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    寶鋼燒結新工藝新裝備的生產應用

    2016/12/21

      1、概述

      跟據寶鋼股份直屬廠部煉鐵燒結區域的建設技改規劃,從 2011 年起,計劃用將近十年時間逐步對 1、2、3DL 進行環保節能改造。改造完畢后,寶鋼燒結將擁有一臺 600m2、兩臺 660m2 的大型燒結機,配備全煙氣脫硫、脫硝、脫二噁英等綜合治理裝置,產能水平達到 2133 萬噸/年,燒結料層厚度達到 900mm 以上,高可以達到 1000mm,燒結系統工序能耗達到 45.0kgce 以內,二氧化硫排放濃度達到 50mg/m 3 以內,氮氧化物排放濃度達到 110mg/m3 以內,二噁英排放達到 0.5ng/m 3 以內,粉塵排放控制在 20mg/m 3 以內,環冷機區域無組織排放為零,燒結區域環境顯著改善,全面實現“清潔、高效、低耗”燒結生產,燒結技術發展方向。

      目前,4DL(600m 2 )已經于 2013 年 11 月份投產運行,新 3DL(660m 2 )預計于 2016 年 9 月份投產。

      2、高效生產工藝與裝備

      2.1厚料層生產技術

      厚料層燒結是目前國內外燒結發展的主要方向。因厚料層燒結可有效提高燒結成品率及生產率指標,同時由于厚料層可進一步發揮燒結料層自動蓄熱作用的特點,對降低燒結固體燃料單耗、優化燒結能耗指標尤為有利。

      提高燒結料層關鍵是改善料層透氣性。在新的燒結機上,寶鋼采取了“三段混合工藝+組合偏析布料”的方式強化混合料制粒效果,臥式強力混合機可有效混勻物料成分,增加混合料混勻造球時間,改善制粒效果,從而提高燒結物料原始透氣性;

      機頭組合偏析布料裝置提高了物料縱向落下高度,提高了其在布料過程中的水平分速度,能夠增加偏析度,使燒結機臺車混合料層從上到下混合料粒度逐漸增大,含碳量由高到低,彌補料層上部熱量不足缺陷,促使熱量分布更趨合理,強化燒結過程。

      此外,在燒結機頭還增設了通氣裝置,該裝置不但可改善燒結物料原始料層透氣性條件,即物料在布到臺車上時通過通氣棒的間距分布將物料進行初步分流疏松,使料層具有一定的原始松散性;同時在點火后能夠確保整個料層橫向、縱向斷面處有均勻的孔洞,確保燒結熱氣流均勻,能夠貫通阻力較大的氣流區間,終改善燒結過程熱透氣性條件。

      2.2 粉塵制粒技術(2DL 大修改造實施)

      由于高爐和燒結內部粉塵粒度較細、成分雜,直接配入燒結的方式,不僅帶來原燒全流程粉塵污染加重,而且對燒結過程透氣性、產質量及生產組織產生較大影響。因此,寶鋼提出了封閉和相對集中處理燒結用粉塵的“粉塵制!奔夹g思路,即將高爐二次灰、高爐出鐵場灰、高爐原料灰、燒結機尾除塵灰、燒結成品除塵灰、燒結配料除塵灰和燒結主電除塵灰(回收系)等七個品種粉塵經造球處理后加入燒結。含鐵粉塵、粘結劑的接受:高爐區域的含鐵粉塵 吸排車經氣力輸送設備送入配料室的相應礦槽;燒結區域的含鐵粉塵 通過氣力輸送系統送入配料室的相應礦槽;作為粘結劑的自產和外購的生石灰粉經由密封罐車運至燒結廠,用氣力輸送進配料室生石灰礦槽。

      配料:以上各種物料根據預先設定的比例,由計算機自動控制給料量。為了穩定配料槽的料位,確保物料給料量的恒定,各個配料槽均設有料位計,可連續在線顯示測定值。

      混合與潤磨:混合目的是使各種含鐵粉塵和粘結劑充分混勻,混合機采用立式強力混合機,工作原理是靠攪拌槳葉與混合桶之間的相向運動使物料產生相向運動而互相滲透,達到充分混勻目的。

      造球:經過混合與潤磨的物料通過膠帶機卸至造球前的緩沖槽內。倉下排料設備采用定量給料機,其排料量可按設定值自動調節。圓盤給水裝置采用霧化噴頭,終生球粒徑控制在 5-10mm 左右。

      成品交接:經過造球好的生球,通過膠帶機運輸、分料器分料后可分別或同時向二燒和三燒供料,交料到三混后的皮帶上。

      3、清潔生產工藝與裝備

      燒結煙氣中含有大量的粉塵和 SO 2 、NO x 及二惡英等有害物質,隨著國家環保政策的日益嚴格,燒結煙氣的治理技術將是燒結行業的一個重點研究方向;

      從今后的發展趨勢來看,燒結煙氣處理技術已由以往的著重降低粉塵含量,逐步向綜合處理粉塵、SO 2 、NOx 及二惡英等有害物質的協同凈化的趨勢發展;寶鋼燒結大修改造采取了目前先進的活性炭煙氣凈化技術和 SCR 法脫硝技術。

      活性炭法(2、3DL 應用)

      活性炭吸附工藝主要由吸收、解析和回收三部分組成。燒結煙氣由增壓風機引入吸收塔,在吸收塔入口前噴入稀釋氨氣,煙氣順次經過吸收塔的前室、中室和后室得到凈化,然后進入煙囪排放;钚蕴坑身敳考尤胛账,并在重力和塔底出料裝置的作用下向下移動;钚蕴课 SO 2 、NO x 、重金屬等污染物后經傳送裝置送往解析塔。

      解析塔旨在釋放活性炭所吸附的 SO 2 ,同時在適宜溫度和停留時間等條件下,二惡英可分解約 70%,活性炭經篩分后重新再利用,在此過程中需對其加熱和冷卻。釋放出來的 SO 2 可制硫酸或液體 SO 2 ,解析后的活性炭經傳送裝置送吸收塔重新吸附 SO 2 和 NO x 等污染物。

      吸附塔中 NO x 與加入的液氨發生 SCR、SNCR 等反應,從而去除 NO x 。粉塵通過吸附塔時被活性炭吸附,在解析塔底端被振動篩分離出來,篩下物即凈化系統終產物,可送往高爐或燒結作為燃料使用。

      SCR 法(4DL 應用)

      SCR 脫硝技術早普遍應用于電力行業,上世紀 90 年代以來,SCR 技術也開始應用于鋼鐵燒結行業,目前在臺灣中鋼、韓國浦項、奧地利等地有應用業績。隨著脫硝催化劑的優化,目前 SCR 脫硝技術除脫除 NO x 外,還兼具脫除二噁英等多種污染物的功能,在還原煙氣中的 NO x 的同時,二噁英經過催化劑會裂解成 CO 2 、水及 HCl。

      SCR 是一種成熟的深度煙氣氮氧化物后處理技術,具有如下特點:

      1) 靈活性強,可根據已建脫硫裝置進行靈活組合,實現脫硫脫硝脫二惡英一體化。

      2) 脫硝效率高可以達到 90%以上,NO x 排放濃度可控制到 50mg/Nm3 以下;

      3) 該技術可脫除二惡英,脫除率高可達 85%,二噁英可完全分解,無二次衍生污染物的產生;

      4) 系統簡單,操作便利,催化劑在與煙氣接觸過程中,受到氣態化學物質毒害、飛灰堵塞與沖蝕磨損等因素的影響,其活性逐漸降低,通常 3~4 年增加或更換一層催化劑即可繼續保證系統脫硝效果;

      5) 脫硝裝置占地小,脫硝反應器系統阻力小,系統阻力約 600~1000Pa,可根據項目現狀考慮是否需要提高引風機壓頭甚至增設脫硝系統增壓風機。

      大修全部結束后,寶鋼燒結煙氣污染物排放指標將全面滿足國家嚴格要求,并有一定的超前性,真正成為與城市和諧共處的綠色鋼廠

      除了燒結煙氣之外,燒結生產中大的無組織排放來自環冷煙氣,以前在環保要求不嚴時,絕大部分環冷煙氣都以敞口方式或簡單通過排氣筒未經處理就排放到周圍環境中,在寶鋼燒結大修改造設計過程中,為了滿足上海市嚴格的環保要求,寶鋼燒結提出了環冷機煙氣梯級利用與綜合治理的技術路線。

      從源頭上減少燒結冷卻用的煙氣量,使用了中冶長天的專利產品—液密封環冷機。其主要特點是通過以水為密封介質的動密封系統和以臺車為單元相互獨立的靜密封系統,取消了傳統環冷機的錐、平面動靜密封系統,解決了傳統環冷機漏風率高、密封橡膠壽命短的老大難問題。

      液密封環冷機相比傳統環冷機漏風率低,冷卻效率高,冷卻總風量可降低 20%,從源頭上減少環冷煙氣的排放量,并可提高余熱回收煙氣的品質,增加余熱發電量。據遼寧科技大學的檢測報告,液密封環冷機的漏風率只有 5.37%,比傳統環冷機低 30%。

      1、環冷機高溫段主要兩個用途:一是設直聯爐罩式余熱鍋爐,采用雙壓余熱鍋爐,梯級利用能源,以期獲得高的能源回收效率,大幅降低燒結廠的工序能耗;二是剩余高溫段廢氣引入點火保溫爐作為助燃空氣使用,降低燒結煤氣消耗;

      余熱鍋爐主要參數:

      高參數過熱蒸汽溫度: 270℃

      高參數過熱蒸汽壓力: 1.8MPa.

      高參數過熱蒸汽量: 60~80t/h

      低參數過熱蒸汽溫度: 180℃

      低參數過熱蒸汽壓力: 0.5MPa.

      低參數過熱蒸汽量: 15~20t/h

      2、環冷機中低溫段煙氣的熱量采用低溫余熱發電技術(ORC)回收熱能。環冷機溫度在 150-220℃之間的廢氣設計流量約為 60 萬 Nm3/h,屬低溫段余熱資源,可將其通過熱交換用于低溫發電,可進一步提高余熱資源利用效率。

      三燒結環冷機低溫余熱 ORC 發電示范項目,擬利用 3#排氣筒廢氣(設計流量:60 萬 Nm3/h,設計溫度:180℃)及雙壓余熱鍋爐富裕的次低壓蒸汽(設計流量:10t/h,設計壓力:0.3-0.5MPa)進行低溫余熱發,預計年發電量為 2211 萬度。

      3、針對低溫段煙氣,采用環冷煙氣回收利用技術,以減少煙氣體外排,回收煙氣熱能。低溫余熱發電后的廢氣匯合環冷機低溫段煙氣通過風機送到燒結機臺車面上的煙氣罩內重新利用。

     。1)循環熱風量:1200000Nm3/h;

     。2)循環熱風罩長度:86m;

     。3)循環熱風溫度:120℃;

      通過采取新的工藝技術和裝備,在寶鋼燒結大修改造中,燒結煙氣和環冷煙氣都得到了有效凈化處理和余熱利用,此外,通過對混合機排氣筒增加塑燒板除塵裝置,實現了燒結區域無組織零排放的目標,達到了上海市嚴格的環保要求。河南開封粘結劑生產廠家

      4、其它新裝備與技術

      1)主排風機變頻技術

      2)燒結專家系統

      3)燒結配合料在線成分分析儀

      4)燒結礦 FeO 在線成分分析儀

      5)燒結機漏風檢測技術

      6)混合配料塑燒板除塵技術

      7)弛張篩篩分技術

      5、結語

      未來的燒結生產中,高效低耗、清潔環保是燒結從業人員始終追求的目標。隨著近幾年燒結技術的不斷發展,特別是裝備技術的換代更新,寶鋼燒結在新一輪大修改造中敢于嘗試,勇于創新,使用了一系列的新工藝和新技術,將促進寶鋼打造示范性樣板燒結工廠,為建設綠色煉鐵打下良好的基礎。

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