炼铁、炼焦及原料系统喷雾技术的应用.pdf

炼铁、炼焦及原料系统喷雾技术的应用 刘 晨 (斯普瑞喷雾系统(上海)有限公司) 刖罱 本文简要介绍在炼铁、炼焦和原料系统生产中高炉炉顶打水、高炉煤气冷却、低水熄焦、喷雾除尘等应用 的喷雾技术，并着重介绍了在国内近年来的一些新应用。 1 喷嘴在炼铁、炼焦和原料系统的一般应用 在从采矿、选矿、烧结到炼铁、炼钢、轧钢和钢材深加工的整个钢铁生产工艺流程中，涉及到喷嘴喷雾技 术的上百种应用。国内外在炼铁、炼焦及原料系统喷雾技术的最常见的18种应用见附表。 2在国内的一些成功应用 2．1高炉炉顶打水 高炉炉顶烟气温度最高可达700℃。采用氮气(或蒸汽)雾化喷枪替代普通的水喷嘴进行高炉炉顶打 水：当检测到炉顶温度超过350*(2，喷嘴水管上的电磁阀自动打开，喷枪开始喷水；而当炉顶温度降低到 250℃时，喷水自动停止，同时气路上的电磁阀也延时关闭。 该系统的主要优点： 1．增加了系统功能：由于可以实现100％的蒸发冷却，除冷却炉顶烟气保护炉顶设备外，还可以满足后 部采用布袋除尘器的温度要求；下一步还准备增加系统的燃烧升温功能，这样就可以完全取代现在的调温系 统，以节省投资和减少系统阻力。 2．节水：也是因为100％蒸发冷却，每次打水的用水量可以减少90％。 3．节能：由于打水量减少，响应地减少的系统热量的损失，有利用降低焦比。 4．冷却速度特别快：从检测到温度超上限到冷却下来，实际时间小于5秒，从而可以减少放射和对高炉 操作的影响。 5．喷嘴孔径大、并采取了防堵塞措施，可以采用拟排放的废水替代新水。 该炉顶打水系统主要参数： ·开始打水时的炉顶温度：350℃ ·停止喷水时炉顶温度：250℃ MPa ·喷嘴入口水压力：等于或大于0．3 MPa ·喷嘴入口处氮气压力：等于或大于0．3 ·喷水量：依据高炉容量不同时相应的喷水量为10～30吨／时。 2．2干法除尘系统后、煤气柜前的高炉煤气冷却 高炉煤气采用干法除尘时出口温度在110～200℃，而入柜时要求温度必须低于50℃；采用氮气雾化喷 68 枪可以进行喷雾蒸发冷却，成功替代了传统的喷水饱和冷却系统。用水量仅为一般喷嘴的约1／10，煤气含 水量少。 该系统的主要优点： 1．节省投资和运行费用，因为不需要庞大的供水和循环水冷却系统。 2．节水和减少煤气带水量：也是因为喷水蒸发量接近100％，用水量可以减少90％；并且不需要脱水。 3．节能：由于打水量减少，响应地减少的系统热量的损失，有利用降低焦比。 4．系统维修量少。 5．喷枪不堵塞，可以用循环水。 2．3窒息式低水熄焦 焦炭出炉后，必须在几分钟时间内将其温度从1400(2迅速冷却到常温。采用低压、大流量喷嘴进行窒 息式低水熄焦，替代落后的原管子上开孔喷淋水湿熄焦系统，改造量特别少、投资少，改造过程不影响生产。 此项技术取得的主要效果包括： 1．降低成本：在没有亮焦的前提下，焦炭含水量可以稳定在3％～4％。据有关鉴定结论：焦炭含水量每 降低1％，炼铁焦比可降低约2％，吨铁成本可降低约6元，减少入炉焦碳含水量具有显著的节能和经济效 益。 2．减少熄火时间：可以减少到约70～90秒，仅为传统熄焦时间的约一半。 3．环保：由于喷水均匀、有力且将焦车全覆盖，因此蒸汽中所夹带的焦粉显著减少，既减少了资源浪费， 又控制了粉尘污染。 4．节水：熄火放散的水蒸汽明显减少，相应减少了补充新水量。 5．喷嘴不堵塞，不像原有系统需要经常堵塞或管子端头不封闭来排出焦炭颗粒。 6．由于没有焦车底部进水引起的高温焦炭剧烈搅动，焦炭机械损坏少；也没有焦碳蹦出焦车问题。 2．4喷雾除尘 目前广泛采用的捕集罩、布袋除尘器或电除尘器系统的除尘系统除尘效果没有问题，但问题是有局限 性，如大型料场、大型卸车和活动式卸料上料系统就无法采用；二是有的系统捕捉率低仅60％；三是投入和 运行费用特别高。采用无水喷雾除尘技术应该是一个可以选择的解决方案。 直接喷雾除尘的基本原理就是用喷水雾将粉尘颗粒弄湿，使其颗粒和比重增加，然后与大气或烟气分 离。关键点如下： ·喷雾首先将烟尘冷却到露点温度以下。对温度较高的烟尘，主要是通过蒸发冷却