高炉料罐均压放散煤气净化与回收工艺研究*

孙雅平，徐海芳，李建伟，赵建宇

（1唐山科技职业技术学院，河北 唐山063000；2津西钢铁集团有限公司，河北 唐山064300）

1 前言

高炉炉顶料罐均压主要有两种常用的介质:煤气和氮气，目前大多数钢铁厂均采用净煤气作为均压介质。河北津西钢铁有限公司二炼铁厂1 280 m3高炉为并罐炉顶，均压介质采用高压净煤气，左右料罐设有两套均排压系统，分别为一次均压和二次均压系统，介质分别用净煤气和氮气，正常生产采用净煤气均压，氮气备用，均压管路上设有排压管道。

高炉在每次装料前都必须对料罐进行充压操作，使料罐内压力和炉内压力平衡，下密封阀方可开启，物料通过旋转溜槽进行布料。布料结束后关闭下密封阀，通过均压放散阀将料罐内煤气直接对空放散，当料罐变为常压后，上密封阀方开启，将炉料装入料罐内。

每座高炉的料罐均压煤气每天对空排放300次左右，没经过处理的高炉煤气中除含有较大直径颗粒的粉尘，还含有大量的CO和少量的H2、CH4等有毒可燃混合气体［1］，都随着放散煤气直接排入了大气中，既对环境造成污染，又浪费了能源，因此净化回收高炉炉顶均压放散煤气具有十分重要的现实意义［2］。

2 技术改造方案

针对高炉均压放散煤气工艺流程，项目团队经过反复考察和论证，最后制定改造工艺方案，如图1所示。作为高炉炉顶料罐均压放散煤气的过滤回收工艺及装置，两套均排压系统各新增加1支煤气回收管道，从料罐出口放散管道将煤气引出后合并一路总管，均压放散粗煤气进入布袋除尘器备用箱体，高炉干法除尘系统总共12个箱体，日常使用9个箱体，3个箱体备用，利用其中一个备用箱体作为均压放散煤气净化使用。利用料罐和布袋除尘器存在压差，实现除尘箱体布袋对含尘煤气过滤［3］，达到煤气回收利用的目的，过滤后的煤气进入低压净煤气管网进行回收。充分考虑整个工艺系统煤气回收安全性，在回收主管道上设有逆止阀。为保证煤气回收不影响高炉生产布料需要，设定料罐压力与煤气总管煤气压力差作为回收依据，采用自动控制系统。

3 技术改造效益及效果

3.1 直接经济效益

经跟踪统计，高炉在正常生产情况下，津西7#高炉日回收煤气10 785 m3，8#高炉日回收煤气8 458 m3，9#高炉日回收煤气8 844 m3，3个高炉平均日回收煤气9 361 m3，按煤气0.09元/m3计算，全年节约31.6万元，3座高炉每年可节约94.8万元。

3.2 环保效益

该项目属于环保项目，可有效减少碳排放和煤气灰排放，具有可观的环境效益。

1）由于该系统煤气不经过重力除尘器直接进入布袋箱体，荒煤气中含有灰尘浓度约20～30 g/m3，从气体直接排放到炉顶煤气回收利用，可年减少灰尘排放量约102.5 t（回收煤气含灰8 g/Nm3）。

2）3座高炉每年可减少碳排放量1 430 t（高炉煤气折标煤系数0.12，标煤折碳排放系数0.85，煤气灰中含碳20%）。

3）炉顶噪音基本消除。

3.3 投资回收期

每座高炉料罐均压放散煤气净化回收装置总投资为85万元，3套总投资195万元，3座高炉料罐均压放散煤气净化回收装置每年回收煤气创效151万元，同时可回收煤气灰111 t左右，其价格按200元/t计，年可创效2.2万元，所以回收期为1.27 a。

图1 改造后工艺流程

3.4 改造后达到的效果

1）现有炉顶作业率为6.5批料/h，具有足够的回收时间，料罐有效容积55 m3，煤气管网压力在10 kPa以下，具有较好的煤气回收工艺使用条件。

2）满足管网对煤气净化要求，净煤气含尘量＜5 mg/Nm3。

3）回收均压煤气80%以上。

4 结 语

对于已投产使用的高炉进行简单地改造，利用高炉煤气干法布袋除尘系统富余的箱体，回收、净化料罐对空放散的高压煤气，既有利于减少噪声和大气污染，保护生态环境，又能回收煤气从而产生经济效益。通过研究，完善工艺流程，积累经验，以有利于该技术在高炉上的应用推广。