燒結(jié)煙氣循環(huán)系統(tǒng)
燒結(jié)煙氣循環(huán)回用技術(shù)應(yīng)用
介紹燒結(jié)煙氣循環(huán)工藝在某鋼廠的應(yīng)用情況，采用內(nèi)循環(huán)工藝，循環(huán)煙氣取風(fēng)高溫、富氧、低硫燒結(jié)機(jī)風(fēng)箱支管煙氣，混合環(huán)冷機(jī)低溫段廢氣返回至燒結(jié)機(jī)臺(tái)車面，燒結(jié)煙氣循環(huán)效率25%。綜合考慮煙氣循環(huán)系統(tǒng)的設(shè)備投入，由于末端需要處理的燒結(jié)煙氣量的減少，整體的設(shè)備投入不會(huì)增加太多。
某鋼廠根據(jù)自身發(fā)展需要，為提高燒結(jié)礦產(chǎn)品質(zhì)量，降低燒結(jié)成本，對(duì)原2臺(tái)60m2和1臺(tái)90m2及1臺(tái)132m2的燒結(jié)機(jī)進(jìn)行置換，新建設(shè)1臺(tái)360m2燒結(jié)機(jī)以滿足高爐對(duì)燒結(jié)礦的需求。新建燒結(jié)機(jī)臺(tái)車寬4.5m，抽風(fēng)長度80m，有效抽風(fēng)面積360m2。
為滿足公司長遠(yuǎn)的發(fā)展需求，燒結(jié)機(jī)采用臺(tái)車擴(kuò)展式技術(shù)，臺(tái)車上口寬度由4m擴(kuò)寬至4.5m，主機(jī)年工作340d，年出廠成品燒結(jié)礦396.576萬t。為順應(yīng)行業(yè)發(fā)展的要求，盡量減少燒結(jié)煙氣的排放，該燒結(jié)工程同步配套燒結(jié)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(jié)煙氣循環(huán)技術(shù)是選擇性地將部分燒結(jié)煙氣返回到點(diǎn)火器后燒結(jié)機(jī)臺(tái)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(shù)，通過回收燒結(jié)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(yùn)行成本，最終實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排。根據(jù)燒結(jié)機(jī)煙氣取風(fēng)位置的不同可以分為內(nèi)循環(huán)工藝和外循環(huán)工藝，內(nèi)循環(huán)工藝在燒結(jié)機(jī)風(fēng)箱支管取風(fēng)，外循環(huán)工藝在主抽風(fēng)機(jī)后煙道取風(fēng)。研究表明:內(nèi)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(xiàng)目。
1.2風(fēng)箱分配
據(jù)中南大學(xué)的相關(guān)試驗(yàn)結(jié)果:經(jīng)過燒結(jié)臺(tái)車熱風(fēng)的氧含量體積濃度達(dá)到15%時(shí)，對(duì)燒結(jié)礦的產(chǎn)質(zhì)量影響較大，轉(zhuǎn)鼓強(qiáng)度下降約8%，當(dāng)濃度達(dá)到18%以上時(shí)，對(duì)燒結(jié)礦的產(chǎn)質(zhì)量影響不大，轉(zhuǎn)鼓強(qiáng)度下降約2%，產(chǎn)品能夠滿足高爐的要求。為保證燒結(jié)生產(chǎn)的產(chǎn)質(zhì)量，循環(huán)煙氣含氧量須按18%以上進(jìn)行控制，因此燒結(jié)煙氣應(yīng)盡量選擇O2含量高、SO2低的風(fēng)箱進(jìn)行取風(fēng)，并且往燒結(jié)煙氣中兌環(huán)冷機(jī)的富熱煙氣。
燒結(jié)機(jī)風(fēng)箱的分配形式為:固定進(jìn)入循環(huán)煙道的風(fēng)箱為3#～5#、19#～20#，共5個(gè)風(fēng)箱。3#～5#、18#風(fēng)箱支管設(shè)置切換閥，當(dāng)需要調(diào)節(jié)主煙道和循環(huán)煙道的溫度時(shí)，18#風(fēng)箱可以與3#～5#的任意1個(gè)風(fēng)箱走向?qū)φ{(diào)。另外，為了便于循環(huán)系統(tǒng)檢修時(shí)，燒結(jié)機(jī)能正常生產(chǎn)，檢修時(shí)3#～5#、18#均可切換至主抽煙道，保持生產(chǎn)的正常進(jìn)行。
1.3關(guān)鍵設(shè)備
1.3.1循環(huán)風(fēng)機(jī)
循環(huán)風(fēng)機(jī)是煙氣循環(huán)系統(tǒng)中關(guān)鍵的設(shè)備。燒結(jié)循環(huán)風(fēng)機(jī)不僅用于生產(chǎn)，還為燒結(jié)循環(huán)煙氣提供動(dòng)力，以克服煙氣在管道輸送過程中的阻力。環(huán)冷循環(huán)風(fēng)機(jī)主要為環(huán)冷循環(huán)煙氣供動(dòng)力，以克服煙氣在管道輸送過程中的阻力。
燒結(jié)循環(huán)煙道取了燒結(jié)機(jī)最后兩個(gè)風(fēng)箱的高溫的煙氣，平均溫度較高，燒結(jié)煙氣按200℃考慮，環(huán)冷循環(huán)煙氣取環(huán)冷機(jī)余熱發(fā)電后中后段的煙氣，溫度按180℃考慮。以燒結(jié)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(chǔ)。
1.3.2混氣裝置
混氣裝置是將燒結(jié)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(shí)盡可能減少兩股氣流的阻力損失。2股循環(huán)煙氣錯(cuò)位進(jìn)入混氣裝置，并在混氣裝置中設(shè)置導(dǎo)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(jié)機(jī)臺(tái)車煙氣罩中?；鞖庋b置設(shè)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(duì)關(guān)鍵參數(shù)及結(jié)構(gòu)進(jìn)行仿真分析及優(yōu)化，可分別采用k-epsilon模型模擬氣體流動(dòng)與組分輸運(yùn)模型模擬煙氣氧含量成分，混氣裝置出口氣體濃度達(dá)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(fēng)機(jī)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(jié)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(fēng)量約為9000m3/min(最大能力)，多管除塵器外表面設(shè)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(jié)機(jī)料面上，循環(huán)煙氣罩為負(fù)壓吸附式，該循環(huán)煙氣罩為拱形結(jié)構(gòu)，通過立柱支撐在燒結(jié)機(jī)骨架上。循環(huán)煙氣罩為活動(dòng)式結(jié)構(gòu)，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(shè)有膨脹節(jié)，以吸收熱膨脹。循環(huán)煙氣罩設(shè)有端部密封，密封在循環(huán)煙氣罩頭尾置于臺(tái)車欄板的頂面，采用鋼板密封并與臺(tái)車欄板頂面留有間隙，為方便觀察，密封罩上設(shè)有多個(gè)觀察門，同時(shí)，當(dāng)煙氣循環(huán)關(guān)閉時(shí)，可打開觀察門取風(fēng)。
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