[发明专利]一种炼钢转炉煤气前烧后烧分散进风燃烧装置

说明书

本发明公开了一种炼钢转炉煤气前烧后烧分散进风燃烧装置，包括转炉煤气出口、活动烟罩、汽化烟道、分散叶片。分散叶片为水冷膜式壁结构，分散叶片与分散叶片之间形成风道，转炉烟道外侧空气经风道分散进入烟道。本发明具有烟道分散进风、燃烧转炉放散煤气、提高转炉放散煤气燃烧效率、有利于转炉煤气余热利用和除尘等优点。

技术领域

本发明属于环保节能技术领域，具体涉及一种炼钢转炉煤气前烧后烧分散进风燃烧装置。

背景技术

纯氧顶吹转炉炼钢法(BOF)是目前钢铁工业中广泛采用的一种炼钢方法，它具有产量高，质量好，品种多，投资省以及原料适应性强等特点[1]。转炉炼钢过程中产生大量的转炉气，每吨钢约产气150m3，其中主要成分是CO，对其综合利用研究意义十分的重要。

在顶吹氧气转炉炼钢工艺环节，会有大量的转炉煤气产生，主要成分为CO，然而在转炉煤气前烧后烧阶段阶段，传统无组织转炉煤气放散燃烧的过程中往往会出现CO难以燃尽、NOx超标排放等现象。针对于这一问题的出现，研究转炉煤气高效洁净燃烧机制具有很大的现实意义，符合我国当前工业科学发展节能减排的要求。

氧气顶吹转炉炼钢技术是当今转炉炼钢产业最为普遍的冶炼方法，其优点是在很大程度上提高了转炉冶炼的效率和钢铁质量，同时在冶炼过程中也伴随着大量的转炉煤气的产生。在工业上，为了实现钢铁余热能利用的最大化，通常会将过程中的转炉煤气收集回收加以利用，转炉煤气的主要组成有CO大约占60％-80％，CO₂大约占15％-20％，冶炼工程中转炉中产生的CO在风机的作用下经由烟气罩进入烟气回收系统，再经湿法除尘脱水后进行回收，对于合格高品质的煤气收集到煤气柜中，不合格的低浓度的煤气用于放散点燃。

一个周期内的转炉煤气大致分为三个阶段即吹炼前期，吹炼中期和吹炼后期。在吹炼前期，炉膛内的原料刚刚与吹入的氧气发生反应，产生一部分CO，同时伴随未来得及反应的O₂一起由烟道排出，这个阶段的转炉煤气中CO浓度偏低，而O2浓度偏高，属于低品质的转炉煤气；随着炉膛内温度的不断升高，吹入进炉膛的O₂与原料发生充分的氧化还原反应，钢铁中的碳元素被氧化成大量的CO和小部分的CO₂，此阶段称为吹炼中期，此时的转炉煤气属于回收的重点对象；随着钢铁中的碳元素含量逐步减少，吹炼进入后期，此阶段转炉煤气中的CO含量逐步降低，O₂浓度逐步上升，当达到一定浓度时，超出了转炉煤气的回收极限，便不能再用于回收，此时的转炉煤气同样属于低品质的煤气。在转炉炼钢工业上，对高CO浓度的炉气进行回收和余热利用，对于低品质的转炉煤气则进行放散点燃。

转炉煤气的主要成分是CO和CO₂，属于中低热值燃料，是炼钢生产中重要的副产能源，实现其高效利用对炼钢生产的节能减排有重要意义。然而受限于企业的装备水平和生产操作条件，转炉煤气的回收标准参差不齐，通常转炉煤气在满足CO＞15％且O₂＜2％的回收标准时才被引入气柜回收，同时不同钢铁企业局限于自身的回收工艺必须严格遵守转炉煤气的回收标准，以免发生泄爆对企业造成不必要的损失。

在转炉煤气的回收工艺中，采用最多的回收方法是：湿法除尘回收与干法除尘回收。湿法除尘工艺中又涉及到庞大的污水处理系统；造成了很严重的二次污染问题；而干法除尘中涉及到静电吸附问题所以其技术水平要求高，操作难度大，危险程度高，极易造成转炉煤气泄爆，进而引发危险；基于不同钢铁企业对回收技术要求的参考，一般认为转炉煤气在一氧化碳浓度低于35％并且氧气浓度高于1.5％不适合回收标准，属于转炉放散煤气，进而经由放散塔放散点燃。