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如何解决转底炉高能耗问题

[ 发布日期:2023-06-21 点击:767 来源:洛阳凯正环保工艺设备有限公司 【打印此文】 【关闭窗口】]
      钢铁生产过程中会产生大量固体废弃物,钢铁企业含铁尘泥产生量约为吨钢的 10%,其中,锌、铅、钠、钾等元素含量较高的粉尘占钢铁企业粉尘量的25%~30%,这些废弃物是可以利用的二次资源,经过多年发展,转底炉工艺可实现含铁含锌尘泥的循环利用,取得良好的环境效益和社会效益,逐渐获得认可。

  一、转底炉工艺流程

  各种粉尘干灰直接进入配料间料仓,烘干机烘干后的含铁含锌尘泥(含水6%左右)进入料仓,将原料、还原剂、粘结剂按比例配料,经过混合压球、筛分,将大于8 mm的含碳球团均匀地布到转底炉环形炉床上,转底炉炉内温度控制在1 000~1 350℃,在20~30 min内,含碳球团被还原成金属化球团,同时氧化锌被还原为锌,锌挥发进入烟气中,其由袋式除尘器净化后外排,氧化锌在袋式除尘器中逐级回收。还原后的金属化球团经高温出料螺旋从转底炉排出,进入圆筒冷却机。冷却后,成品球团温度降至小于 200℃,筛分后合格成品球(粒径不小于 5 mm)供高炉使用,筛下成品粉料(粒径小于5 mm)供烧结使用。

  二、转底炉工艺能耗高的原因

  1、原料处理    除粉尘干灰外,转底炉工艺还要处理钢铁企业的含铁含锌污泥,此污泥含水量25%-35%,需要耗费大量能源将污泥烘干。
  2、转底炉球团烘干    生球烘干是物料进入转底炉进行还原之前的一道关键工序,生球烘干跟污泥烘干一样,采用烘干机,利用烟气发生炉的高温烟气烘干,但漏风较大,同样需要耗费大量能源。
  3、转底炉本体    因球团只能布 1 ~ 3 层,转底炉炉膛空间利用严重不足,
  4、烟气系统    烟气带走的热量接近50%,尽管国内各家均采用余热回收方案,但终结果均不太理想,设备故障率高,回收效率低,甚至经常导致排放烟气温度过高,热量损失多。
  5、球团冷却    转底炉金属化球团出炉后的温度为1 100 ℃左右。常用外部喷淋式圆筒冷却机将其冷却至小于200℃,大量的水通过喷淋蒸发吸收热量且热量不回收,造成水资源的大量浪费。同时,圆筒冷却机需要通入大量氮气进行密封,防止球团再氧化,造成大量氮气排放。

  三、转底炉降低能耗措施

  1、原料水分中和技术   可以考虑通过干料和湿料混合调节水分,将干除尘灰与含水35% 的OG污泥转运至干湿搅拌混合机,搅拌混合后得到水分≤ 6%的混合料,直接配料压球,节约大量能源。
  2、高温球团余热回收   宝钢湛江钢铁有限公司自行开发了内循环式冷却机,冷却筒由换热膜式壁组成,物料高温物料进入筒体后,在转动过程中将热量传递给膜式壁结构内的冷却介质,冷却介质受热升温后进入锅炉系统。

  3、转底炉富氧燃烧   采用变压吸附制氧法,氧气从助燃风机进风口与空气一起被吸入风机,形成的富氧空气经风机加压后送入炉内。工艺成熟、投资低,运行维护简单。

  4、节能烘干工艺    将转底炉主烟气系统尾气(150 ℃)与生球干燥热风炉产生的烟气混合,作为生球烘干的烟气,充分利用主烟气系统尾气热量,可大大降低高炉煤气消耗。
  5、烟气系统效能提升    可采用用全锅炉形式,提高蒸汽回收量,降低掺冷风量,并将部分要排放的 150 ℃左右尾气引入烘干机进行烘干,回收大量能源。

  四、结束语

  转底炉的能量利用率较低,经过不断研发和改进,转底炉能耗目前有了极大的降低,但在碳达峰碳中和的背景下,转底炉的能耗仍需要不断降低。因此,未来应全方位考虑能源利用途经,研发、推广新型转底炉工艺与设备,达到节能降耗的目的。