从高炉煤气中回收炉尘的最佳方法
西门子技术公司开发出一种新型旋流除尘器,用于对高炉炉顶煤气除尘。这种除尘设备可以灵活地进行调整,达到最大程度的回收炉尘。因此,含铁炉尘可以返回到高炉炼铁工艺中,且没有超过许可的锌和其他重金属含量。
为了将高炉煤气用于下游工序加热,高炉煤气分两步进行清洁除尘,该除尘过程包括干式除尘或旋流除尘(第一步)以及湿式洗涤(第二步)。虽然在第一步高炉煤气除尘过程中的炉尘可以返回到高炉炼铁工序,但通过湿式洗涤的炉尘(尘泥)通常是丢弃,因而增加了额外处理填埋或倾倒费用。例如,对于炉缸直径为8.5~14米的高炉来说,每小时要产生25万~70万Nm^3高炉煤气,并要对此进行处理。含在这些高炉煤气中的炉尘数量一般为5~14吨,其铁的含量为15%~35%,是一种有价值的副产品。
为了最大化地回收高炉煤气炉尘中的铁,目前的高炉发展趋势是采用高效的旋流除尘装置替代低效的炉尘收集装置。然而,并不是高炉煤气炉尘中所有物质都是所需要的。高炉炉料中高浓度重金属,特别是锌可以影响高炉工艺参数,即会造成较高的焦炭消耗,在炉身上部区域形成结壳,反过来影响高炉耐火材料使用寿命。原有的除尘工艺由于重复蒸发、分离和回收,带来不需要的重金属浓度不断提高,因此,从成本操作上看,在高炉煤气的第一阶段处理中实现高效除尘是非常重要的。
西门子技术公司以计算机流体动力模型为基础,研制了1∶10的样机。为了防止细的、含锌炉尘回收返回炼铁工序,对模型进行了多种修改。安装了4根旁通管以便来自旋流除尘器顶部的炉尘和煤气分流到排泄管。在工业用新型旋流除尘装置上还额外配置了管口盖凸缘,安装在排泄管的某些位置上。回收的炉尘中锌的含量,在计划停炉期间可以改变排泄管的数量,以改变炉尘捕集效率。采用这种方式,可以实现最大的炉尘回收比率,同时,炉尘中锌的浓度不会超过允许范围。基于模型开发的第一套全尺寸新型旋流除尘器安装在印度京德勒带钢公司新3号高炉上,并于2008年中期投产。
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