燒結煙氣循環(huán)回用技術應用

介紹燒結煙氣循環(huán)工藝在某鋼廠的應用情況，采用內循環(huán)工藝，循環(huán)煙氣取風高溫、富氧、低硫燒結機風箱支管煙氣，混合環(huán)冷機低溫段廢氣返回至燒結機臺車面，燒結煙氣循環(huán)效率25%。綜合考慮煙氣循環(huán)系統(tǒng)的設備投入，由于末端需要處理的燒結煙氣量的減少，整體的設備投入不會增加太多。

某鋼廠根據(jù)自身發(fā)展需要，為提高燒結礦產(chǎn)品質量，降低燒結成本，對原2臺60m2和1臺90m2及1臺132m2的燒結機進行置換，新建設1臺360m2燒結機以滿足高爐對燒結礦的需求。新建燒結機臺車寬4.5m，抽風長度80m，有效抽風面積360m2。

為滿足公司長遠的發(fā)展需求，燒結機采用臺車擴展式技術，臺車上口寬度由4m擴寬至4.5m，主機年工作340d，年出廠成品燒結礦396.576萬t。為順應行業(yè)發(fā)展的要求，盡量減少燒結煙氣的排放，該燒結工程同步配套燒結煙氣循環(huán)工藝。

1煙氣循環(huán)工藝

1.1工藝方案及流程

燒結煙氣循環(huán)技術是選擇性地將部分燒結煙氣返回到點火器后燒結機臺車上部的循環(huán)煙氣罩中循環(huán)使用的一種煙氣利用技術，通過回收燒結煙氣中顯熱和潛熱、提高二氧化硫、氮氧化物及粉塵的處理濃度，減少脫硫脫硝系統(tǒng)的煙氣處理量，降低凈化系統(tǒng)的固定投資和運行成本，最終實現(xiàn)節(jié)能減排。根據(jù)燒結機煙氣取風位置的不同可以分為內循環(huán)工藝和外循環(huán)工藝，內循環(huán)工藝在燒結機風箱支管取風，外循環(huán)工藝在主抽風機后煙道取風。研究表明:內循環(huán)工藝操作靈活，可避免循環(huán)氣流短路，更適于新建的項目。

1.2風箱分配

據(jù)中南大學的相關試驗結果:經(jīng)過燒結臺車熱風的氧含量體積濃度達到15%時，對燒結礦的產(chǎn)質量影響較大，轉鼓強度下降約8%，當濃度達到18%以上時，對燒結礦的產(chǎn)質量影響不大，轉鼓強度下降約2%，產(chǎn)品能夠滿足高爐的要求。為保證燒結生產(chǎn)的產(chǎn)質量，循環(huán)煙氣含氧量須按18%以上進行控制，因此燒結煙氣應盡量選擇O2含量高、SO2低的風箱進行取風，并且往燒結煙氣中兌環(huán)冷機的富熱煙氣。

燒結機風箱的分配形式為:固定進入循環(huán)煙道的風箱為3#～5#、19#～20#，共5個風箱。3#～5#、18#風箱支管設置切換閥，當需要調節(jié)主煙道和循環(huán)煙道的溫度時，18#風箱可以與3#～5#的任意1個風箱走向對調。另外，為了便于循環(huán)系統(tǒng)檢修時，燒結機能正常生產(chǎn)，檢修時3#～5#、18#均可切換至主抽煙道，保持生產(chǎn)的正常進行。

1.3關鍵設備

1.3.1循環(huán)風機

循環(huán)風機是煙氣循環(huán)系統(tǒng)中關鍵的設備。燒結循環(huán)風機不僅用于生產(chǎn)，還為燒結循環(huán)煙氣提供動力，以克服煙氣在管道輸送過程中的阻力。環(huán)冷循環(huán)風機主要為環(huán)冷循環(huán)煙氣供動力，以克服煙氣在管道輸送過程中的阻力。

燒結循環(huán)煙道取了燒結機最后兩個風箱的高溫的煙氣，平均溫度較高，燒結煙氣按200℃考慮，環(huán)冷循環(huán)煙氣取環(huán)冷機余熱發(fā)電后中后段的煙氣，溫度按180℃考慮。以燒結循環(huán)煙氣和環(huán)冷循環(huán)煙氣混合后煙氣含氧量須大于18%為基礎。

1.3.2混氣裝置

混氣裝置是將燒結循環(huán)煙氣和環(huán)冷低溫段熱廢氣充分混合的裝置，一方面混氣裝置能夠使得2股循環(huán)煙氣充分混合，同時盡可能減少兩股氣流的阻力損失。2股循環(huán)煙氣錯位進入混氣裝置，并在混氣裝置中設置導流筒，使2股煙氣能夠在繞流爬升過程中充分混合，再經(jīng)過煙氣分配箱均勻分配到燒結機臺車煙氣罩中。混氣裝置設置外保溫減少循環(huán)煙氣溫度損耗。

建立煙氣循環(huán)系統(tǒng)模型，對關鍵參數(shù)及結構進行仿真分析及優(yōu)化，可分別采用k-epsilon模型模擬氣體流動與組分輸運模型模擬煙氣氧含量成分，混氣裝置出口氣體濃度達到18%。

1.3.3多管除塵器

多管除塵器的作用是將煙氣中的顆粒物控制在合適的水平，減少循環(huán)風機和后續(xù)管路系統(tǒng)的磨損。多管除塵器收集的灰塵通過氣力輸送裝置送至主電除塵器粉塵倉。

燒結循環(huán)煙氣用多管除塵器的工作溫度定為200℃，工作壓力約-18000Pa，處理風量約為9000m3/min(最大能力)，多管除塵器外表面設保溫層，盡量減少循環(huán)煙氣的熱量損失。

1.3.4循環(huán)煙氣罩

循環(huán)煙氣罩的作用是將循環(huán)煙氣均勻地分配到燒結機料面上，循環(huán)煙氣罩為負壓吸附式，該循環(huán)煙氣罩為拱形結構，通過立柱支撐在燒結機骨架上。循環(huán)煙氣罩為活動式結構，方便拆卸和吊裝。

循環(huán)煙氣罩頂部采用隔熱保溫。循環(huán)煙氣罩為10段，每段4m，段與段之間設有膨脹節(jié)，以吸收熱膨脹。循環(huán)煙氣罩設有端部密封，密封在循環(huán)煙氣罩頭尾置于臺車欄板的頂面，采用鋼板密封并與臺車欄板頂面留有間隙，為方便觀察，密封罩上設有多個觀察門，同時，當煙氣循環(huán)關閉時，可打開觀察門取風。