金叶刚
(唐山重型装备集团有限责任公司 河北唐山 063000)
摘 要:伴随着钢铁行业的迅速发展,烧结机规模也在持续扩大,设备在朝着大型化发展的过程中,生产技术也得到了稳步的提升,具体表现为整个生产过程中节能环保技术的应用。国家有关部门对烧结机头烟气排放浓度进行了严格的控制,相应的钢铁企业也需要积极改造现有烧结系统的环保设施,希望通过研究烧结机高效节能环保技术,保证烧结机达到国家规定的排放标准,进一步对环境进行保护。
关键词:烧结机;节能环保;排放
1 烧结机主要节能技术
1.1 工艺技术与设备采取的节能措施
1.1.1 混合制粒技术
具体应用了混合特点的三段式技术,一段采取了强力混合机,主要目的是混合;二三段采取了圆筒混合机,具体实现制粒操作。混合整体时间为8mi n,有效提高造球效率,持续优化了烧结料层的透气性,通过圆筒混合机在燃料上作用,均匀粘贴在混合料表面。
1.1.2 厚料层烧结技术
料层厚度设置为10 0 0mm,需要严格控制铺底料厚度,从而更好地保护台车壁条。烧结操作具体是由表面料层向下推进,沿料层高度表现出明显的分层性,将烧结料层产生的空气实行预热处理,达到完全燃烧的目标。这一过程形成的废气预热下层烧结料,越下面的料层越容易积聚热量,温度也会迅速升高,这种不断继续热量的操作便是自主蓄热。加强厚料层烧结的过程中提高了自主蓄热性能,随着料层增加而提升温度,烧结矿强度也得到了稳固,保证了较高的成品率,一定程度降低了固体燃烧量。
1.1.3 多辊布料技术
采取圆辊给料机与九辊布料设备在烧结机上均匀布置混合料,注意保持料层的均匀性,相应降低了燃料配置比例。通过对辊转布料速率的调整,严密控制混合料偏析粒度,使烧结层的温度均匀分布,提高垂直烧结操作效率,最大程度降低烧结能耗。
1.1.4 利用双斜带式节能型点火炉及保温炉
通过双料交叉嘴点火技术将三排烧嘴安置在火炉炉顶,获得适中宽度且均匀分布的火焰带,将烧嘴设置在保温段,最大程度提升了料面质量。
1.2 余热回收利用技术
烧结系统环冷机通过分级回收、梯级利用的方式处理热废气,获得高水平的热回收效率。
1.2.1 环冷机高温段废气
在高温段收集的大量热废气输送到高低参数的余热锅炉,其中蒸气可以用于并网。其中点火炉需要一部分热废气助燃点火,由此节省了消耗煤气量,同保温处理点火之后的料面,进一步降低了固体燃烧的消耗,这一技术称为热风烧结。应用后排出的废气返回至环冷机风箱成为冷却烧结矿的介质,形成闭路循环。
1.2.2 环冷机中温段和低温段废气
利用中温段热废气与双压余热锅炉形成的次低压蒸汽开展余热发电,这一技术是第一次应用在烧结系统中。低温发电工艺的核心是有机朗肯循环系统,其将低沸点作为有机物质,利用高温高压蒸汽推动发电机转子做功,对外输出电能。之后排出压力,形成冷凝器业态介质,借助预热器与蒸发器实施吸热蒸发,成功转化为热功。外排及低温段产生的废气统一进入烧结机中,其也可以对空气产生助燃作用。生产实践说明,利用热风烧结技术有效提升了烧结矿转鼓指数,增加了烧结矿产量。
2 利用先进节能的烧结设备
2.1 接收和消化石灰石
在治理污染的过程中接收和消化石灰石始终是关键工作,大部分厂家都取缔了消化石灰石这一操作,由此引起了烧结矿质量的波动。因此可以利用双螺旋消化器消化石灰石,通过水浴方法高效进行飞灰除尘,不但可以避免堵料现象,还可以达到均匀消化的目的,除尘废水还可以循环用于生石灰消化水,进一步更好地节约水耗,防止浪费。
2.2 一二次混合机
为了对混合机粘料、结圈问题有效解决,一次混合机利用抗磨陶瓷衬板,二次混合机利用油尼龙衬板,不但防止了筒体粘料,还均匀处理制粒,提升了烧结矿的成品效率。
2.3 烧结机
烧结机利用双层卸灰阀替代了调节阀,另外引一条通支管,有效分离气料,进一步有效防止堵料的发生,不断强化了风箱的抗腐蚀性,对抽风点火风量更容易掌控,同时节省了煤气的使用量。采取金属柔磁性对烧结机头进行密封,特殊的接触面设计能够随着台车底面的改变而发生变形,对密封板的使用时间进行了延长,解决了烧结机漏风问题,提升了生产效率。
3 烧结机采取的环保措施
3.1 无组织粉尘减排
环冷机高温段形成的废气流向冷风机箱,同把中低温段热回收废气与烟气输送到烧结机开展热风烧结操作。这样的循环操作,最大程度降低了环冷机的漏风率,减少了环冷区域排放无组织粉尘量。
3.2 治理颗粒物
塑料板除尘器通过波浪式塑烧板过滤芯对传统布袋进行了替代,深度处理塑料板表面,细小且均匀的孔径有利于更好疏水,在较高含水率的粉尘处理中非常适用,因此对一二次混合工序粉尘可以选择该除尘器,按照实际经验,可以有效控制排放颗粒物的浓度。
3.3 烧结机头烟气治理
3.3.1 脱硫烧结
烟气脱硫工艺主要原理是火电燃煤锅烟气脱硫技术,形成了多样化的种类,简单划分为湿法、干法和半干法,大部分是钙基法,可获得超过70%的脱硫率。当前钢厂一般利用半干法脱硫,工作原理是利用一级除尘器处理锅炉空气预热器中的原烟气,由底部进入脱硫塔实施脱硫,除尘器对这一步形成的烟气进行除尘,烟气通过净化处理后由引风机烟囱直排入大气。
SO2和粉尘经过脱硫达到了环保排放的标准。将均流设备设置在脱硫塔的烟道进口处,把检测侧温度和压力装备安置在出口扩大段,从而对脱硫塔的喷水量与循环物料量严格控制。塔底安装紧急排灰设备,同时安装吹扫设备有效进行防堵。近些年产生的脱硫新工艺“吸收再生法”,具体包括了活性炭吸附法和有机胺循环吸收法。有机胺循环吸收法通过水洗塔洗涤酸雾烧结烟气以后,在吸收塔内部全面接触有机胺溶液,通过吸收、加热再生塔内部的SO2富液进一步产生热贫液,换热降温之后循环应用在吸收塔中,获得较高浓度的硫酸成分气体。
3.3.2 二噁英减排措施
减排二噁英的主要方法之一是对源头严格控制,即减少氯源,对烧结工艺不断改进,提高混合料的透气性;二是末端治理,二噁英多数情况都是固体状态在微细颗粒上吸附,利用除尘技术有效降低排放量,采取静电除尘器能够获得良好的净化效果;TiO2加紫外光分解催化技术,二噁英去除率超过了90%,同时还可以对烟气中的NOx进行分解,但是这一技术需要大规模的投资,也会增加操作成本,无法大规模应用在工业中;三是协同净化,采取脱硫脱硝技术将一部分二噁英除去,比如半干法可以去除70%二噁英。
3.4 活性炭烟气净化系统
烧结烟气中包含了二氧化硫、氮氧化物、二噁英、重金属、粉尘等污染物,根据大气污染物综合处理的原则及污染物排放标准,还可以利用活性炭烟气净化技术,结合脱除二氧化硫、氮氧化物、二噁英、重金属和粉尘等污染,属于一种回收资源型的烟气综合治理技术,设计值排放标准如下:(1) 烟气中SO2排放浓度:≤50mg/Nm3 。(2)烟气中NOx排放标准:≤110m g/Nm3 。(3)粉尘排放浓度:≤20m g/Nm3 。(4)二噁英当量排放浓度:≤0.5ngTEQ/m3。
4 结语
近些年来烧结机的节能环保技术获得了迅速的发展,借助于不断改进的生产工艺、主要设备和节电技术,一定程度上降低了烧结工序的能耗,最大程度满足了清洁生产的要求。烧结烟气循环利用技术是一项良好的节能环保手段,有必要大规模推广应用。
参考文献
[1] 吕酬.烧结机节能减排实践[J].山东冶金,2016(8).
[2] 耿华.烧结烟气脱硫技术应用现状分析[J].冶金环保,2016(5).