淺談轉爐煤氣的回收與利用

劉剛

摘 要：近年來，國家將節(jié)能減排作為一項戰(zhàn)略目標，所以節(jié)能成為當前發(fā)展的主旋律。在鋼鐵企業(yè)生產(chǎn)過程中，會有附屬產(chǎn)品產(chǎn)生，轉爐煤氣就是其中一種，它是一氧化碳和二氧化碳的混合氣體，是一種非常重要的能源，如果不進行回收利用，就會導致資源的嚴重浪費，同時也會給環(huán)境帶來較大的污染。因此目前煉鋼過程中產(chǎn)生的轉爐煤氣的回收和利用越來越受到鋼鐵企業(yè)的重視，不僅能夠給企業(yè)帶來較好的經(jīng)濟效益，而且也能夠有效的緩解環(huán)境壓力。

關鍵詞：轉爐煤氣；回收；利用

前言

鋼鐵企業(yè)在轉爐煉鋼過程中，其中鐵水中的碳在高溫作用下會與吹入的氧發(fā)生化學反應，從而生成CO和CO2的混合氣體，這種混合氣體具有較高的熱值，作為煉鋼過程中所產(chǎn)生附屬品，其比高爐煤氣的熱值要高許多，而且CO含量很高，所以這種混合氣體如果直接排放到大氣中，不僅導致能源浪費嚴重，而且還會污染環(huán)境，不利于節(jié)能環(huán)保目標的實現(xiàn)。所以近年來，轉爐煤氣回收和利用得以增強，這對于鋼件企業(yè)來講具有較大的益處，不僅經(jīng)濟效益增加，而且在減排中能夠更好的達到排放的標準。

1 轉爐煤氣系統(tǒng)使用現(xiàn)狀

在轉爐煉鋼中，轉爐煤氣系統(tǒng)包括的內容較多，但其中以回收和綜合利用為主。

1.1 轉爐煤氣回收流程

轉爐煤氣的回收受制于混合氣體中的氧的含量和一氧化碳的濃度。可以回收的轉爐煤氣其氧氣含量需要在百分之二以下，而且一氧化碳的濃度要大于百分之三十，這樣的混合氣體則可以進入主管道流向煤氣柜開始回收，而且在煉鋼生產(chǎn)完成后，再對其進行除塵、過濾、水霧等工序處理，這樣轉爐煤氣無論是在溫度、壓力還是濕度上都達到了凈化的要求。由于轉爐煤氣柜內的煤氣壓力較低，所以在向用戶輸送過程中，則需要利用加壓機進行加壓后才能將其送入管道內，在這較高壓力的轉爐煤氣則可以進行連續(xù)的輸送為用戶所利用。在對轉爐煤氣進行回收時，通常利用煤氣柜來將轉爐煤氣進行儲存。

1.2 轉爐煤氣綜合利用

在煉鋼過程中通常會產(chǎn)生高爐煤氣、焦爐煤氣和轉爐煤氣，而轉爐煤氣由于其氣體中一氧化碳含量較高，所以其具有較高的熱值，其熱值高于高爐煤氣，但比焦爐煤氣要低，其作為一種優(yōu)勢的氣體能源，具有較廣泛的使用，但更多的情況下轉爐煤氣則應用于再生產(chǎn)能源和發(fā)電能源。

2 提高轉爐煤氣回收的途徑

煉鋼過程中產(chǎn)生的轉爐煤氣，作為二次能源，通過對其進行回收和利用，有效的加快了負能煉鋼的實現(xiàn)，對于我國鋼鐵企業(yè)節(jié)能降耗工作的開展具有極其重要的意義。近年來我國才開始對轉爐煤氣進行回收，在這方面與國外還存在著較大的差距，所以我國鋼鐵企業(yè)在轉爐煤氣回收和利用上還具有較大的空間。

2.1 提高轉爐煤氣發(fā)生量的措施

在進行轉爐煤氣回收過程中，出于節(jié)能的考慮則不宜利用外加原料來提高煤氣的發(fā)生量，這就需要在轉爐煤氣回收時段內提高煤氣發(fā)生量，由于原料條件和鋼種結構具有不可控性，所以為了更好的提高轉爐煤氣的發(fā)生量，則需要提高供氧強度，同時對吹煉過程進行動態(tài)控制和把握，確保發(fā)生量的提高。

2.2 提高轉爐煤氣回收量的措施

轉爐煤氣回收過程中只有在爐口與大氣接觸，實際生產(chǎn)中空氣吸入量主要受活動煙罩與爐口間隙的大小及爐口微差壓的影響。延長轉爐煤氣回收時間、改進煤氣回收系統(tǒng)也是提高轉爐煤氣回收質量和數(shù)量的有效措施。通常來講，在生產(chǎn)實踐中，是通過降罩操作、控制爐口微正壓、采用干法除塵、調整煤氣回收限制條件、合理調整煤氣存儲及使用系統(tǒng)等工藝來實現(xiàn)的。

2.3 提高轉爐煤氣利用的措施

目前轉爐煤氣已作為重要的化工原料，在高附加值產(chǎn)品生產(chǎn)過程中得到廣泛的應用，無論是經(jīng)濟效益還是環(huán)保效益都較為明顯，而且目前鋼鐵企業(yè)對于轉爐煤氣也加強了回收和利用。并將其作為燃料在眾多領域得以應用，所以獲得高質量的轉爐煤氣具有極其重要的意義。鋼鐵企業(yè)則應從轉爐吹煉操作、煤氣回收系統(tǒng)和煤氣利用等多個方面進行加強，實現(xiàn)協(xié)調發(fā)展和控制，使煉鋼工藝和合理的回收利用系統(tǒng)有效的結合起來，確保轉爐煤氣能夠得到科學、合理的利用。

3 鋼鐵行業(yè)煤氣資源的綜合回收利用措施

3.1 充分利用富余煤氣

目前國內鋼鐵行業(yè)的能源消耗率要高于國際先進鋼鐵行業(yè)，造成這種現(xiàn)象的一個重要原因就是大量的富余煤氣被放散，未加以利用。高爐煤氣回收后可以用于鍋爐發(fā)電、燃氣蒸汽聯(lián)合循環(huán)發(fā)電；焦爐煤氣回收后可以生產(chǎn)焦爐直接還原鐵、生產(chǎn)甲醇、氨等；轉爐煤氣回收可以用于供應熱軋、冷軋車間使用、用于煉鋼烤包等。國內寶鋼、鞍鋼等已經(jīng)實現(xiàn)煤氣零排放，但是大部分鋼鐵企業(yè)仍然有較大幅度煤氣放散，合理優(yōu)化煤氣資源利用、實現(xiàn)煤氣零排放是發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟、提高競爭力水平的重要措施。

3.2 合理分配煤氣資源

不同鋼鐵企業(yè)由于受到煤種配比、原料結構的影響等，三種類型的煤氣所占比例各不相同，但是根據(jù)煤氣種類和工藝劃分，合理利用煤氣資源大體需要按照以下原則。

一是高爐煤氣應該首先考慮供給高爐熱風爐、軋鋼、焦爐等用戶，其中焦化工序盡量考慮以高爐煤氣代替焦爐煤氣，實現(xiàn)以高爐煤氣為主，焦爐煤氣為輔的格局。

二是結合焦爐煤氣參數(shù)波動小，熱值高，毒性小等特點，主要考慮將其用在熱值需求較高的設備上，如燒結點火爐等，同時可以與其他煤氣配合供給軋鋼。

轉爐煤氣首先選擇煉鋼工序自用，比如混鐵爐的保溫、合金烘烤、連鑄中間包烘烤等等，然后可以考慮供給低壓鍋爐，最后供給對于燃料需求不嚴格的用戶，例如：石灰車間、初軋車間等。

3.3 實施改造技術，提高煤氣資源利用率

鋼鐵行業(yè)中的軋鋼工序是煤氣資源消耗的大戶，其消耗的大部分煤氣用于加熱爐加熱鋼坯，因而對于此工序進行技術和工藝研究改進，能夠有效提高煤氣的綜合利用率。

4 結束語

鋼鐵企業(yè)屬于能源消耗的大戶，在實際生產(chǎn)成本中，其中能源費用占三分之一左右，而對于冶金產(chǎn)品成本來講，只有能源消耗是可以控制的部分，所以加強企業(yè)副產(chǎn)品煤氣的回收利用。近年來，由于技術水平和生產(chǎn)管理水平的提高，進行轉爐煤氣回收的企業(yè)和回收的煤氣數(shù)量都呈穩(wěn)定增長的勢頭，特別是在能源價格不斷上漲的情況下，國家更重視能源的循環(huán)利用，在政策上給予了較大的扶持，我國鋼件企業(yè)轉爐煤氣的回收水平也得到較大程度的提高，對于企業(yè)提高經(jīng)濟效益和社會效益具有極為重要的意義。由于我國鋼鐵企業(yè)與國外鋼鐵企業(yè)在對煤氣回收和利用上還存在著較大的差距，所以需要在轉爐操作控制工藝上加強新技術的應用，有效的提高技術水平，通過對煤氣資源的合理調配，從而實現(xiàn)對富余轉爐煤氣高附加值產(chǎn)品的開發(fā)，確保實現(xiàn)轉爐煤氣資源收益的最大化。

參考文獻

[1]張琦.鋼鐵聯(lián)合企業(yè)煤氣資源合理利用及優(yōu)化分配研究[D].東北大學，2008.

[2]張曉平.鋼鐵企業(yè)罩式爐裝爐優(yōu)化及煤氣柜位預測問題研究與應用[D].大連理工大學.

[3]薛東臺.煤氣柜的腐蝕及防護措施[J].石油和化工設備，2007（06）.