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煙氣余熱在焦炭烘干中的應(yīng)用
焦炭是高爐煉鐵的還原劑及燃料,能夠?qū)⒀趸F還原為生鐵,是高爐冶煉中*的原料之一。然而,焦炭水分對高爐生產(chǎn)的影響表現(xiàn)在水分波動而引起的爐況波動,過高的焦炭水分會使高爐爐頂煤氣溫度降低,容易導(dǎo)致干法布袋除塵器的布袋板結(jié)、破損,在煤氣含塵量較高時,使加熱爐的蓄熱體渣化、孔隙堵塞,影響加熱爐壽命;過高的焦炭水分還使煤氣中的水汽含量大增,降低了煤氣熱值,冷凝水也易使煤氣管道、TRT葉片受到腐蝕,同時影響煤氣發(fā)電量。
在高爐使用外購焦炭比例比較大、料場儲存條件差,原料受降雨影響較大的情況下,采用焦炭烘干技術(shù)是一條簡單易行的途徑。
當(dāng)前,在我國鋼鐵行業(yè)中焦炭烘干熱源有如下方法:一:自建獨立加熱熱源站進行烘干,其優(yōu)點就是可增強烘干效果、控制烘干時間,調(diào)整焦炭烘干的程度。但同時,但需要新建獨立加熱熱源站,初投資大,烘干焦炭需要運行費用高(燃料成本),物料存在轉(zhuǎn)運環(huán)節(jié)。二、目前鋼鐵廠的余熱資源比較多,基本上通過自然排放,可通過充分利用此部分余熱資源,對焦炭進行烘干,達到節(jié)能的效果。例如,熱風(fēng)爐在燒爐加熱高爐送風(fēng)過程中產(chǎn)生的煙氣,溫度在200℃~400℃,含有可利用的熱能。目前熱風(fēng)爐煙氣已普遍用于預(yù)熱空氣等,但預(yù)熱空氣后的煙氣溫度約為~170℃,但仍有大部分余熱未加以利用,目前普遍直接通過煙囪排出。因此,預(yù)熱空氣后的熱風(fēng)爐煙氣余熱的合理利用仍具有很大的潛力空間,可以考慮用來對焦炭進行烘干。其優(yōu)點是初投資較少,運行費用較低,可實現(xiàn)余熱資源梯級利用。
技術(shù)方案:
由熱風(fēng)爐排煙管道與煙囪之間的煙氣總管開口引出預(yù)熱總管,通過風(fēng)機加壓,將煙氣引至高爐槽下處,在焦炭倉前分成預(yù)熱支管,分別通向每個焦倉,對倉內(nèi)焦炭預(yù)熱。在焦炭倉內(nèi),廢氣上升與焦炭下落的逆向過程中,廢氣與焦炭充分接觸,對焦炭表面進行加熱,同時廢氣與水蒸汽逸出焦炭倉,如附圖所示。
一、物料衡算
在焦炭烘干過程中進行物料平衡,物料包含三部分:煙氣流量中的絕干空氣量、水份的蒸發(fā)以及焦炭的質(zhì)量。在物料的衡算方面,煙氣中的絕干空氣量從進入焦炭倉及排出焦炭倉都維持不變。另外,水份蒸發(fā),由兩部分構(gòu)成,進入焦炭倉的熱風(fēng)爐煙氣含有一部分水蒸氣,另外是焦炭倉內(nèi)部物料水份的轉(zhuǎn)移,通過烘干將焦炭倉內(nèi)部水份以氣態(tài)的形式轉(zhuǎn)化至煙氣中,第三,焦炭倉內(nèi)部的物料會減輕,這主要有兩部分組成,其一,為焦炭倉內(nèi)部物料水份的流失,其二,隨煙氣排出焦炭倉時,可能攜帶部分比較細(xì)小的物料,(根據(jù)現(xiàn)場運行情況,粉礦量較以往減少)
二、熱量衡算
熱源主要為煙氣中的熱量:分三部分對物料進行烘干。*:焦炭溫度會上升(大部分焦炭停留在焦炭倉內(nèi)部,部分焦粉隨煙氣逸出)。第二部分:水份蒸發(fā)(水份由吸附態(tài)轉(zhuǎn)化為氣態(tài),通過煙氣排走),第三:外部損耗,管道、倉壁散熱。
可根據(jù)物料衡算及熱量衡算,得出在一定焦炭烘干量的情況下所需要的風(fēng)量。
三、設(shè)備選型
?。ㄒ唬┖娓娠L(fēng)機風(fēng)量:焦炭烘干所需風(fēng)機風(fēng)量根據(jù)需要的焦炭烘干量及烘干率進行計算,得出烘干風(fēng)量(物料衡算及熱量衡算)
?。ǘ╋L(fēng)機風(fēng)壓:風(fēng)機風(fēng)壓由兩部分構(gòu)成:
*,克服管道阻力損失;第二,穿透料層所需要的阻力,這與料層的粒度及堆積形狀有關(guān),可參考有關(guān)公式進行選取。
四、注意事項
(一)烘干槽內(nèi)的物料存在燃燒(自燃)的隱患。因煙氣溫度較高,焦炭倉內(nèi)部物料長時間烘干,溫度也會上升,若內(nèi)部夾帶雜物,極易燃燒。一般通過混入冷空氣控制上限煙氣溫度,同時加強料場的管理,對焦炭分級預(yù)篩,杜絕夾雜物進入焦倉;同時在焦炭倉附近增加消防設(shè)施。
(二)由于煙氣溫度比較高,約為170℃,焦槽內(nèi)襯膠泥黏結(jié)性下降,存在磚襯松動、脫落的隱患。解策:控制進入焦槽的煙氣溫度,使槽壁磚襯的膠泥處于正常工作的溫度范圍內(nèi),并定期檢查內(nèi)襯,發(fā)現(xiàn)松動及時修補。
(三)焦炭烘干支管及其清灰;入槽的煙氣支管管口,存在被物料堵住的隱患。正常焦炭的粒度在在25-75mm內(nèi),可通過控制煙氣管道上出氣孔尺寸進行防堵,另外在煙氣管下部設(shè)置檢修孔。
(四)因利用的是熱風(fēng)爐燃燒過后直接排放的煙氣,煙氣中可能含有一定量一氧化碳,當(dāng)對焦倉進行焦炭烘干時,應(yīng)加強焦炭倉附近的安全措施。
(五)焦炭烘干后,焦炭物料溫度會上升,注意對焦碳篩合理選擇。