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高爐爐缸爐底出現(xiàn)安全問(wèn)題時(shí)，如何進(jìn)行有效應(yīng)對(duì)呢？以下方法是通過(guò)歷屆煉鐵年會(huì)各大鋼鐵企業(yè)的做法進(jìn)行了簡(jiǎn)單總結(jié)： 按照爐缸爐底安全出現(xiàn)的時(shí)間，可以分為爐役早期、中后期兩種情況。 一、爐役早期，爐缸出現(xiàn)安全問(wèn)題的做法： （1）   爐皮壓漿：在爐皮預(yù)留的壓漿孔，壓入碳質(zhì)泥漿，控制壓力不要超過(guò)20kg/cm2，防止壓力過(guò)大造成爐皮變形，根據(jù)不同的情況，選擇打漿位置，一般情況下，鐵口周邊區(qū)域需要進(jìn)行重點(diǎn)布置，防止出現(xiàn)明顯的竄氣； （2）   冷卻壁與碳磚壓漿：同爐皮壓漿相比，冷卻壁和內(nèi)部碳磚之間的壓漿作為可選項(xiàng)，主要是為了防止冷卻壁和碳磚之間的填料不實(shí)。需要注意的是，爐役中后期不建議進(jìn)行此種操作，因?yàn)榇藭r(shí)碳磚殘余厚度不均，壓漿壓力控制不好會(huì)造成碳磚破損及推向爐缸內(nèi)部，加速了爐缸的破壞。 （3）   采用加鈦炮泥，維護(hù)好鐵口，減緩鐵口位置區(qū)域的侵蝕。 二、爐役中后期，爐缸出現(xiàn)安全問(wèn)題采用的做法包括： （1）   控制產(chǎn)量：按照日產(chǎn)的10%進(jìn)行產(chǎn)能控制。經(jīng)過(guò)3000m3左右的幾座高爐控制爐缸水溫差的效果來(lái)看，產(chǎn)能的10%能夠兼顧經(jīng)濟(jì)技術(shù)指標(biāo)和安全的需求，尋求一個(gè)平衡點(diǎn)。但對(duì)于不同的高爐，最優(yōu)的產(chǎn)能控制比例會(huì)有所不同，需要各個(gè)高爐根據(jù)自身特點(diǎn)進(jìn)行控制。 （2）   堵風(fēng)口：堵風(fēng)口的目的一方面在于控制產(chǎn)能，另一方面可以有效減小風(fēng)口對(duì)應(yīng)區(qū)域爐缸區(qū)域渣鐵環(huán)流速度，減緩爐缸侵蝕； （3）   減小富氧率：富氧率越高，風(fēng)口前理論燃燒溫度越高，風(fēng)口回旋區(qū)體積相應(yīng)增加，渣鐵回旋速度增加，造成爐缸沖刷嚴(yán)重，因此，應(yīng)降低氧的使用量。 （4）   加鈦?zhàn)o(hù)爐：加鈦?zhàn)o(hù)爐有四種形式，即加鈦礦護(hù)爐、加鈦球護(hù)爐、風(fēng)口喂鈦線（粉）、使用含鈦炮泥。從實(shí)際高爐解剖情況來(lái)看，鈦形成的碳氮化鈦（Ti（C，N））主要是沉積于爐底，還有一小部分在象腳區(qū)，短期內(nèi)，在風(fēng)口下部爐缸區(qū)域也會(huì)有一些碳氮化鈦的存在。無(wú)論是加鈦礦或者鈦球護(hù)爐，妖氣鐵水中[Ti]含量不低于1.5%，才能起到一定的護(hù)爐效果。應(yīng)對(duì)加鈦效果進(jìn)行長(zhǎng)期的跟蹤，計(jì)算爐缸殘余鈦量，從而評(píng)估護(hù)爐效果。 （5）   提高入爐焦炭粒度和性能，提高爐缸死焦堆透液性：焦炭質(zhì)量提升，有利于爐缸死焦堆透液性的提升，從而可以減小邊緣渣鐵流動(dòng)速度，減緩爐缸侵蝕速度。 （6）   控制入爐鋅負(fù)荷和堿金屬負(fù)荷：從高爐解剖的情況來(lái)看，高爐從風(fēng)口下部區(qū)域到象腳區(qū)，都存在一定的環(huán)裂，裂縫中經(jīng)檢測(cè)存在一定的堿金屬或鋅，根據(jù)趙宏博博士的研究發(fā)現(xiàn)，堿金屬鉀沉積于碳磚等爐襯中時(shí)，體積膨脹50%，由此造成爐襯剝落和碳磚的脆化等現(xiàn)象。因此，有效控制堿金屬入爐負(fù)荷，能夠有效降低爐缸環(huán)裂和侵蝕速度。 （7）   加強(qiáng)風(fēng)口和冷卻壁漏水監(jiān)測(cè)，如有損壞，及時(shí)更換。通過(guò)英國(guó)兩座高爐風(fēng)口漏水情況的跟蹤，當(dāng)風(fēng)口漏水時(shí)間超過(guò)7天后，碳磚侵蝕速度就會(huì)明顯加快，超過(guò)14天后，爐缸熱電偶出現(xiàn)問(wèn)題的概率大大提升。因此，風(fēng)口和冷卻壁漏水時(shí)，應(yīng)及時(shí)更換或者進(jìn)行截停（冷卻壁水管）處理。 三、加強(qiáng)監(jiān)測(cè) 需要說(shuō)明的一點(diǎn)是，目前爐缸侵蝕普遍存在，如何認(rèn)定爐缸侵蝕是否存在嚴(yán)重威脅正常生產(chǎn)呢？我覺(jué)得首先要加強(qiáng)爐缸安全監(jiān)控。推薦一體化爐缸安全監(jiān)控體系，內(nèi)容包括： （1）   爐缸爐底侵蝕在線監(jiān)控：利用熱電偶、水溫差等參數(shù)，對(duì)爐缸侵蝕的實(shí)時(shí)狀態(tài)進(jìn)行檢測(cè)，能夠有效監(jiān)控爐缸和爐底殘余厚度，直觀明了。 （2）   爐缸水溫差熱負(fù)荷在線監(jiān)控：通過(guò)安裝水溫傳感器，實(shí)時(shí)在線監(jiān)控爐缸水溫差熱流強(qiáng)度的變化，從而達(dá)到有效監(jiān)控的目的。 （3）   爐皮溫度在線監(jiān)控：通過(guò)利用無(wú)線爐皮溫度傳感器，實(shí)時(shí)在線監(jiān)控爐皮溫度的變化，尤其是爐役中后期，熱電偶損壞嚴(yán)重，爐皮溫度監(jiān)控十分必要，是對(duì)爐缸安全監(jiān)控的必要補(bǔ)充。 （4）   風(fēng)口和爐身冷卻壁熱流強(qiáng)度和漏水監(jiān)控：通過(guò)冷卻壁水流量、水溫差的實(shí)時(shí)在線監(jiān)控，能夠有效監(jiān)控冷卻壁是否漏水，避免冷卻壁漏水對(duì)爐缸造成較大影響。 （5）   死焦堆狀態(tài)模型：能夠?qū)崟r(shí)在線監(jiān)控死焦堆的狀態(tài)，即沉坐或者浮起，從而判斷爐缸邊緣渣鐵流動(dòng)造成的沖刷侵蝕是否嚴(yán)重。 （6）   爐缸活躍度在線監(jiān)控：通過(guò)實(shí)時(shí)在線監(jiān)控爐芯溫度、部分爐缸溫度以及爐缸內(nèi)渣鐵殘留量，在線監(jiān)控爐缸活躍度。 以上做法和建議是經(jīng)過(guò)驗(yàn)證，適合一部分高爐，各高爐可根據(jù)實(shí)際情況，有選擇的進(jìn)行操作，并根據(jù)效果進(jìn)行適當(dāng)調(diào)整。

導(dǎo)語(yǔ) 如果你問(wèn)化工人，今年什么最熱?回答肯定是環(huán)保。最近，隨著中央環(huán)保部門進(jìn)駐地方，很多化工廠，煤化廠都關(guān)門大吉了。有問(wèn)題要解決，但是不能一刀切。 你對(duì)脫硫脫銷的技術(shù)了解多少呢?你知道現(xiàn)在有什么新的治理廢氣的技術(shù)嗎?不要著急，小七已經(jīng)給大家整理好了27種脫硫脫硝工藝，現(xiàn)在就跟著小七來(lái)了解一下吧! 吐血整理，記得收藏! 脫硫技術(shù) 目前煙氣脫硫技術(shù)種類達(dá)幾十種，按脫硫過(guò)程是否加水和脫硫產(chǎn)物的干濕形態(tài)，煙氣脫硫分為：濕法、半干法、干法三大類脫硫工藝。濕法脫硫技術(shù)較為成熟，效率高，操作簡(jiǎn)單，目前在工業(yè)中應(yīng)用較多。 濕法脫硫技術(shù) 濕法脫硫技術(shù)比較成熟，生產(chǎn)運(yùn)行安全可靠，在眾多的脫硫技術(shù)中，始終占據(jù)主導(dǎo)地位。 濕法煙氣脫硫技術(shù)為氣液反應(yīng)，反應(yīng)速度快，脫硫效率高，一般均高于90%，技術(shù)成熟，適用面廣。 但是，生成物是液體或淤渣，較難處理，設(shè)備腐蝕性嚴(yán)重，洗滌后煙氣需再熱，能耗高，占地面積大，投資和運(yùn)行費(fèi)用高。系統(tǒng)復(fù)雜、設(shè)備龐大、耗水量大、一次性投資高，一般適用于大型電廠。 常用的濕法煙氣脫硫技術(shù)有石灰石-石膏法、間接的石灰石-石膏法、檸檬吸收法等。 石灰石/石灰-石膏法 是利用石灰石或石灰漿液吸收煙氣中的SO2，生成亞硫酸鈣，經(jīng)分離的亞硫酸鈣(CaSO3)可以拋棄，也可以氧化為硫酸鈣(CaSO4)，以石膏形式回收。是目前世界上技術(shù)最成熟、運(yùn)行狀況最穩(wěn)定的脫硫工藝，脫硫效率達(dá)到90%以上。 目前傳統(tǒng)的石灰石/石灰—石膏法煙氣脫硫工藝在現(xiàn)在的中國(guó)市場(chǎng)應(yīng)用是比較廣泛的，其采用鈣基脫硫劑吸收二氧化硫后生成的亞硫酸鈣、硫酸鈣，由于其溶解度較小，極易在脫硫塔內(nèi)及管道內(nèi)形成結(jié)垢、堵塞現(xiàn)象。對(duì)比石灰石法脫硫技術(shù)，雙堿法煙氣脫硫技術(shù)則克服了石灰石—石灰法容易結(jié)垢的缺點(diǎn)。 間接石灰石-石膏法 利用鈉堿、堿性氧化鋁(Al2O3·nH2O)或稀硫酸(H2SO4)吸收SO2，生成的吸收液與石灰石反應(yīng)而得以再生，并生成石膏。 該法操作簡(jiǎn)單，二次污染少，無(wú)結(jié)垢和堵塞問(wèn)題，脫硫效率高，但是生成的石膏產(chǎn)品質(zhì)量較差。 檸檬吸收法 檸檬酸(H3C6H5O7·H2O)溶液具有較好的緩沖性能，當(dāng)SO2氣體通過(guò)檸檬酸鹽液體時(shí)，煙氣中的SO2與水中H發(fā)生反應(yīng)生成H2SO3絡(luò)合物,SO2吸收率在99%以上。 這種方法僅適于低濃度SO2煙氣，而不適于高濃度SO2氣體吸收，應(yīng)用范圍比較窄。 海水脫硫法 海水呈堿性,堿度1.2～2.5mmol/l,因而可用來(lái)吸收SO2達(dá)到脫硫的目的。 海水洗滌SO2 產(chǎn)生的CO2也應(yīng)驅(qū)趕盡,因此必須設(shè)曝氣池,在SO2-3氧化和驅(qū)盡CO2并調(diào)整海水pH值達(dá)標(biāo)后才能排入大海。凈化后的煙氣再經(jīng)氣-氣加熱器加溫后,由煙囪排出。 海水脫硫的優(yōu)點(diǎn)頗多,吸收劑使用海水,因此沒(méi)有吸收劑制備系統(tǒng),吸收系統(tǒng)不結(jié)垢不堵塞,吸收后沒(méi)有脫硫渣生成,這就不需要脫硫灰渣處理設(shè)施。脫硫率可高達(dá)90%投資運(yùn)行費(fèi)用均較低。因此,世界上一些沿海國(guó)家均用此法脫硫,其中以挪威和美國(guó)用得最多,我國(guó)深圳西部電廠應(yīng)用此法脫硫,效果良好。 雙堿法 雙堿法是由美國(guó)通用汽車公司開發(fā)的一種方法,在美國(guó)它也是一種主要的煙氣脫硫技術(shù)。它是利用鈉堿吸收SO2、石灰處理和再生洗液,取堿法和石灰法二者的優(yōu)點(diǎn)而避其不足,是在這兩種脫硫技術(shù)改進(jìn)的基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的。雙堿法的操作過(guò)程分三段:吸收、再生和固體分離。 雙堿法的優(yōu)點(diǎn)在于生成固體的反應(yīng)不在吸收塔中進(jìn)行,這樣避免了塔的堵塞和磨損,提高了運(yùn)行的可靠性,降低了操作費(fèi)用,同時(shí)提高了脫硫效率。它的缺點(diǎn)是多了一道工序,增加了投資 磷銨復(fù)合肥法 這種脫硫方法是我國(guó)獨(dú)創(chuàng)的,它是活性炭法的延伸?；钚蕴恳患?jí)脫硫之后，磷灰石經(jīng)酸處理獲得10%濃度的H2PO4,加NH3得(NH4)2HPO4，再用用(NH4)2HPO4溶液進(jìn)行第二級(jí)脫硫，通空氣氧化并加NH3中和生成復(fù)合肥料磷酸氫二銨和硫銨，經(jīng)干燥成粒,就成為含N+P2O5在35%以上的磷銨復(fù)合肥料?？偯摿蚵士蛇_(dá)95%。 此項(xiàng)脫硫技術(shù),在我國(guó)豆壩電廠中試處理5000m/h煙氣,運(yùn)行可靠,效果良好。此法回路中無(wú)堵塞現(xiàn)象,副產(chǎn)品復(fù)合肥料也有較好的銷售市場(chǎng)但系統(tǒng)仍復(fù)雜,投資也比濕式石灰石膏法大。 氧化鎂脫硫法 用氧化鎂漿液洗滌SO2煙氣時(shí)，可生成含結(jié)晶水的亞硫酸鎂和硫酸鎂(由氧化副反應(yīng)生成)。將生成物從吸收液中分離出來(lái)，進(jìn)行干燥，除去結(jié)晶水，然后將氧化鎂得以再生并制成漿液循環(huán)使用，釋放出的濃縮的SO2高濃氣體進(jìn)一步回收。 整個(gè)脫硫過(guò)程不產(chǎn)生大量脫硫廢渣，產(chǎn)物可得到有效回收，是一種清潔少?gòu)U的閉環(huán)工藝。 由于氧化鎂的水解產(chǎn)物溶解度和反應(yīng)活性都要優(yōu)于氧化鈣，因此在達(dá)到相同脫硫率的條件下，其脫硫劑與硫的摩爾比要低于石灰石或石灰。同時(shí)，由于氧化鎂的分子量低于石灰石或氧化鈣，即使在相同的脫硫效率下，其脫硫劑用量也要少于鈣脫硫劑，因此其運(yùn)行費(fèi)用較低。 氧化鎂脫硫技術(shù)是一種成熟度僅次于鈣法的脫硫工藝，氧化鎂脫硫工藝在世界各地都有非常多的應(yīng)用業(yè)績(jī)，其中在日本已經(jīng)應(yīng)用了100多個(gè)項(xiàng)目，臺(tái)灣的電站95%是用氧化鎂法，另外在美國(guó)、德國(guó)等地都已經(jīng)應(yīng)用，并且目前在我國(guó)部分地區(qū)已經(jīng)有了應(yīng)用的業(yè)績(jī)。 干法煙氣脫硫法 典型的干法脫硫系統(tǒng)是將脫硫劑(如石灰石、白云石或消石灰)直接噴入爐內(nèi)。在高溫下煅燒時(shí)，脫硫劑形成多孔的氧化鈣顆粒，它和煙氣中的SO2反應(yīng)生成硫酸鈣，達(dá)到脫硫的目的。 干法脫硫技術(shù)的工藝過(guò)程簡(jiǎn)單，無(wú)污水、污酸處理問(wèn)題，能耗低，特別是凈化后煙氣溫度較高，有利于煙囪排氣擴(kuò)散，不會(huì)產(chǎn)生“白煙”現(xiàn)象，凈化后的煙氣不需要二次加熱，腐蝕性小。但是，脫硫效率較低，設(shè)備龐大、投資大、占地面積大，操作技術(shù)要求高。 干法煙氣脫硫技術(shù)在鋼鐵行業(yè)中已經(jīng)應(yīng)用于大型轉(zhuǎn)爐和高爐，對(duì)于中小型高爐該方法則不太適用。 常用的干法煙氣脫硫技術(shù)有活性碳吸附法、電子束輻射法、荷電干式吸收劑噴射法、金屬氧化物脫硫法等。 活性炭吸附法 SO2被活性碳吸附并被催化氧化為三氧化硫(SO3)，再與水反應(yīng)生成H2SO4，飽和后的活性碳可通過(guò)水洗或加熱再生，同時(shí)生成稀H2SO4或高濃度SO2?？色@得副產(chǎn)品H2SO4，液態(tài)SO2和單質(zhì)硫，即可以有效地控制SO2的排放，又可以回收硫資源。 技術(shù)經(jīng)西安交通大學(xué)對(duì)活性炭進(jìn)行了改進(jìn)，開發(fā)出成本低、選擇吸附性能強(qiáng)的ZL30，ZIA0，進(jìn)一步完善了活性炭的工藝，使煙氣中SO2吸附率達(dá)到95.8%，達(dá)到國(guó)家排放標(biāo)準(zhǔn)。 電子束輻射法 用高能電子束照射煙氣，生成大量的活性物質(zhì)，將煙氣中的SO2和氮氧化物氧化為SO3和二氧化氮(NO2)，進(jìn)一步生成H2SO4和硝酸(NaNO3)，并被氨(NH3)或石灰石(CaCO3)吸收劑吸收 。 電子束法脫硫技術(shù)用于火電廠不僅投資和運(yùn)行費(fèi)用低,可實(shí)現(xiàn)硫、氮的資源化利用,無(wú)廢棄物排放,而且工藝流程短,占地面積小,對(duì)新老電廠都適用。同時(shí),在用于城市垃圾焚燒煙氣處理方面,它還有處理汞和二口惡英的獨(dú)特功效。電子束脫硫技術(shù)已經(jīng)在我國(guó)展現(xiàn)出良好的應(yīng)用前景。 荷電干式吸收劑噴射脫硫法(CDSI) 吸收劑以高速流過(guò)噴射單元產(chǎn)生的高壓靜電電暈充電區(qū)，使吸收劑帶有靜電荷，當(dāng)吸收劑被噴射到煙氣流中，吸收劑因帶同種電荷而互相排斥，表面充分暴露，使脫硫效率大幅度提高。 此方法無(wú)設(shè)備污染及結(jié)垢現(xiàn)象，不產(chǎn)生廢水廢渣，副產(chǎn)品還可以作為肥料使用，無(wú)二次污染物產(chǎn)生，脫硫率大于90%，而且設(shè)備簡(jiǎn)單，適應(yīng)性比較廣泛。 但是此方法脫硫靠電子束加速器產(chǎn)生高能電子;對(duì)于一般的大型企業(yè)來(lái)說(shuō)，需大功率的電子槍，對(duì)人體有害，故還需要防輻射屏蔽，所以運(yùn)行和維護(hù)要求高。 目前，四川成都熱電廠建成一套電子脫硫裝置，煙氣中SO2的脫硫達(dá)到國(guó)家排放標(biāo)準(zhǔn)。 金屬氧化物脫硫法 因?yàn)镾O2比較活潑，氧化錳(MnO)、氧化鋅(ZnO)、氧化鐵(Fe3O4)、氧化銅(CuO)等氧化物對(duì)SO2具有較強(qiáng)的吸附性，在常溫或低溫下，金屬氧化物對(duì)SO2起吸附作用，高溫情況下，金屬氧化物與SO2發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，生成金屬鹽。然后對(duì)吸附物和金屬鹽通過(guò)熱分解法、洗滌法等使氧化物再生。 這種干法脫硫，雖然沒(méi)有污水、廢酸，不造成污染，但是此方法也沒(méi)有得到推廣，主要是因?yàn)槊摿蛐时容^低，設(shè)備龐大，投資比較大，操作要求較高，成本高。該技術(shù)的關(guān)鍵是開發(fā)新的吸附劑。 脈沖電暈等離子體脫硫 脈沖電暈等離子法煙氣脫硫脫硝技術(shù)(簡(jiǎn)稱PPCP技術(shù))，是利用煙氣中高壓脈沖電暈放電產(chǎn)生的高能活性粒子，將煙氣中的SO2和NO3氧化為高價(jià)態(tài)的硫氧化物和氮氧化物，與水蒸氣和注入反應(yīng)器的氨反應(yīng)生成硫銨和硝銨，屬干法脫硫技術(shù)。 脈沖電暈等離子脫硫技術(shù)工程投資及運(yùn)行費(fèi)用相對(duì)經(jīng)濟(jì);能同時(shí)去除90%的二氧化硫和70%的氮氧化物，避免將來(lái)建設(shè)脫除氮氧化物裝置的重復(fù)投資;不產(chǎn)生廢水、廢渣等二次污染物; 副產(chǎn)物是硫酸銨硝酸銨，可用作優(yōu)質(zhì)農(nóng)肥;實(shí)現(xiàn)了氮硫資源的綜合利用和自然生態(tài)循環(huán)。 煙氣循環(huán)流化床法 德國(guó)魯奇公司在70年代開發(fā)了循環(huán)流化床脫硫技術(shù)，在循環(huán)流化床中加入脫硫劑-石灰石已達(dá)到脫硫的目的。 由于流化床具有傳質(zhì)和傳熱的特性，所以在有效的吸收SOx的同時(shí)還能除掉HCl和HF等有害氣。 可通過(guò)噴水將床穩(wěn)控制在最佳反應(yīng)溫度下，通過(guò)物料的循環(huán)使脫硫劑的停留時(shí)間增長(zhǎng)，大大提高鈣利用率和反應(yīng)器的脫硫效率。用此法可處理高硫煤，在Ca/S為1-1.5時(shí)，能達(dá)到90-97%的脫硫效率。 與濕法相比，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，造價(jià)低，約為濕法投資的50%。 由于采用干式運(yùn)行，運(yùn)行可靠，產(chǎn)生的最終固態(tài)產(chǎn)物易于處理。 硫化床技術(shù)的應(yīng)用，增加了脫硫劑和煙氣的接觸時(shí)間，提高脫硫率，降低Ca/S比，減少脫硫劑損耗。 回流式循環(huán)流化床 與Lurgi公司的工藝相比，RCFB工藝主要在吸收塔的流場(chǎng)設(shè)計(jì)和塔頂結(jié)構(gòu)上做了較大改進(jìn)，在吸收塔上部出口區(qū)域布置了獨(dú)創(chuàng)的回流板。 RCFB吸收塔中一部分煙氣產(chǎn)生回流，提高了吸收劑的利用率和脫硫效率。另外，吸收塔內(nèi)產(chǎn)生回流使得塔出口的含塵濃度大大降低。一般說(shuō)來(lái)，塔內(nèi)部回流的固體物量為外部再循環(huán)量的30%～50%。這樣便大大減輕了除塵器的負(fù)荷。 與常規(guī)的循環(huán)流化床及噴霧吸收塔脫硫技術(shù)相比，石灰耗量(費(fèi)用)有極大降低;維修工作量少，設(shè)備可用率很高;運(yùn)行靈活性很高，可適用于不同的SO2含量(煙氣)及負(fù)荷變化要求;不需增加鍋爐運(yùn)行人員;由于設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單，石灰耗量少，維修工作量小，投資與運(yùn)行費(fèi)用較低，約為石灰-石膏工藝技術(shù)的60%;占地面積小，適合新老機(jī)組，特別是中、小機(jī)組煙氣脫硫地改造。 氣體懸浮吸收煙氣脫硫工藝 GSA工藝與其他煙氣循環(huán)流化床工藝相似，只是所用的脫硫劑不是干消化石灰，而是石灰漿。 床料高倍率循環(huán)(約100倍)，因此保證吸收劑與煙氣充分接觸，提高吸收劑的利用率;流化床床料濃度高達(dá)500～2000g/m3，約為普通流化床床料濃度的50～100倍;煙氣在反應(yīng)器及旋風(fēng)分離器中停留時(shí)間短(3～5s);脫硫率高達(dá)90%以上;吸收劑利用率高，消耗量少，Ca/S=1.2;運(yùn)行可靠，操作簡(jiǎn)便，維護(hù)工作量少，基建投資相對(duì)較低。 以上幾種SO2煙氣治理技術(shù)目前應(yīng)用比較廣泛的，雖然脫硫率比較高，但是工藝復(fù)雜，運(yùn)行費(fèi)用高，防污不徹底，造成二次污染等不足，與我國(guó)實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)和環(huán)境和諧發(fā)展的大方針不相適應(yīng)，故有必要對(duì)新的脫硫技術(shù)進(jìn)行探索和研究。 半干法脫硫技術(shù) 半干法脫硫技術(shù)是把石灰漿液直接噴入煙氣，或把石灰粉和煙塵增濕混合后噴入煙道，生成亞硫酸鈣、硫酸鈣干粉和煙塵的混合物。 半干法脫硫技術(shù)是介于濕法和干法之間的一種脫硫方法，其脫硫效率和脫硫劑利用率等參數(shù)也介于兩者之間，該方法主要適用于中小鍋爐的煙氣治理。 這種技術(shù)投資少、運(yùn)行費(fèi)用低，脫硫率雖低于濕法脫硫技術(shù)，但仍可達(dá)到70%，并且腐蝕性小、占地面積少，工藝可靠，具有很好的發(fā)展前景。 半干法脫硫包括噴霧干燥法脫硫、半干半濕法脫硫、粉末一顆粒噴動(dòng)床脫硫等。 噴霧干燥法 噴霧干燥脫硫方法是利用機(jī)械或氣流的力量將吸收劑分散成極細(xì)小的霧狀液滴，霧狀液滴與煙氣形成比較大的接觸表面積，在氣液兩相之間發(fā)生的一種熱量交換、質(zhì)量傳遞和化學(xué)反應(yīng)的脫硫方法。 一般用的吸收劑是堿液、石灰乳、石灰石漿液等，目前絕大多數(shù)裝置都使用石灰乳作為吸收劑。一般情況下，此種方法的脫硫率65%～85%。 此法脫硫是在氣、液、固三相狀態(tài)下進(jìn)行，工藝設(shè)備簡(jiǎn)單，生成物為干態(tài)的CaSO 、CaSO ，易處理，沒(méi)有嚴(yán)重的設(shè)備腐蝕和堵塞情況，耗水也比較少。但是，自動(dòng)化要求比較高，吸收劑的用量難以控制，吸收效率不是很高。所以，選擇開發(fā)合理的吸收劑是解決此方法面臨的新難題。 半干半濕法 半干半濕法是介于濕法和干法之間的一種脫硫方法，其脫硫效率和脫硫劑利用率等參數(shù)也介于兩者之間，該方法主要適用于中小鍋爐的煙氣治理。 這種技術(shù)投資少、運(yùn)行費(fèi)用低，脫硫率雖低于濕法脫硫技術(shù)，但仍可達(dá)到70%tn，并且腐蝕性小、占地面積少，工藝可靠。工業(yè)中常用的半干半濕法脫硫系統(tǒng)與濕法脫硫系統(tǒng)相比，省去了制漿系統(tǒng)，將濕法脫硫系統(tǒng)中的噴入Ca(OH)：水溶液改為噴入CaO或Ca(OH)：粉末和水霧。 與干法脫硫系統(tǒng)相比，克服了爐內(nèi)噴鈣法SO2和CaO反應(yīng)效率低、反應(yīng)時(shí)間長(zhǎng)的缺點(diǎn)，提高了脫硫劑的利用率，且工藝簡(jiǎn)單，有很好的發(fā)展前景。 粉末-顆粒噴動(dòng)床半干法 含SO2的煙氣經(jīng)過(guò)預(yù)熱器進(jìn)入粉粒噴動(dòng)床，脫硫劑制成粉末狀預(yù)先與水混合，以漿料形式從噴動(dòng)床的頂部連續(xù)噴人床內(nèi)，與噴動(dòng)粒子充分混合，借助于和熱煙氣的接觸，脫硫與干燥同時(shí)進(jìn)行。 脫硫反應(yīng)后的產(chǎn)物以干態(tài)粉末形式從分離器中吹出。這種脫硫技術(shù)應(yīng)用石灰石或消石灰做脫硫劑。具有很高的脫硫率及脫硫劑利用率，而且對(duì)環(huán)境的影響很小。 但進(jìn)氣溫度、床內(nèi)相對(duì)濕度、反應(yīng)溫度之間有嚴(yán)格的要求，在漿料的含濕量和反應(yīng)溫度控制不當(dāng)時(shí)，會(huì)有脫硫劑粘壁現(xiàn)象發(fā)生。 旋轉(zhuǎn)噴霧工藝 漿液經(jīng)高速旋轉(zhuǎn)被霧化成極微小的液滴(30-80微米)，均勻地被噴入塔內(nèi)反應(yīng)區(qū)。原煙氣經(jīng)過(guò)煙氣分配器進(jìn)入塔內(nèi)吸收區(qū)，與霧化的石灰漿液液滴充分接觸，煙氣中的酸性物質(zhì)很快被吸收中和，與此同時(shí)水分蒸發(fā)，極短時(shí)間內(nèi)完成霧化、吸收和干燥。 干燥的含粉塵氣體進(jìn)入袋式除塵器進(jìn)一步脫硫除塵后經(jīng)煙囪排放。 旋轉(zhuǎn)噴霧脫硫，SO2脫除率高，SO3、HCL、HF和PM2.5排放的整體減少，投資本錢低，輔助能耗低，系統(tǒng)可用性高，運(yùn)行及維護(hù)本錢低，耗水量低，固有的氧化汞排放較低，無(wú)廢水排放。 新興煙氣脫硫技術(shù) 最近幾年，科技突飛猛進(jìn)，環(huán)境問(wèn)題已提升到法律高度。我國(guó)的科技工作者研制出了一些新的脫硫技術(shù)，但大多還處于試驗(yàn)階段，有待于進(jìn)一步的工業(yè)應(yīng)用驗(yàn)證。 硫化堿脫硫法 由Outokumpu公司開發(fā)研制的硫化堿脫硫法主要利用工業(yè)級(jí)硫化納作為原料來(lái)吸收SO2工業(yè)煙氣，產(chǎn)品以生成硫磺為目的。反應(yīng)過(guò)程相當(dāng)復(fù)雜，有Na2SO4、Na2SO3、Na2S203、S、Na2Sx等物質(zhì)生成，由生成物可以看出過(guò)程耗能較高，而且副產(chǎn)品價(jià)值低。 華南理工大學(xué)的石林經(jīng)過(guò)研究表明過(guò)程中的各種硫的化合物含量隨反應(yīng)條件的改變而改變，將溶液pH值控制在5.5—6.5之間，加入少量起氧化作用的添加劑TFS，則產(chǎn)品主要生成Na2S203，過(guò)濾、蒸發(fā)可得到附加值高的5H 0·Na2S203，，而且脫硫率高達(dá)97%，反應(yīng)過(guò)程為：SO2+Na2S=Na2S203+S。此種脫硫新技術(shù)已通過(guò)中試，正在推廣應(yīng)用。 膜吸收法 以有機(jī)高分子膜為代表的膜分離技術(shù)是近幾年研究出的一種氣體分離新技術(shù)，已得到廣泛的應(yīng)用，尤其在水的凈化和處理方面。中科院大連物化所的金美等研究員創(chuàng)造性地利用膜來(lái)吸收脫出SO2氣體，效果比較顯著，脫硫率達(dá)90%。 過(guò)程是：他們利用聚丙烯中空纖維膜吸收器，以NaOH溶液為吸收液，脫除SO2氣體，其特點(diǎn)是利用多孔膜將氣體SO2氣體和NaOH吸收液分開，SO2氣體通過(guò)多孔膜中的孔道到達(dá)氣液相界面處，SO2與NaOH迅速反應(yīng)，達(dá)到脫硫的目的。此法是膜分離技術(shù)與吸收技術(shù)相結(jié)合的一種新技術(shù)，能耗低，操作簡(jiǎn)單，投資少。 微生物脫硫法 根據(jù)微生物參與硫循環(huán)的各個(gè)過(guò)程，并獲得能量這一特點(diǎn)，利用微生物進(jìn)行煙氣脫硫，其機(jī)理為：在有氧條件下，通過(guò)脫硫細(xì)菌的間接氧化作用，將煙氣中的SO2氧化成硫酸，細(xì)菌從中獲取能量。 生物法脫硫與傳統(tǒng)的化學(xué)和物理脫硫相比，基本沒(méi)有高溫、高壓、催化劑等外在條件，均為常溫常壓下操作，而且工藝流程簡(jiǎn)單，無(wú)二次污染。 國(guó)外曾以地?zé)岚l(fā)電站每天脫除5t量的H：S為基礎(chǔ);計(jì)算微生物脫硫的總費(fèi)用是常規(guī)濕法50%。無(wú)論對(duì)于有機(jī)硫還是無(wú)機(jī)硫，一經(jīng)燃燒均可生成被微生物間接利用的無(wú)機(jī)硫SO2，因此，發(fā)展微生物煙氣脫硫技術(shù)，很具有潛力。 四川大學(xué)的王安等人在實(shí)驗(yàn)室條件下，選用氧化亞鐵桿菌進(jìn)行脫硫研究，在較低的液氣比下，脫硫率達(dá)98%。 各種各樣的煙氣脫硫技術(shù)在脫除SO2的過(guò)程中取得了一定的經(jīng)濟(jì)、社會(huì)和環(huán)保效益，但是還存在一些不足，隨著生物技術(shù)及高新技術(shù)的不斷發(fā)展，電子束脫硫技術(shù)和生物脫硫等一系列高新、適用性強(qiáng)的脫硫技術(shù)將會(huì)代替?zhèn)鹘y(tǒng)的脫硫方法。 脫硝技術(shù) 常見(jiàn)的脫硝技術(shù)中，根據(jù)氮氧化物的形成機(jī)理，降氮減排的技術(shù)措施可以分為兩大類： 一類是從源頭上治理?？刂旗褵猩蒒Ox。 其技術(shù)措施： ①采用低氮燃燒器; ②分解爐和管道內(nèi)的分段燃燒，控制燃燒溫度; ③改變配料方案，采用礦化劑，降低熟料燒成溫度。 另一類是從末端治理。控制煙氣中排放的NOx 。 其技術(shù)措施： ①“分級(jí)燃燒+SNCR”，國(guó)內(nèi)已有試點(diǎn); ②選擇性非催化還原法(SNCR)，國(guó)內(nèi)已有試點(diǎn); ③選擇性催化還原法(SCR)，目前歐洲只有三條線實(shí)驗(yàn); ④SNCR/SCR聯(lián)合脫硝技術(shù)，國(guó)內(nèi)水泥脫硝還沒(méi)有成功經(jīng)驗(yàn); ⑤生物脫硝技術(shù)(正處于研發(fā)階段)。 國(guó)內(nèi)的脫硝技術(shù)，尚屬探索示范階段，還未進(jìn)行科學(xué)總結(jié)。各種設(shè)計(jì)工藝技術(shù)路線和裝備設(shè)施是否科學(xué)合理、運(yùn)行是否可靠?脫硝效率、運(yùn)行成本、能耗、二次污染物排放有多少等都將經(jīng)受實(shí)踐的檢驗(yàn)。 選擇性催化還原(SCR)脫硝技術(shù) SCR脫硝工藝是利用催化劑，在一定溫度下(270~400℃)，使煙氣中的NOx與來(lái)自還原劑供應(yīng)系統(tǒng)的氨氣混合后發(fā)生選擇性催化還原反應(yīng)，生成氮?dú)夂退瑥亩鴾p少NOx的排放量，減輕煙氣對(duì)環(huán)境的污染。 選擇性催化還原技術(shù)(SCR) 是目前最成熟的煙氣脫硝技術(shù)。目前世界上流行的 SCR工藝主要分為氨法SCR和尿素法SCR 2種。此2種方法都是利用氨對(duì)NOx的還原功能 ,在催化劑的作用下將 NOx (主要是NO)還原為對(duì)大氣沒(méi)有多少影響的 N2和水 ,還原劑為 NH3。 選擇性非催化還原(SNCR)脫硝技術(shù) SNCR 方法主要是將含氮的還原劑(尿素、氨水或液氨)噴入到溫度為850～1100℃ 的煙氣中，使其發(fā)生還原反應(yīng)，脫除NOx，生成氮?dú)夂退Ｓ捎谠谝欢囟确秶坝醒鯕獾那闆r下，含氮還原劑對(duì)NOx的還原具有選擇性，同時(shí)在反應(yīng)中不需要催化劑，因此稱之為選擇性非催化還原。SNCR系統(tǒng)的主要設(shè)備均采用模塊化設(shè)計(jì)，主要有還原劑儲(chǔ)存與輸送模塊、稀釋水模塊、混合計(jì)量模塊、噴射模塊組成。 SNCR-SCR聯(lián)合工藝脫硝技術(shù) SNCR/SCR聯(lián)合工藝是將SNCR技術(shù)與SCR技術(shù)聯(lián)合應(yīng)用，即在爐膛上部850～1100℃的高溫區(qū)內(nèi)，以尿素等作為還原劑，還原劑通過(guò)計(jì)量分配和輸送裝置精確分配到每個(gè)噴槍，然后經(jīng)過(guò)噴槍噴入爐膛，實(shí)現(xiàn)NOx的脫除，過(guò)量逃逸的氨隨煙氣進(jìn)入爐后裝有少量催化劑的SCR脫硝反應(yīng)器，實(shí)現(xiàn)二次脫硝。 SNCR/SCR混合法脫硝系統(tǒng)主要由還原劑存儲(chǔ)與制備、輸送、計(jì)量分配、噴射系統(tǒng)、煙氣系統(tǒng)、SCR脫硝催化劑及反應(yīng)器、電氣控制系統(tǒng)等幾部分組成 電子束聯(lián)合脫硫脫硝技術(shù) 利用陰極發(fā)射并經(jīng)電場(chǎng)加速形成高能電子束，這些電子束輻照煙氣時(shí)產(chǎn)生自由基，再和SOx和NOx反應(yīng)生成硫酸和硝酸，在通入氨氣(NH3)的情況下，產(chǎn)生(NH4)2SO4和NH4NO3氨鹽等副產(chǎn)品。脫硫率90%以上，脫硝率80%以上。 這種技術(shù)可以同時(shí)脫除煙氣中的SOx和NOx，對(duì)煙氣的條件有較好的適應(yīng)性和負(fù)荷跟蹤，副產(chǎn)品為硫酸銨和硝酸銨的混合物，可以做肥料。但耗電量大(約占廠用電的2%)，運(yùn)行費(fèi)用高。 目前國(guó)內(nèi)多為單獨(dú)脫硫脫硝技術(shù)，這種方式造成設(shè)備重復(fù)建設(shè)，能耗大，人員成本、運(yùn)行成本高，而同時(shí)脫硫脫硝技術(shù)則可以在一定程度上避免此類問(wèn)題的發(fā)生。

鋼鐵企業(yè)的效益，就是把采購(gòu)上來(lái)的鐵原料通過(guò)燒結(jié)機(jī)、豎爐、高爐、轉(zhuǎn)爐、軋機(jī)等工藝設(shè)備，分別加工成燒結(jié)礦、球團(tuán)礦、生鐵、鋼坯、鋼材等中間產(chǎn)品和終端產(chǎn)品，再通過(guò)外銷取得的綜合差價(jià)，也可以說(shuō)是取得的加工費(fèi)用，稱之為鋼鐵企業(yè)的直接利潤(rùn)。這種直接利潤(rùn)受市場(chǎng)行情影響比較大，也可以說(shuō)是不可控的。 但是，在鋼鐵聯(lián)合企業(yè)的全流程生產(chǎn)過(guò)程中，在燒結(jié)、高爐、煉鋼、軋鋼各工序還存在幾種附屬產(chǎn)品，如：燒結(jié)的余熱、高爐的余壓、煤氣和水渣；煉鋼的煤氣、余熱、鋼渣；軋鋼的余熱等，綜合回收好了，可產(chǎn)生不錯(cuò)的效益！而且這種效益不管市場(chǎng)行情如何，只要企業(yè)還在生產(chǎn)，這種效益是踏踏實(shí)實(shí)的存在，是固定不變的，也不會(huì)受市場(chǎng)行情的波動(dòng)產(chǎn)生影響。特別是在市場(chǎng)行情低迷的情況下，那個(gè)企業(yè)在這方面做的好（設(shè)備配置的好），就可以立于不敗之地，或者說(shuō)是比其他企業(yè)虧得少。 下面從幾個(gè)主要方面分別闡述一下各自的效益： 以下計(jì)算按照某鋼鐵廠項(xiàng)目新生產(chǎn)線裝備配置的標(biāo)配產(chǎn)量計(jì)算，并且各廠產(chǎn)量和各種介質(zhì)的回收按照“就小不就大”的原則進(jìn)行計(jì)算，燒結(jié)5300t，高爐煉鐵3100t，煉鋼3100t，軋鋼3100t（不考慮鋼鐵料消耗和成材率）。而各種介質(zhì)在各生產(chǎn)環(huán)節(jié)上的自用，按照“就大不就小”的原則進(jìn)行計(jì)算。 一、煤氣發(fā)電 1、煤氣發(fā)生量 【1】高爐煤氣發(fā)生量： 高爐在冶煉過(guò)程中，需要加入一定比例的焦炭和煤粉等燃料，通過(guò)這些燃料的燃燒，去熔化鐵礦石等原料，并產(chǎn)生大量的co、H2等還原性氣體來(lái)還原鐵原料中的氧化鐵，從而達(dá)到把鐵原料中的鐵給還原出來(lái)。在這個(gè)過(guò)程中，會(huì)富余大量的co，也就是我們所說(shuō)的煤氣。 這些富余下來(lái)的煤氣，除了提供鋼鐵企業(yè)其它工序的熱能以外，還會(huì)剩余一部分，可用來(lái)發(fā)電。發(fā)出的電，又可以抵扣鋼鐵企業(yè)從電網(wǎng)上所用的電能。從而降低鋼鐵企業(yè)的制造費(fèi)用，間接的增加了鋼鐵企業(yè)的利潤(rùn)，也就是本篇文章所分析的附加利潤(rùn)或附屬產(chǎn)品的利潤(rùn)。 理論上講，噸鐵最多可以產(chǎn)生1750m3的煤氣。但是，根據(jù)鋼鐵企業(yè)所用燃料質(zhì)量不同、爐子大小不同、裝備選型不同、風(fēng)機(jī)配備大小不同、以及企業(yè)采購(gòu)的原料不同、工長(zhǎng)操作水平高低，都會(huì)影響煤氣的回收率。根據(jù)經(jīng)驗(yàn)和“就小不就大”的保守計(jì)算方法，在此我們暫定為1600m3/t鐵。 【2】轉(zhuǎn)爐煤氣發(fā)生量： 轉(zhuǎn)爐煤氣發(fā)生量按照Co含量的不同，理論上為70～140m3/t鋼。在此折中，或者按烤包使用方便考慮，按噸鋼回收80m3計(jì)算（Co的濃度比較高，熱值約為高爐煤氣的兩倍）。 由于高爐煤氣和轉(zhuǎn)爐煤氣熱值不同，折算為高爐煤氣為80×1400/750＝150m3/t鋼（鐵）。 綜上所述，噸鐵煤氣發(fā)生量：【1】＋【2】＝1600＋150＝1750m3/t鐵。 2、各工序使用量：（與回收相反，使用量按照“就大不就小”的原則計(jì)算） ①高爐熱風(fēng)爐自用，理論上使用煤氣發(fā)生量的40%，（熱風(fēng)爐按三個(gè)計(jì)算，一燒、一送、一保溫）：1600×40%＝640m3/t鐵。 ②燒結(jié)點(diǎn)火使用量，理論上噸礦60m3。折算到鐵，入爐礦品位按57%，礦比為1.75，燒結(jié)礦返粉按12%，則噸鐵（礦）消耗為1.75×60/（1-12%）＝120m3/t鐵。 ③白灰使用量，理論上噸灰使用1600m3，（龍海白灰300t）。則噸鐵消耗為1600×300/3100＝155m3。 ④軋鋼加熱爐使用量，熱送：150～200m3，取大值200m3/t鋼；冷送：360～430m3，取大值430m3/t鋼；在此按熱送200m3/t鋼計(jì)算。 ⑤烤鐵包使用量，按某鋼鐵廠新線估算120m3/t鐵計(jì)算。 ⑥噴煤使用量，按某鋼鐵廠新線估算40m3/t鐵計(jì)算。 ⑦煉鋼自用（烤大包、中包等）約40m3/t轉(zhuǎn)爐煤氣，因此外送煤氣折成高爐煤氣75m3/t鐵。 各工序使用量：①＋②＋③＋④＋⑤＋⑥＋⑦＝1350m3/t鐵。 3、噸鐵煤氣富余量： 1750—1350＝400m3/t。 4、普通發(fā)電機(jī)組 理論上4m3煤氣發(fā)一度電，實(shí)際生產(chǎn)中需要4.2m3煤氣發(fā)一度電。那么，富余的400m3煤氣噸鐵可發(fā)電為：400/4.2＝95KWH。 綜上所述，某鋼鐵廠項(xiàng)目老生產(chǎn)線三座350m3小高爐產(chǎn)量按3150t計(jì)算，富余煤氣每小時(shí)可發(fā)電95×3150/24＝12468.75KWH。也就是說(shuō)，可配套一座1.2萬(wàn)KW的電廠。 新生產(chǎn)線一座880m3產(chǎn)量與老生產(chǎn)線相同，也可以配套一座1.2萬(wàn)KW的電廠。 某鋼鐵廠項(xiàng)目如果一條生產(chǎn)線生產(chǎn)，產(chǎn)能120萬(wàn)噸，那么一年僅煤氣回收一項(xiàng)，產(chǎn)生的效益可達(dá)120萬(wàn)×95KWH×0.6元/KWH＝6240萬(wàn)元。 折合到噸鐵：95KWH×0.6元/KWH＝57元/t 如果老生產(chǎn)線的三座小高爐置換成一座1260m3（我們可以參照成熟爐型，建一座1296m3的高爐，日產(chǎn)量可達(dá)4200噸以上）產(chǎn)量按4000噸計(jì)算，產(chǎn)能為140萬(wàn)噸，再加上880m3高爐的產(chǎn)能120萬(wàn)噸。那么煤氣發(fā)電可產(chǎn)生的效益為（120＋140）×95×0.6＝14820萬(wàn)元，約為1.5億元。 三座小高爐置換成一座大高爐，兩條生產(chǎn)線生產(chǎn)，產(chǎn)能提高后可建一座超高溫、超高壓的發(fā)電機(jī)組，因?yàn)檫@種機(jī)組與普通機(jī)組相比，每度電可節(jié)省一立方煤氣，從而可以多發(fā)電，多產(chǎn)生效益。噸鐵還按富余400m3煤氣計(jì)算，噸鐵可發(fā)電400/3.2＝125KWH。 兩條生產(chǎn)線產(chǎn)能還按260萬(wàn)噸計(jì)算，那么一年煤氣發(fā)電產(chǎn)生的效益為260萬(wàn)×125KWH×0.6元＝19500萬(wàn)元。 潛力： 我們可以算一筆帳：如果發(fā)電的話，收益是1.95億元。倘若剩余的10億方煤氣全部用來(lái)生產(chǎn)化工產(chǎn)品，比如乙二醇，可生產(chǎn)131萬(wàn)噸（僅按煤氣量計(jì)算，當(dāng)然還要加氫），有專家測(cè)算：年產(chǎn)10萬(wàn)噸乙二醇，按市場(chǎng)價(jià)7000元計(jì)，扣除發(fā)電后年利潤(rùn)為2.5億元。由此可見(jiàn)，剩余煤氣當(dāng)作化工原料氣，潛力巨大。 二、高爐噴煤由洗精煤改為全煙煤 由于洗精煤和煙煤的價(jià)格在市場(chǎng)上最少相差100—200元/t，而且精煤和煙煤在高爐使用上的效果相差不是很大，如果高爐噴煤由精煤改為全煙煤的話，一年下來(lái)可節(jié)省大量的費(fèi)用，從而產(chǎn)生不錯(cuò)的額外效益。 從武安現(xiàn)有的十六家鋼鐵企業(yè)來(lái)說(shuō)，由于高爐建設(shè)的比較早，當(dāng)時(shí)的噴煤設(shè)備和工藝技術(shù)還達(dá)不到使用全煙煤的水平。不過(guò)武安的大部分企業(yè)已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了這種潛在的利潤(rùn)點(diǎn)，在生產(chǎn)過(guò)程中已經(jīng)嘗試著添加一部分煙煤，但最多配比不超過(guò)30%（煙煤中揮發(fā)分過(guò)高，配比太高容易發(fā)生爆炸等安全事故）。 隨著噴煤技術(shù)的發(fā)展，武安（目前武安鑫匯的1080m3、裕華的6#、7#高爐和明芳的一座高爐等幾座高爐也改為全煙煤設(shè)計(jì)的噴煤）和全國(guó)各地在最近幾年新上的高爐，已經(jīng)采用了這種全煙煤的技術(shù)和設(shè)備。 以邢臺(tái)某鋼鐵廠項(xiàng)目一條生產(chǎn)線測(cè)算，噸鐵按160Kg計(jì)算，那么一年可節(jié)?。?20萬(wàn)×0.160t×100元＝2000萬(wàn)元。 折合到噸鐵：0.16t/t×100元/t＝16元/t 潛力：最近中鋼研與邢鋼簽定了低碳富氫煉鋼協(xié)議，主要是焦?fàn)t煤氣噴吹煉鋼。利用焦?fàn)t煤氣中的氫氣煉鋼，最重要的環(huán)保意義是超低排放。同時(shí)，大幅度降低了焦炭消耗。 三、燒結(jié)余熱回收 燒結(jié)的余熱回收可分為兩種模式：一是把燒結(jié)礦（和大煙道）中的熱量在環(huán)冷（帶冷）機(jī)上回收，通過(guò)鍋爐產(chǎn)生蒸氣，送到發(fā)電機(jī)組直接轉(zhuǎn)換為電能；二是產(chǎn)生蒸氣后不用送到發(fā)電機(jī)組，而是直接送到主抽風(fēng)機(jī)的SHRT（汽拖）設(shè)備上，給主抽風(fēng)機(jī)以輔助動(dòng)能，從而達(dá)到節(jié)省電能的目的。 這兩種方式在現(xiàn)實(shí)生產(chǎn)中都可利用，為了達(dá)到更好的回收目的，好多廠家往往兩種方式共同使用。 兩種方式的比較： 第一種方式可以把煉鋼轉(zhuǎn)爐和軋鋼加熱爐產(chǎn)生的蒸氣通過(guò)發(fā)電鍋爐重新加熱，產(chǎn)生更多的蒸氣，通過(guò)發(fā)電機(jī)組產(chǎn)生更多的電能。 第二種方式可以更好的回收大煙道中的熱能，并且不用投資建設(shè)發(fā)電機(jī)組，節(jié)省大量資金（SHRT的投資遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于發(fā)電機(jī)組的投資，而且基本上不占用場(chǎng)地。），也利于設(shè)備的維護(hù)和使用。 產(chǎn)生的效益： 目前的燒結(jié)余熱回收廠家的技術(shù)，理論上噸礦可回收18KWH，扣除回收設(shè)備的自用，實(shí)際上可回收13、14KWH。 龍海新燒結(jié)產(chǎn)量按5300t計(jì)算，14×5300/24＝3100KWH。也就是說(shuō)每小時(shí)可發(fā)電3100度，3100×0.6＝1860元。 一年產(chǎn)生的效益為14×5300×0.6×360＝1600萬(wàn)元。 折合到噸鐵14KWH×0.6元/KWH×（1/【1—12%】）×1.75礦比×0.85配比＝14.2元/t。 燒結(jié)的余熱回收目前又有了一種新技術(shù)，稱之為豎冷窯余熱發(fā)電，這種技術(shù)最大限度的回收了燒結(jié)礦的余熱，防止了熱量的流失。此豎冷窯技術(shù)已在天津天豐鋼鐵和南部一鋼鐵企業(yè)320m2的燒結(jié)機(jī)上運(yùn)行試驗(yàn)了好幾年，特別是在南部的這家鋼鐵企業(yè)運(yùn)行試驗(yàn)的非常好，據(jù)說(shuō)噸礦可回收20～30KWH的電。 潛力：參照本自媒體相關(guān)文章 鋼鐵工業(yè)余熱淘金（中）：我市鋼鐵余熱利用新路徑 四、高爐爐頂煤氣的余壓回收 高爐煤氣余壓的回收可分為TRT和BPRT，它們回收的效果基本相同。只是前者需要建設(shè)一座發(fā)電機(jī)組，并且需要建設(shè)廠房等配套設(shè)施，占地面積也比較大。而后者與前者相比，則克服了前者的劣勢(shì)，直接建在風(fēng)機(jī)廠房與風(fēng)機(jī)相聯(lián)即可，并且相對(duì)前者來(lái)說(shuō)投資還少。 同樣一座高爐，由于頂壓不同，煤氣流量、溫度的不同，煤氣除塵效果的不同，以及高爐操作水平的不同，高爐穩(wěn)定順行狀況的不同，都會(huì)影響噸鐵的發(fā)電量。因此，根據(jù)各鋼鐵企業(yè)的實(shí)際情況，高爐余壓噸鐵的發(fā)電量在20～40KWH之間。在此，我們暫且定為噸鐵發(fā)電量為30KWH。 還以某鋼廠為例，880m3高爐產(chǎn)量以3100計(jì)算，余壓發(fā)電每小時(shí)為30×3100/24＝3900KW。 單爐一年產(chǎn)生的效益為：30KWH/t×120萬(wàn)噸t×0.6元/KWH＝2160萬(wàn)元。 五、鋼鐵工業(yè)固體廢棄物 1、水渣 水渣和煤氣是高爐冶煉最主要的兩種附屬產(chǎn)品，一般情況下，鋼鐵企業(yè)把高爐生產(chǎn)的水渣直接進(jìn)行外賣，回收一部分資金，從而沖減高爐的煉制成本。 水渣的產(chǎn)量根據(jù)高爐用料好壞的不同，噸鐵產(chǎn)量水渣的產(chǎn)量也不一樣，一般情況下是噸鐵的40%。 還以某鋼廠為例，一座880m3，產(chǎn)能按120萬(wàn)噸計(jì)算，那么水渣的直接效益為120萬(wàn)噸×40%×60元（2017年3月份水渣的價(jià)格）＝2880萬(wàn)元。 噸鐵成本水渣可沖減1×40%×60＝24元。 另外，有的鋼鐵企業(yè)把水渣進(jìn)行烘干后，磨成超細(xì)粉，賣給攪拌站直接代替部分水泥使用，它利潤(rùn)折算到噸鐵在30～60元之間。 特別是今年水泥的價(jià)格比往年翻番的情況下，效益更是可觀。 潛力：高爐渣顯熱利用是鋼鐵企業(yè)最后一個(gè)沒(méi)有被高效利用的能源，國(guó)內(nèi)科研單位正在攻關(guān)。高爐渣顯熱化學(xué)吸收利用很可能在天然氣吸收利用方面率先取得突破，并最終改變鋼鐵企業(yè)單一鋼鐵產(chǎn)品的格局。 2、鋼渣 煉鋼生產(chǎn)出來(lái)的鋼渣，經(jīng)過(guò)鋼渣場(chǎng)破碎、篩分、磁選后，選出的廢鋼和含鐵料給煉鋼和燒結(jié)使用，剩余的廢渣則直接外賣，價(jià)格大約在10～30元/t之間，在此按照鋼鐵企業(yè)的平均價(jià)格20元/t計(jì)算。 煉鋼噸鋼產(chǎn)渣約300Kg，按120萬(wàn)噸產(chǎn)能計(jì)算，廢渣可沖減成本為120萬(wàn)噸×0.3t×20元＝720萬(wàn)元。 另外，隨著前年河南一養(yǎng)老院失火，燒死十幾個(gè)老人后，國(guó)家出臺(tái)政策，用彩鋼瓦建房，不準(zhǔn)再用夾泡沫的彩鋼瓦建設(shè)，只能用夾具有阻燃、保溫性能的巖棉的彩鋼瓦建設(shè)。因此，在全國(guó)各地，特別是在武安地區(qū)鋼渣棉廠如“雨后春筍”般地建設(shè)起來(lái)，如裕華在建的武安最大的巖棉廠。 而生產(chǎn)巖棉最主要的材料就是煉鋼的廢渣和煉鐵的旱渣，它的效益也是非常的可觀。 潛力：參照本自媒體相關(guān)文章 鋼渣自述：從此我的名字叫鋼寶丨武安鋼鐵全產(chǎn)業(yè)鏈廢棄物綜合利用專輯（1） 鋼鐵工業(yè)余熱淘金（中）：我市鋼鐵余熱利用新路徑 3、高爐的布袋、電除塵灰 高爐的這種除塵灰，由于里面含鐵和含碳只有百分之十幾，而且含有的有害元素非常的多，已經(jīng)沒(méi)有回收的價(jià)值，大部分企業(yè)選擇外賣，而且價(jià)格還非常的低，有時(shí)候還賠錢讓人往外拉，可謂得不償失。 有的企業(yè)則從中提出氧化鋅來(lái)，還有它的附屬產(chǎn)品45個(gè)品位左右的燒結(jié)礦，一年的效益也有500～1000萬(wàn)元左右。但是，建這種廠有兩個(gè)前提條件，一是除塵灰月產(chǎn)量要達(dá)到3000噸以上（目前龍海單線生產(chǎn)還達(dá)不到這個(gè)條件），二是高爐所用原料含Zn量達(dá)到一定的比例。 4、燒結(jié)的機(jī)頭、機(jī)尾除塵灰 燒結(jié)所用原料中除含鐵外，還含有少量的貴金屬，如金、銀等，當(dāng)然還含有大量的有害元素。 大部分企業(yè)把這種除塵灰，重新進(jìn)行配料，參與燒結(jié)的再生產(chǎn)。這無(wú)疑是把低鐵料、高有害元素的除塵灰往復(fù)的添加到燒結(jié)礦中循環(huán)使用，對(duì)燒結(jié)礦的質(zhì)量和高爐的操作、使用壽命產(chǎn)生影響。 燒結(jié)除塵灰除了從中提煉出氯化銀外，還可以提煉出鐵粉供燒結(jié)使用。這種提煉設(shè)備投資不高，約在一百萬(wàn)元左右，而它產(chǎn)生的效益一年約在1000萬(wàn)元左右。 建廠條件，燒結(jié)除塵灰的月產(chǎn)量在1000噸左右。 綜上所述，按某鋼鐵廠一條生產(chǎn)線生產(chǎn)從上面幾個(gè)大項(xiàng)上計(jì)算，噸鐵產(chǎn)生的效益分別為： （1）煤氣：95KWH/t×0.6元/KWH＝57元/t。 （2）噴煤全煙煤噴煤：0.16t/t×100元/t＝16元/t。 （3）燒結(jié)余熱：14KWH/t×0.6元/KWH×1.75×0.85/（1—12%）t＝14元/t （4）高爐煤氣余壓：按30元/t （5）水渣：按直接外賣，且不做深加工計(jì)算，而且不按現(xiàn)在的市場(chǎng)行情60元/t計(jì)算，在此斬定為30元/t。 折合到噸鐵為30元/t×40%＝12元/t。 （6）廢鋼渣：按20元/t。 折合到噸鐵為20元/t×30%＝6元/t。 那么，（1）＋（2）＋（3）＋（4）＋（5）＋（6）＝57＋16＋14＋30＋12＋6＝135元/t。也就是說(shuō)鋼鐵企業(yè)在生產(chǎn)過(guò)程中，噸鐵（鋼）除了取得的正常利潤(rùn)外，噸鐵（鋼）產(chǎn)生的附屬產(chǎn)品，只要投資到位，選型合適，噸鐵（鋼）還可最少取得135元的額外利潤(rùn)！ 綜上所述：某鋼鐵廠一條生產(chǎn)線，產(chǎn)能按照120萬(wàn)噸計(jì)算，附屬產(chǎn)品一年的利潤(rùn)為：120萬(wàn)t×135元/t＝16200萬(wàn)元。

摘要：與煉鐵同仁探討當(dāng)前國(guó)內(nèi)大環(huán)境下煉鐵所遇到的分歧和問(wèn)題，糾正概念上的誤導(dǎo)。本文由三部分系統(tǒng)闡述：1）精料技術(shù)，2）科學(xué)評(píng)價(jià)高爐生產(chǎn)效率，3）目前國(guó)內(nèi)高爐生產(chǎn)一代爐齡偏短、事故頻發(fā)的分析。精料曾經(jīng)是高爐煉鐵的重要手段和目標(biāo)，但是由于低成本煉鐵，對(duì)精料技術(shù)產(chǎn)生了懷疑，甚至由于部分企業(yè)、專家的鼓吹使得精料技術(shù)有了倒退，買礦的低成本并不代表煉鐵的低成本。每個(gè)高爐都有自己的生產(chǎn)特點(diǎn)，科學(xué)計(jì)算的方法的分析、認(rèn)識(shí)本高爐生產(chǎn)的現(xiàn)狀，并且有理可依的正確提高生產(chǎn)效率。高爐長(zhǎng)壽是一個(gè)系統(tǒng)復(fù)雜的工程，中部、下部都有相應(yīng)的問(wèn)題，本文著重介紹了高爐中部的掛渣系統(tǒng)影響因素，爐缸側(cè)壁的保護(hù)方法。高爐爐缸的維護(hù)是建立在檢測(cè)系統(tǒng)之上的，因此，檢測(cè)數(shù)據(jù)是科學(xué)判斷的基礎(chǔ)。 關(guān)鍵詞：煉鐵；高爐；精料；生產(chǎn)效率；長(zhǎng)壽； 3.扭轉(zhuǎn)高爐一代爐齡短，且頻繁出現(xiàn)事故現(xiàn)象 高爐長(zhǎng)壽是一個(gè)系統(tǒng)工程，它由設(shè)計(jì)、筑爐、檢測(cè)、操作等多方面因素綜合形成的結(jié)果。有關(guān)這方面的解釋，我們已在過(guò)去幾次會(huì)議介紹過(guò)，因篇幅限制，不再重復(fù)，現(xiàn)在高爐建成投產(chǎn)以后如何來(lái)維護(hù)，克服存在問(wèn)題而避免事故，延長(zhǎng)高爐壽命。 調(diào)研表明生產(chǎn)中決定壽命的是兩個(gè)部位：高爐中部的爐身下部，爐腰爐腹部位和高爐下部爐缸側(cè)壁部位。前者表現(xiàn)為渣皮頻繁脫落，銅冷卻壁大量過(guò)早燒壞而被迫停爐。后者表現(xiàn)為側(cè)壁溫度身高異常，殘余厚度300mm左右，嚴(yán)重時(shí)出現(xiàn)漏鐵，甚至燒穿而被迫停爐。 3.1高爐中部問(wèn)題 生產(chǎn)中這部位要維持穩(wěn)定的渣皮來(lái)保護(hù)。因此對(duì)影響渣皮的因素要做全面了解，并采取有效的措施來(lái)保護(hù)，經(jīng)過(guò)我們的研究，影響渣皮的因素較多，分析如下： （1）爐氣溫度對(duì)渣皮的影響 爐氣溫度溫度升高導(dǎo)致?tīng)t氣與冷卻壁熱面熱量交換增大，冷卻壁本體溫度升高，不利于爐渣在冷卻壁表面的凝結(jié)； 銅冷卻壁本體測(cè)溫?zé)犭娕嫉臏囟饶芤欢ǔ潭壬戏磻?yīng)冷卻壁熱面狀況及掛渣情況，但其測(cè)量值低于冷卻壁本體最高溫度，因此不能以之作為判斷冷卻壁是否安全工作的標(biāo)準(zhǔn)。 爐氣溫度溫度升高導(dǎo)致?tīng)t氣與冷卻壁熱面熱量交換增大，渣皮厚度逐漸減??；煤氣溫度頻繁波動(dòng)導(dǎo)致渣皮厚度頻繁變化，易引起渣皮整體脫落。 （2）冷卻制度對(duì)渣皮的影響 銅冷卻壁對(duì)冷卻水流速的變化比較敏感：在水流速值較小時(shí)（<1.5m/s），增大水流速能顯著降低冷卻壁本體溫度，保護(hù)冷卻壁;而水流速較大時(shí)(>1.5m/s)，水速的增大對(duì)冷卻壁的降溫效果很微弱。 爐氣溫度越高，增大水速對(duì)冷卻壁的降溫效果越明顯。 冷卻水溫度的降低能顯著降低銅冷卻壁本體溫度，冷卻水溫度每降低1℃，壁體溫度也將降低約1℃。 在水流速值已經(jīng)較大時(shí)，應(yīng)采取降低冷卻水進(jìn)水溫度的方式來(lái)調(diào)節(jié)冷卻壁本體溫度，而非盲目追求高水速。 由于渣皮導(dǎo)熱率很?。s1.2~2.0W/(m·K)），因此冷卻水流速及冷卻水溫度的變化對(duì)渣皮厚度的影響很??； 調(diào)整冷卻制度的意義在于調(diào)整冷卻壁本體溫度，保護(hù)冷卻壁不被燒壞，而非調(diào)整渣皮厚度。 （3）爐渣性質(zhì)對(duì)渣皮的影響 爐渣在冷卻壁熱面凝固的臨界溫度定義為“掛渣溫度”； 掛渣溫度越高，冷卻壁本體溫度越低；較高的掛渣溫度能提高冷卻壁對(duì)爐氣溫度的適應(yīng)能力： 掛渣溫度1050℃：臨界溫度1370℃； 掛渣溫度1100℃：臨界溫度1395℃； 掛渣溫度1150℃：臨界溫度1430℃； 掛渣溫度越高，渣皮厚度越大，但渣皮厚度隨爐溫波動(dòng)而顯著變化； 掛渣溫度越低，渣皮厚度越小，但渣皮厚度隨爐溫波動(dòng)的變化較??； 掛渣溫度不宜過(guò)高，也不宜過(guò)低，應(yīng)保證適宜的掛渣溫度以保證厚度合適且穩(wěn)定的渣皮。 爐渣導(dǎo)熱率越高，渣皮的厚度越大； 對(duì)于不同的爐料結(jié)構(gòu)，所能形成的渣皮厚度不同，爐料結(jié)構(gòu)調(diào)整時(shí)，應(yīng)多關(guān)注冷卻壁渣皮厚度的變化及冷卻壁本體溫度的變化 （4）鑲磚材質(zhì)對(duì)渣皮的影響 爐氣溫度較低時(shí)，鑲磚導(dǎo)熱率的變化對(duì)冷卻壁本體溫度影響較?。? 爐氣溫度較高時(shí)，鑲磚導(dǎo)熱率的變化對(duì)冷卻壁本體溫度的影響較大，且爐溫越高，影響越明顯。 鑲磚導(dǎo)熱率變化對(duì)筋肋位置渣皮厚度的影響較小，但對(duì)燕尾槽位置渣皮厚度有較大影響； 燕尾槽內(nèi)鑲磚被爐渣取代后，筋肋和燕尾槽位置渣皮厚度均明顯減小； 銅冷卻壁熱面爐襯可不采用優(yōu)質(zhì)耐火材料，但燕尾槽內(nèi)應(yīng)采用導(dǎo)熱率較高，且壽命較長(zhǎng)的鑲磚。 （5）渣皮厚度變化對(duì)其穩(wěn)定性的影響 冷卻壁本體應(yīng)力值隨著渣皮厚度的增大呈現(xiàn)先下降，后上升的趨勢(shì)，在計(jì)算條件下，渣皮厚度約20mm時(shí)冷卻壁本體應(yīng)力值最??； 在各渣皮厚度條件下，冷卻壁本體應(yīng)力均隨著爐氣溫度的升高而升高； 冷卻壁渣皮厚度并非越大越好，而應(yīng)控制在合理的范圍內(nèi)以降低冷卻壁本體應(yīng)力，延長(zhǎng)冷卻壁使用壽命。 銅材與爐渣的結(jié)合能力很弱，因此冷卻壁主要依靠爐渣與鑲磚的結(jié)合實(shí)現(xiàn)掛渣； 渣-磚界面應(yīng)力值隨著渣皮厚度的增大呈現(xiàn)先下降，后上升的趨勢(shì)，在計(jì)算條件下，渣皮厚度約28mm時(shí)渣-磚界面應(yīng)力值最小； 為保證爐渣與鑲磚穩(wěn)定結(jié)合，應(yīng)保持渣皮厚度在合適的范圍內(nèi)且維持穩(wěn)定。 （6）水速變化對(duì)渣皮穩(wěn)定性的影響 冷卻水流速增大后，冷卻壁熱面溫度降低，但渣層的溫度梯度增大，導(dǎo)致渣層應(yīng)力值有所上升，但上升幅度很??； 在渣皮厚度較小時(shí)，水流速的增大對(duì)渣-磚界面應(yīng)力的影響較大；渣皮厚度較大時(shí)，水速的變化基本不影響壁體及渣-磚界面應(yīng)力的大小。 渣-磚界面應(yīng)力的頻繁波動(dòng)易導(dǎo)致渣皮脫落，因此應(yīng)盡量保持水流速的穩(wěn)定（尤其在渣皮厚度較小時(shí)）。 （7）爐型結(jié)構(gòu)對(duì)渣皮的影響 冷卻水流速變化對(duì)冷卻壁本體及渣-磚交界面處應(yīng)力的的影響 “等效爐腹角”：風(fēng)口頂端和爐腹-爐腰折點(diǎn)連線與水平線之間夾角； 在經(jīng)過(guò)軟熔帶整流前，隨著等效爐腹角的增大，煤氣流速逐漸增大，對(duì)冷卻壁沖刷加強(qiáng)，影響渣皮穩(wěn)定性及冷卻壁壽命。 采用薄壁爐襯后，無(wú)法依靠操作形成合理操作爐型，原始設(shè)計(jì)爐型即為操作爐型，目前國(guó)內(nèi)許多高爐存在爐腹角過(guò)大的問(wèn)題，可依靠加長(zhǎng)風(fēng)口進(jìn)行調(diào)整，即調(diào)整“等效爐腹角”。 冷卻水流速變化對(duì)冷卻壁本體及渣-磚交界面處應(yīng)力的的影響 軟熔帶位置越高，冷卻壁熱面煤氣流速越大，對(duì)冷卻壁的沖刷作用越強(qiáng)，影響渣皮穩(wěn)定性及冷卻壁壽命。 不同的軟熔帶形狀及位置均會(huì)影響冷卻壁熱面煤氣流速，對(duì)冷卻壁穩(wěn)定掛渣產(chǎn)生影響。 通過(guò)調(diào)研搞清楚影響因素，我們提出渣皮的合理操作措施的建議如下： ①.上部調(diào)劑：利用合理的裝料制度控制邊緣煤氣流，打開中心，減少邊緣煤氣流對(duì)渣皮的沖刷，并提高煤氣利用率。 ②.選擇合理的爐料結(jié)構(gòu)，調(diào)整軟熔帶位置，保證合理的煤氣流分布； ③.選用合理的造渣制度，控制爐渣的流動(dòng)性及掛渣溫度； ④.下部調(diào)劑：適當(dāng)縮小風(fēng)口面積和風(fēng)口長(zhǎng)度，并適當(dāng)采用斜風(fēng)口，使鼓風(fēng)動(dòng)能增加，吹透中心，抑制邊緣煤氣流； ⑤.噴煤和富氧合理結(jié)合：富氧后風(fēng)口回旋區(qū)體積減小，邊緣發(fā)展；增加噴煤量可使?fàn)t缸煤氣量增大，回旋區(qū)體積增大，利于中心發(fā)展。因此，可在條件允許的情況下提高富氧，并配合以合理的噴煤量。 ⑥.高風(fēng)溫操作：高風(fēng)溫帶入熱量替代了部分焦炭燃燒熱量，CO減少，爐缸溫度較高而爐身、爐腰、爐腹溫度下降，利于渣皮穩(wěn)定存在。 ⑦.冷卻水速的增大和冷卻水溫的降低對(duì)銅冷卻壁本體降溫效果明顯，但對(duì)渣皮厚度的調(diào)整作用不大。水速和水溫的波動(dòng)易引起爐渣和壁體鑲磚結(jié)合位置應(yīng)力的波動(dòng)，因此應(yīng)盡量保證水速及水溫的穩(wěn)定。 3.2高爐下部爐缸側(cè)壁問(wèn)題 生產(chǎn)實(shí)踐和對(duì)高爐長(zhǎng)壽問(wèn)題調(diào)研，煉鐵工作者得出共識(shí)，建立穩(wěn)定的爐缸保護(hù)層以隔離鐵水和炭塊工作面的直接接觸，避免炭球被鐵水快速溶損，并在一代爐齡期間精心維護(hù)和維護(hù)時(shí)最關(guān)鍵的。我們將在今年昆明煉鐵年會(huì)上來(lái)討論這個(gè)問(wèn)題，這里簡(jiǎn)單說(shuō)明，供參考。 在爐缸保護(hù)層形成的機(jī)理上有共識(shí)內(nèi)容也有分歧觀點(diǎn)。共識(shí)之處是保護(hù)層是通過(guò)冷卻炭塊工作面溫度下降，通過(guò)鐵水與炭塊工作面的熱交換，將靠近工作面的鐵水溫度下降。隨著鐵水溫度的下降，鐵水析出石墨和高熔點(diǎn)的化合物（例如鈦礦護(hù)爐的TiC，TiN，Ti(C，N)）形成黏稠的保護(hù)層隔離了主流鐵水與炭塊的直接接觸而保護(hù)爐缸側(cè)壁。 分歧之處是一部分專家認(rèn)為保護(hù)層是凝固在炭塊表面的固態(tài)保護(hù)層，認(rèn)為生產(chǎn)中保護(hù)層沒(méi)有凝結(jié)在炭塊工作面，而只是黏稠狀的液態(tài)保護(hù)層，凝固層是高爐停爐后溫度下降才凝固的。 不論哪種觀點(diǎn)在爐缸形成穩(wěn)定保護(hù)層是爐缸長(zhǎng)壽的關(guān)鍵，因此對(duì)影響保護(hù)層生成與穩(wěn)定存在的因素要有足夠的了解。 通過(guò)我們的研究，影響因素主要有：爐缸側(cè)壁的冷卻，高爐的冶煉強(qiáng)度，生鐵成分，爐缸狀態(tài)，出鐵操作等。 （1）爐缸側(cè)壁的冷卻 保護(hù)層的形成和穩(wěn)定存在的決定性因素之一是炭塊工作表面能否達(dá)到形成保護(hù)層的溫度，中冶賽迪王剛等的兩個(gè)圖說(shuō)明了冷卻的狀態(tài)和影響因素，希望大家很好的理解。 氣隙的熱阻很大，影響傳熱，從而也影響碳磚表面溫度。氣隙的大小與碳磚表面溫度和保護(hù)層厚度成反比。消除氣隙是降低碳磚表面溫度和穩(wěn)定保護(hù)層厚度的重要手段。 冷卻時(shí)降低碳磚表面溫度的重要手段，前面已說(shuō)明冷卻的重要意義，研究冷卻對(duì)碳磚熱面溫度的結(jié)果如圖： 王剛等對(duì)保護(hù)層厚度與碳磚殘厚和氣隙厚度的情況研究后提出評(píng)估高爐狀態(tài)的意見(jiàn)，可供參考。 綜合炭磚殘厚、保護(hù)層厚度、氣隙厚度情況，分為非常好、好、一般、不好、差、很差、極差7級(jí)。 （2）冶煉強(qiáng)度 過(guò)高的冶煉強(qiáng)度是影響高爐長(zhǎng)壽的負(fù)面因素，單位時(shí)間內(nèi)強(qiáng)大的鐵水環(huán)流使炭磚工作表面溫度升高，不利于形成保護(hù)層，而且已形成的，在鐵水環(huán)流的沖刷下變薄，甚至消失，給環(huán)流鐵水磨損碳磚創(chuàng)造機(jī)會(huì)，碳磚被逐步滲蝕，剝落而減薄，最終形成象腳型（或稱蒜頭型）侵蝕，生產(chǎn)中側(cè)壁溫度急劇升高，就是這樣造成的。我們長(zhǎng)期提倡維持與冶煉條件相適應(yīng)的爐腹煤氣量生產(chǎn)以求形成穩(wěn)定的保護(hù)層。我們也提出在爐缸側(cè)壁出現(xiàn)警界狀態(tài)時(shí)，應(yīng)降低冶強(qiáng)，危險(xiǎn)時(shí)應(yīng)降低冶強(qiáng)20%，一直維持到停爐大修。 （3）生鐵成分 生鐵成分的影響主要是[C]和[Si]，在加鈦礦護(hù)爐時(shí)還有[Ti]。 高爐煉鐵生產(chǎn)的鐵水，其含碳是無(wú)法控制的，過(guò)去認(rèn)為高爐鐵水是飽和含碳的，但實(shí)際上高爐鐵水中含碳并沒(méi)有達(dá)到100%的飽和度，高的達(dá)到了94%，低的只有90%。這樣欠飽和度達(dá)到6%~10%，欠飽和度的鐵水在爐缸內(nèi)與碳磚接觸就要滲蝕炭塊。欠飽和度越大的鐵水就會(huì)將保護(hù)層內(nèi)的石墨碳溶解而破壞保護(hù)層，欠飽和度低的鐵水對(duì)保護(hù)層的形成和穩(wěn)定存在是有利的，我國(guó)寶鋼3號(hào)高爐第一代鐵水飽和度在93%以上，它長(zhǎng)壽達(dá)19年。 鐵水中的[Si]與碳的關(guān)系是，[Si]越高，[C]以石墨狀態(tài)存在于鐵水中就越多，鑄造生鐵就是實(shí)例。因此，[Si]高易于析出石墨碳形成保護(hù)層。過(guò)低的[Si]和稍高的[S]是對(duì)保護(hù)層的形成和穩(wěn)定存在是不利的，某些高爐生產(chǎn)低[Si]生鐵0.2%以下而生鐵中[S]達(dá)到0.05%以上，爐缸側(cè)壁受到嚴(yán)重侵蝕是不可取的。根據(jù)研究，我們提出，在加鈦?zhàn)o(hù)爐時(shí)，要將[Si]提高到0.5%，才使護(hù)爐有明顯效果。 [Ti]的影響表現(xiàn)在加鈦后在爐缸內(nèi)形成高熔點(diǎn)的TiC，TiN和Ti(C,N)化合物，比較少的質(zhì)點(diǎn)懸浮于鐵水中，與[Si]，[C]等形成的鈦球團(tuán)促使保護(hù)層的形成和穩(wěn)定存在，但要起作用需要鐵水中的[Ti]在0.1%以上。在警戒狀態(tài)時(shí)還要提高到0.2%~0.25%，要充分發(fā)揮護(hù)爐作用。加鈦?zhàn)o(hù)爐還要將[Si]提高達(dá)到[Ti]+[Si]=0.6%~0.7%。 （4）爐缸狀態(tài) 正常生產(chǎn)時(shí)要求有活躍的爐缸狀態(tài)：t理=2200±50℃，焦炭進(jìn)入燃燒帶時(shí)的溫度tc=75%t理，具有儲(chǔ)備熱＞630kJ/kg生鐵。與此同時(shí)中死料柱要有良好的透氣性和透液性，使高溫煤氣能穿透中心而加熱焦炭，鐵水，爐渣達(dá)到tL=0.75t理，t鐵水=tc-2000±50℃，t渣=t-150±50℃，同時(shí)出鐵時(shí)鐵水能穿過(guò)死料柱而減少環(huán)流，減少高速環(huán)流對(duì)保護(hù)層的沖擊。 （5）出鐵 搞好除鐵和維護(hù)好出鐵口是維持穩(wěn)定保護(hù)層的重要內(nèi)容，這要求我們轉(zhuǎn)變傳統(tǒng)理念，減少出鐵次數(shù)（大型高爐6~8t/min，中小高爐4~5t/min）維持合適的出鐵口深度（出鐵口前形成的泥炮厚度，大高爐不超過(guò)1000mm，以800mm尾號(hào)，中小高爐不超過(guò)800mm，以600mm為好）選擇好炮泥，炮泥質(zhì)量應(yīng)保證開口順利，堵口有效，而且至少要保證20min出鐵穩(wěn)定，此外要避免風(fēng)口，冷卻壁漏水。 總之要使保護(hù)層形成和穩(wěn)定存在，必須要有完善的冷卻系統(tǒng)，要維持與冶煉條件相適應(yīng)的冶煉強(qiáng)度，增加鐵滴滴落時(shí)間，提高鐵水碳飽和度，要保持爐缸活躍，特別是保證死料柱有良好的透氣性和透液性減少鐵水環(huán)流，爐前精心操作。加鈦?zhàn)o(hù)爐是要保證[Ti]+[Si]=0.6%~0.7%。

近年來(lái)，隨著裝備逐漸大型化，在焦化行業(yè)大型焦?fàn)t成為煉焦技術(shù)發(fā)展的總趨勢(shì)，原因是其在焦炭質(zhì)量、能耗及環(huán)保等方面有不可取代的優(yōu)勢(shì)，但其結(jié)構(gòu)復(fù)雜，技術(shù)管理難度大，業(yè)內(nèi)曾把它當(dāng)成“燙手山芋”。如何才能“玩轉(zhuǎn)”大容積焦?fàn)t的生產(chǎn)技術(shù)管理呢?本期《熱點(diǎn)聚焦》分享了部分先進(jìn)企業(yè)操作大型焦?fàn)t的經(jīng)驗(yàn)，以供業(yè)內(nèi)人士參考。 大型焦?fàn)t的定義是隨著煉焦技術(shù)的進(jìn)步、焦?fàn)t炭化室容積的增加而變化的。2014年修訂的《焦化行業(yè)準(zhǔn)入條件》規(guī)定，頂裝焦?fàn)t準(zhǔn)入的最低門檻是炭化室高6m，搗固焦?fàn)t炭化室高5.5m，故而業(yè)內(nèi)人士普遍認(rèn)為，把炭化室高6m以上的7m及7.63m頂裝焦?fàn)t以及5.5m以上的搗固焦?fàn)t界定為大型焦?fàn)t。截至2016年底，我國(guó)運(yùn)行的7m頂裝焦?fàn)t66座、7.63m頂裝焦?fàn)t15座、6.25m搗固焦?fàn)t10座，其焦炭的總產(chǎn)量占2016年全國(guó)焦炭總產(chǎn)量的14%。 大型焦?fàn)t是爐體結(jié)構(gòu)最為復(fù)雜的熱工爐窯，爐溫管理影響因素眾多，多段燃燒工藝更使熱工參數(shù)瞬息萬(wàn)變。爐況的穩(wěn)定、熱工指標(biāo)的細(xì)調(diào)及可靠完好的控制系統(tǒng)，是大型焦?fàn)t穩(wěn)產(chǎn)、長(zhǎng)壽的關(guān)鍵因素。 焦?fàn)t爐況要穩(wěn)定 現(xiàn)代大型焦?fàn)t的爐況對(duì)配合煤指標(biāo)變化、熱工制度波動(dòng)、結(jié)焦時(shí)間變更以及大氣因素的影響十分敏感，因此必須確保這些外部條件的穩(wěn)定。 沙鋼焦化廠是這樣穩(wěn)定爐況的：嚴(yán)格按照結(jié)焦曲線進(jìn)行操作，不無(wú)故縮短或延長(zhǎng)結(jié)焦時(shí)間，合理編排出爐計(jì)劃、減少非正常檢修時(shí)間，規(guī)范熱工管理。針對(duì)煉焦煤水分偏高的難題，沙鋼投巨資修建64個(gè)貯煤筒倉(cāng)，完善電子秤自動(dòng)化配煤工藝，配煤準(zhǔn)確率明顯提高，使焦炭質(zhì)量得到改善，近3年來(lái)焦炭抗碎強(qiáng)度由88.0%提高到89.2%。 馬鋼煤焦化公司應(yīng)用統(tǒng)計(jì)技術(shù)對(duì)7.63m焦?fàn)t實(shí)施流程管控，過(guò)程中的各個(gè)階段均實(shí)施評(píng)估和監(jiān)控，并對(duì)焦?fàn)t主要運(yùn)行參數(shù)進(jìn)行檢查評(píng)分，準(zhǔn)確判斷焦?fàn)t運(yùn)行狀況，有效地對(duì)焦?fàn)t工況進(jìn)行多層次、全方面監(jiān)控，同時(shí)強(qiáng)化標(biāo)準(zhǔn)化作業(yè)，配合煤細(xì)度控制在73.5%±0.5%，保證焦?fàn)t順產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)和焦炭質(zhì)量穩(wěn)定。 首鋼京唐西山焦化公司開展單因子結(jié)焦時(shí)間方差的分析，以最佳結(jié)焦時(shí)間來(lái)改善焦炭冷熱性能，焦炭抗碎強(qiáng)度3年來(lái)一直在90%以上，耐磨強(qiáng)度指標(biāo)在6.0%以下，焦炭熱強(qiáng)度處于較好狀態(tài)(見(jiàn)表1)。 平煤神馬集團(tuán)首山焦化公司借鑒6.25m搗固焦?fàn)t的運(yùn)行實(shí)踐，攻破煤餅密度和裝煤煙塵治理兩大瓶頸：研發(fā)出高效彈性輪和摩擦板，采用固定小間距的搗固錘及低噪音、抗磨損導(dǎo)向技術(shù)，將煤餅密度提高到1.1噸/立方米，使煤餅的高寬比達(dá)13.5;裝煤車上設(shè)置可靠密封框，并借助相鄰炭化室上升管Proven系統(tǒng)(壓力調(diào)節(jié)系統(tǒng))產(chǎn)生的負(fù)壓，把煙氣導(dǎo)入相鄰炭化室，成功把7.63m頂裝焦?fàn)t改造為搗固焦?fàn)t，并于2013年10月份投產(chǎn)，是世界上第一座特大型搗固煉焦?fàn)t，實(shí)現(xiàn)了煤源的多元化，降低了煉焦成本。 熱工指標(biāo)要細(xì)調(diào) 焦?fàn)t熱工管理是一門科學(xué)。焦?fàn)t壓力制度和溫度制度呈相輔相成的關(guān)系，壓力和溫度的各項(xiàng)參數(shù)指標(biāo)必須勤測(cè)細(xì)調(diào)，并實(shí)時(shí)進(jìn)行分析調(diào)節(jié)，以壓力制度的穩(wěn)定性來(lái)保障溫度制度的均勻性。 以7.63m焦?fàn)t為例，由于加熱水平過(guò)低、三段空氣加熱及單個(gè)炭化室壓力調(diào)節(jié)系統(tǒng)的作用，導(dǎo)致?tīng)t頂空間溫度大于850℃，焦炭過(guò)火，直立磚煤氣道竄漏，化產(chǎn)品收率低。 武鋼焦化公司在熱工調(diào)節(jié)中，關(guān)閉了部分二段、三段空氣口，使空氣完全從底部進(jìn)入，降低火焰燃燒高度，穩(wěn)定配合煤的水分、揮發(fā)分，適當(dāng)擴(kuò)大噴射板尺寸;對(duì)20多個(gè)竄漏磚煤氣道進(jìn)行灌漿密封，對(duì)半干法噴補(bǔ)技術(shù)進(jìn)行噴補(bǔ)處理。這些技術(shù)措施使直行溫度均勻系數(shù)Kb達(dá)到0.88。 首鋼京唐西山焦化公司在焦?fàn)t橫向加熱溫度調(diào)節(jié)上，輔以“火落”智能化專家控制系統(tǒng)，自動(dòng)判定焦?fàn)t“火落”溫度，避免生產(chǎn)質(zhì)量的大幅波動(dòng)，提高了焦?fàn)t日常生產(chǎn)組織安排及管理效率，使煉焦能耗降低2.91%。 控制系統(tǒng)要智能 大型焦?fàn)t各移動(dòng)機(jī)車之間聯(lián)鎖性強(qiáng)，熱工程序關(guān)聯(lián)因素多，單臺(tái)設(shè)備操作時(shí)間即是推遲幾秒時(shí)間，也會(huì)導(dǎo)致下一工序設(shè)備被鎖定，因此機(jī)車智能化作業(yè)是關(guān)鍵。 Proven系統(tǒng)的關(guān)鍵介質(zhì)是循環(huán)氨水必須保持潔凈，除加強(qiáng)橋管清掃外，太鋼焦化還為循環(huán)氨水增加了過(guò)濾器，確保炭化室底部在結(jié)焦過(guò)程中一直保持微正壓狀態(tài)。 大型焦?fàn)t的安全技術(shù)措施至關(guān)重要，太鋼對(duì)焦?fàn)t加熱設(shè)備的煤氣短缺自動(dòng)充氮、煤氣超壓自動(dòng)放散、地下室光柵檢測(cè)、CO在線檢測(cè)，以及焦?fàn)t四大車網(wǎng)絡(luò)信號(hào)確認(rèn)、速度自動(dòng)調(diào)節(jié)這些本質(zhì)化安全技術(shù)進(jìn)行再優(yōu)化，其可靠性在生產(chǎn)實(shí)踐中得到充分檢驗(yàn)，3年來(lái)冶金焦率由89.80%提高到90.40%。 大型焦?fàn)t的壓力溫度測(cè)量及調(diào)節(jié)手段，完全顛覆了傳統(tǒng)的4.3m、6m焦?fàn)t的管理方法，必須在管理實(shí)踐中總結(jié)經(jīng)驗(yàn)，在改進(jìn)中走出誤區(qū)，才能充分發(fā)揮大容積焦?fàn)t的綜合優(yōu)勢(shì)。

“自從加了這個(gè)‘雙保險(xiǎn)’后,困繞我們多年因水口偏斜而導(dǎo)致的生產(chǎn)和質(zhì)量?jī)煞矫娴碾y題終于得到徹底解決啦!”7月11日上午11時(shí)許,在河鋼石鋼煉鋼廠連鑄一段2號(hào)連鑄機(jī)備包位中間包下邊,甲班澆鋼班長(zhǎng)薛濤一邊用細(xì)鐵絲固定整體水口,一邊興奮地說(shuō)道｡ 原來(lái),為了進(jìn)一步提高產(chǎn)品質(zhì)量,2號(hào)連鑄機(jī)在幾年前就用上了整體水口,整體水口與先前的分體水口相比,最突出的優(yōu)點(diǎn)是從源頭上杜絕了因分體水口與中間包上水口間密封不嚴(yán)而導(dǎo)致的鋼水二次氧化｡可問(wèn)題也隨之而來(lái),由于整體水口相對(duì)較長(zhǎng),再加上小方坯自身的特性———結(jié)晶器內(nèi)腔尺寸較小,一旦整體水口稍有偏斜,在結(jié)晶器內(nèi)就會(huì)表現(xiàn)得尤為明顯｡由水口偏斜所導(dǎo)致的后果也是相當(dāng)嚴(yán)重的,在質(zhì)量上會(huì)在連鑄坯內(nèi)部產(chǎn)生偏析,不同程度地惡化成品的物理性能;鋼水過(guò)熱度較高時(shí),還容易造成漏鋼事故,導(dǎo)致生產(chǎn)的波動(dòng)｡ 此前,他們固定整體水口一直用的是一個(gè)齒板,可效果很不理想,水口偏斜現(xiàn)象時(shí)有發(fā)生｡對(duì)于這個(gè)棘手的問(wèn)題,副段長(zhǎng)范俊碩看在眼里,急在心里｡有一天,范俊碩突然想到了在初中數(shù)學(xué)課本里學(xué)過(guò)的“兩點(diǎn)確定一線”,按照這個(gè)理論,他沉下心來(lái),細(xì)細(xì)分析原來(lái)的那個(gè)齒板,搖到位后,實(shí)際上固定的點(diǎn)僅有一個(gè)｡假如再加上一個(gè)固定點(diǎn),豈不就符合“兩點(diǎn)一線”原理｡于是,他就帶著這個(gè)問(wèn)題找來(lái)了工段維修人員,共同探討,多方征求意見(jiàn),經(jīng)過(guò)大家?guī)滋靵?lái)的不斷摸索和實(shí)踐,問(wèn)題終于得到了圓滿的解決｡在每個(gè)流的齒板上方,再加焊一個(gè)輔助齒板,這就等于又增加了一個(gè)固定點(diǎn),只要整體水口貼住了這兩個(gè)點(diǎn),水口肯定就不會(huì)偏斜｡ “從近期使用的情況來(lái)看,效果還是相當(dāng)明顯的,到目前為止,還沒(méi)有出現(xiàn)過(guò)整體水口偏斜度超標(biāo)的現(xiàn)象｡”在澆鋼位,范俊碩指著正在澆注的中間包五支既垂直又對(duì)中的水口自豪地告訴筆者｡