煤炭市場價格的上漲，近年來，鋼鐵企業的利潤空間在逐漸縮小。為了鋼鐵企業經濟效益的增加，保持鋼鐵企業的持續發展，有效的途徑是從能源方面著手，通過減少煤炭成本，擴大企業的效益。轉爐煤氣中含有的高熱量，對其進行二次回收利用，并且不斷探索提高回收利用的措施，是十分必要也是十分緊迫的。

1 提高轉爐煤氣回收的措施

1.1 提高轉爐煤氣發生量的措施

在實際生產活動中，如果從節能的角度考慮，提高原料中鐵水碳比例，以及增加鐵水比的傳統方法，不是增加煤氣發生量的有效手段，因此，在當我們無法控制原材料的條件，以及無法對鋼種結構進行有效控制，應該從回收階段著手，在這一階段中提高煤氣發生量。

1.1.1 提高供氧強度

依據吹煉過程中煙氣的成分變化，以及發熱值的變化，如表1所示，從中可以發現，在冶煉中期，脫碳反應效率飛速提升，此時，無論是煙氣中的一氧化碳含量，還是煤氣中的熱值，都達到惡劣最大值，因此，可以判斷這是煤氣回收的最佳時期。進一步加快脫碳速度，同時，能夠有效的減少吹氧的時間，最為重要的是，能夠切實增加轉爐煤氣發生量，但是，影響脫碳速率的因素中，影響力最大的是供氧強度。實踐證明，隨著供氧強度的增加，煤氣回收量也會隨之增加，兩者的比例關系約為1 ：12，換而言之，氧氣流量增加1萬立方米，此時，轉爐煤氣也會隨之增加12噸。現階段，我國大型轉爐，其供氧強度約為3．41m3/（t·mn）,與先進水平相比有著一定的差距（表1）。

1.1.2 動態控制吹煉過程

目前，動態控制措施是最為先進的控制技術，一方面，能夠避免噴濺；另一方面，還可以精準的控制碳含量，以及控制鋼水的溫度，進而能夠進一步提高命中率，這對于轉爐煤氣的生產，以及轉爐煤氣的回收都有著重要意義。現階段，動態控制技術包括以下幾種，一是副槍動控技術，二是音頻化渣技術，三是爐氣分析動控技術。后研發的密閉轉爐吹煉技術，借助爐渣噴濺檢測技術，以及控制技術，還有爐渣控制技術等等，促使噴濺發生的幾率大大減少，從23%直接下降到3．1%。國外的大規模鋼廠，通過在對其分析的基礎上，結合副槍控制技術，實現了碳溫命中率的大幅度提高，甚至達到了95%的高水準，其中對碳以及磷還有溫度三方的控制精度誤差分別在0．04%、0．02%還有21℃范圍內。

1.2 提高轉煤爐氣回收量的措施

1.2.1 降罩操作

這一操作是在回收期進行，需要注意的是，在操作過程中，要將活動煙罩和爐口兩者之間的間隙控制到最低位，保證煙罩和轉爐之間緊密貼合，爭取做到“0”距離，這是最大限度上增加煤氣回收量的有效方法。

為了避免外部空氣進入，或者是煙氣從連接處流出，而對轉爐煤氣回收質量產生不利的影響，需要在活動煙罩，以及固定煙罩之間，設置一個高度密封的裝置，現階段，行業內主要應用的密封方式有三種，第一種是沙封，第二種是水封，第三種是干式密封。其中，沙封在裝置結構上，存在一定缺陷，及復雜程度較大，同時，密封也不夠嚴密，導致檢修工作以及維護工作的工作難度也在大大增加。因此，目前，更多的是采用水封，但是，此種方式也有著不足，即在水槽中較為容易進入灰塵，同時，發生鋼渣噴濺的可能性也較高，最終對活動罩群產生影響。而干式密封，是最新產生的技術，其特點是以蒸汽，以及氮氣作為主要的密封介質。

表1 煙氣成分和發熱值變化表

1.2.2 控制爐口微正壓

在降罩以后，為保證爐口處沒有來自外部的空氣進入，也沒有轉爐煤氣外溢，則需要對爐口進行控制，促使其保持在微正壓的狀態，最佳壓力范圍是0Pa到10Pa范圍內，最大的波動范圍在+5Pa到-5Pa之間。針對經常使用的OG除塵系統，通常情況下，會通過改變管喉口的開度，實現對微差壓進行調整的目標。馬鋼擴大了開度值，從39°擴大到42°，為達到微正壓奠定了良好基礎。

2 提高轉爐煤氣利用的措施

2.1 直接用轉爐煤氣制作甲醇和乙醇

在轉爐煤氣中，含有大量的一氧化碳和二氧化碳，兩者的總量之和高達81%，如果在焦爐煤氣制甲醇過程中，能夠在其中添加一定的轉爐煤氣，則能夠優化合成氫碳的比例，這對增強轉化效果，以及增加甲醇產量有著重要影響。在這一方面較為典型的是四川省的達鋼企業，讓轉爐煤氣制甲醇變成了現實。將企業生產中產生的轉爐煤氣收集起來，并且對其進行凈化，然后，將其用于焦爐煤氣制甲醇過程中，滿足其對碳的要求，在1年的時間內，消耗了0．3億立方米的轉爐煤氣，從而幫助企業降低了甲醇的制作成本，成本降低到13%，與此同時，甲醇產量提高23%。

2.2 轉爐煤氣提純CO

對于化工生產而言，CO是最為基礎的原料，它的用途廣泛，可以在甲醇，以及醋酸，還有合成氨等化工產品的生產當中，因此，將轉爐煤氣中的CO提煉出來，并對其進行利用，開發更有價值的產品，不僅具有極強的環保意義，而且還具有一定的經濟價值。現階段，CO的工業提純方法眾多，效果最佳、最為常見的有以下幾種，第一種是深冷分離法；第二種是變壓吸附法，又名CO-PSA；第三種是COSORB法。三種方法相比較，最為先進的是第二種。20世紀80年代末，日本制鋼廠使用變壓吸附法對CO進行提純，提純純度達到99．9%，同時，CO的回收率也在80%以上。

3 結語

綜上所述，對于鋼鐵企業而言，加強對轉爐煤氣的開發利用是一種必然趨勢，對轉煤氣的回收，是一個復雜、系統的工程，因此，為了獲得更多、質量更高的轉爐煤氣，要從多角度考慮問題，促進各方面的協調發展，只有這樣，才能在同等條件下，提高轉爐煤氣的生成量，才能夠有效的對其進行利用，在利用過程中，要根據轉爐煤氣的特征，對其進行合理的利用，才能實現鋼鐵企業效益的最大化。

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