煤气脱水器技术.docx

煤气脱水处理技术与安全运行姓 名：周亚辉单 位：龙钢集团炼钢厂申报工种：水煤气工申报级别 二零一二年七月十日目录摘要……………………………………………………………………………………3 关键词…………………………………………………………………………………3 1、前言 ………………………………………………………………………………32、 炼钢转炉煤气使用现状 43、 转炉煤气带水问题分析 44、 转炉煤气脱水处理现状及远景 45、 转炉煤气脱水方法综述 ..45.1、 脱除转炉煤气中机械水主要性能参数 55.2、 旋流板脱水 55.3、 折叠式脱水 55.4、 煤气脱水技术的发展趋势 66、 脱水系统及管网安装要求 66.1、 脱水安装安装安全要求 66.2、 防煤气泄漏持续排水器安全运行 67、 脱水装置直接效益 68、 结论 79、 致谢语 8煤气脱水处理技术与设备安全运行摘要：炼钢冶炼产生的转炉煤气通过回收利用是炼钢降低能耗、节约成本 实现负能炼钢的重要途径之一，转炉煤气已经普遍应用公司烘烤设备设施现 在使用湿法回收的转炉煤气中机械水含量偏高，转炉煤气中饱和水不能得到及 时处理，这既影响煤气的安全运行，又降低了煤气的热值．本文介绍了当前煤 气脱水的主要方式、研究现状及发展方向。

提出了适用于煤气低成本、高效率 煤气脱水新方法．关键词：煤气脱水；循环利用；1、前言：炼钢冶炼生产过程中副产品转炉煤气，是一种优质的气体燃料具有燃烧效率高、易于控制的优点充分利用转炉煤气，变废为宝，改善环境， 是每个企业都十分关注的问题目前公司转炉煤气利用湿法除尘，含有的机械 水较多，煤气柜虽然采取SDB25-18型湿法电除尘将大量机械水进行处理，在煤 气进入风机房抽风机前未对的机械水有效处理，而且水中含有污泥等杂质对风 机的叶轮粘附，降低了风机转子使用寿命，增加检修频次；在入柜前对煤气带 水进行处理，提高煤气热值和安全利用，因此解决抽风机机前管道的机械水， 是今后转炉煤气安全使用的关键2、炼钢使用转炉煤气现状我公司于2010年5月在二期炼钢率先使用转炉煤气，将回收的转炉煤气作 为烘烤介质，普遍使用在炼钢烘烤设施（转炉钢包、连铸中间包、混铁炉、铁 水包、合金热风炉等），在使用过程中转炉煤气管道内冷凝水较多，在管道外 部安装持续排水器，不能将转炉煤气中带水问题彻底解决，经常是已经烘烤达 到标准的中间包、钢包在即将上线运行时，增大煤气阀门开度时，煤气烧嘴处 喷水，造成生产无法正常运行，而且中间包、钢包底部积水潮湿存在较大的作 业安全风险。

确保转炉钢包、连铸中间包烘烤质量，保证其正常运行必须彻底 解决转炉煤气带水问题，3、转炉煤气带水问题原因分析3.1、工况影响： 由于采用湿法除尘，在转炉煤气降温、除尘、脱水等之后含有机械水和饱 和水，含水量与除尘使用的水质、喷淋系统的喷嘴是否畅通、转炉烟气管道是 否畅通、冶炼过程中的转炉烟气产生是否均匀等有密切的关系；转炉煤气以水 汽的状态进入回收系统，含有大量机械水3.2、温度影响转炉煤气经过气柜之后对机械水进行处理，但温度仍在50 °C左右，煤气中 以气状存在的饱和水不能析出，到用户末端，由于使用过程的不连续，并随着 煤气管道不断延伸，煤气温度逐渐降低，转炉煤气饱和水冷凝并析出，这样析 出的冷凝水就会从烧嘴中喷出4、 转炉煤气脱水处理现状及远景炼钢厂回收转炉煤气一般含尘量为10〜150 mg / m3,含机械水量为30—50 g/hj，气柜煤气必须经过精除尘和脱水才能达到燃气用户的使用要求，精除 尘一般采用卧置湿式电除尘器，电除尘器出口处需设有脱水装置，以保证处理 后的煤气中含机械水量满足燃气轮机的使用要求．钢铁厂进行煤气脱水不仅可 以保证煤气用户的安全运行，而且可以提高煤气热值，增加经济效益．如将机 械水从50 g/rn3降低到l g / In3，则可以提高转炉煤气热值165 kJ/甜，1 座年年产钢2X1201的转炉，可增加煤气热值2. 8X10” kJ, 7X106度电。

4.1转炉煤气脱水现状2010年9月， 5#机利用小火烘烤中间包两个小时，在即将更换中间包前一 小时，开始调节煤气量，由原来的开度20%增至30%时，突然烧嘴中间喷水，水 从水口处流出，升起烘烤烧嘴架子，进行检查发现中间包底部大量积水，造成 生产影响为解决当时存在的问题，在该管道下方安装持续性排水管道其后 采取同样的办法在各点安装持续性脱水设施但问题的根源并不在用户末端， 而在转炉煤气除尘脱水系统在长期的转炉煤气输送过程中，风机机前管道大量积水影响到风机转子的 寿命，利用重力除尘器设施以及安装水封、持续排水器，对转炉煤气机械水和 饱和水进行处理其效果均不理想4.2转炉煤气脱水技术发展过程随着科学技术的发展，国内外不断研究转炉煤气脱水问题，由70年代使用 的冷冻法煤气脱湿工艺，到80年代采用膜技术脱除煤气中的水分；进入21世纪， 有的国家采取高能量超声波、硅胶干燥剂吸附，转炉煤气脱水问题其脱水效率 为76％，该装置延长了风机寿命在最新的研究转炉煤气脱水问题上，采用卧 式套管旋流板脱水器装置在不采取任何辅助措施的情况下，可以将其露点降低 至20C左右，阻损300-400Pa5、 转炉煤气脱水方法综述5.1脱除转炉煤气中机械水主要性能及参数脱水方法煤气露点。

C脱水效率％机械水/mg.m3系统阻力适用场合运行成本存在问题旋流板脱水不变901000400转炉煤气较低需冲洗水折叠式脱水不变985100转炉煤气较低不锈钢，加工成本高5.2旋流板脱水旋流板脱水技术最初应用在化工行业，在氨回收塔、硫化氢吸收塔及盐场 排水提溴设备中起脱水除雾作用．旋流板脱水装置一般由叶片、盲板和内罩筒 组成当气体通过盲板和内罩筒之间的叶片空隙处时，旋流板不动，气体则产 生旋转；气体中夹带的雾滴，在离心力的作用下，甩向塔壁，汇集在溢流槽中， 沿回流管流出而被分离．影响旋流板脱水效率的主要因素有旋流板的开孔率、 气体流速和旋流板的仰角及形状．通过对技术的改进，卧式套筒式旋流板脱水 器是利用嵌套在套筒及导流锥之间环隙的旋流板,使气体中微细液滴、固体尘 粒产生涡流运动,使气流中的悬浮液滴、固体尘粒受惯性离心力的作用,附着于 壁板或旋流板,从而离析出气体中的液滴和固体尘粒脱水器结构简单体积小， 脱水效率高，阻力损失小，重量轻，安装、操作、维修方便，而气体通过脱水 器的压力损失却很小只有300〜400Pa,有利于提高设备的生产效率因旋流板 采用优质不锈钢材料制成,与其它类型的脱水器相比,脱水器使用寿命更长。

在 上述技术的基础上,为使进入脱水器的煤气进气均匀,在脱水器入口处设计导 流锥,可使煤气产生瞬间加速,因速度的提高可使煤气中液滴及固体尘粒离心 大加大,这样能最大程度地保证煤气与不锈钢旋流板充分接触；为提高脱水效 果,在脱水器内部设置多级挡液圈及导流管,可防止脱水器出口处的煤气二次 夹带机械水通过以上措施保证了脱水器的高效率运行从而减少持续排水器 的数量5.3折叠板脱水折叠板脱水装置是由多块相同的折叠不锈钢板按一定间距叠放在一起而 组成的高效脱水设备,所示．煤气在多次改变气流方向的作用下其中的液滴 因惯性力和离心力而被分离,分离出的液滴一部分被吸附在板壁上,另一部分 被阻挡在收集钩里最后形成向下的连续水膜而被收集．拐弯处越多,脱水效 果越明显,但同时脱水阻力也增加．与上述几种脱水技术相比,折叠板脱水装 置具有脱水率高、阻力小、操作方便、安全可靠、易于维护等优点,可以有效 脱除粒径在6 pm以下的微细水滴，由于板壁形成水膜的清洗作用，即使遇到高 粉尘的煤气，也不会发生堵塞现象．5.4 煤气脱水技术的发展趋势煤气脱水技术的发展主要在于管道内部脱水，采用外部排水不能从根本上 处理煤气中机械水和饱和水，而且增设持续排水器存在较多危险。

在减少煤气 持续排水器的同时，对现有的持续排水器进行安全改造也势在必行煤气脱水 技术企业发展的必然趋势6、 脱水系统及管网排水安全要求6.1脱水系统安全要求 备件使用的材料与原设备的相匹配，更换部件的机械加工精确，完全达到 规定的允许偏差使用的材料是全新的材料，使用无缺陷，且材料寿命长和维 护要求低同时所有的相类似的设备和备件不论是整体或是它的分部件均是绝 对地可以互换的由于转炉煤气含CO60-80%，毒性极强，容易导致人员中毒， 因此对设备的安全要求较高，同时对于设备设施脱水处理所连接的持续排水器 同样有较高的要求，应采用防煤气泄漏持续排水器，确保安全运行6.2防煤气泄漏持续排水器炼钢在使用转炉煤气过程中采用煤气低压自动切断和高压报警装置，煤气 泄漏自动连锁切断报警，经过两年来的运行其安全性能较高，能够确保煤气防 护安全运行鉴于此早日将防泄漏煤气持续排水事实安装，根据公司现煤气运 行工况，防煤气泄漏持续排水器在转炉煤气压力20-40Kpa时能够防止煤气泄 漏，能够自动排水，保持压力平衡；在转炉煤气总管安装脱水系统确保转炉煤 气压力损失不大，转炉煤气压力保持在10—12Kpa； —旦发生煤气泄漏能够自 动切断并报警；安装PLC控制器连接信号至主控室，可远距离准确判断是何排 水器出故障，其二现场安装报警灯（当煤气泄漏时PLC控制器可发出信号至报 警灯——报警灯亮现场人员可直观避免事故发生）；结合我厂冬季特点持续排 水器采用电伴热形式，排水器本体、排水器进水管及排水管电伴热和保温、防 爆配电箱（带PLC控制）、防爆电源接线盒及防爆电源尾端接线盒等。

对于防煤气泄漏持续排水器在初期运行阶段会存在一定问题，但结合公司 现状，安装防泄漏排水器必将促进是公司煤气安全防护工作7、 脱水装置对风机运行的直接效益对炼钢风机机前风管进行脱水处理，对机前风管机械水进行处理，通过冷 却系统降低转炉烟气温度，通过减少机械水和饱和水，必将延长风机使用寿命 降低维修费用，同时对转炉煤气安全使用产生明显作用其一，转炉烟气机械 水的减少以及风机机前管道对烟尘的处理，风机叶轮上积灰积垢降低；降低转 炉煤气烟气温度，将减少蒸发量，便于下一道工艺的处理；其二，八万煤气柜 管网距离炼钢厂新区用户点较短，不便于利用管网循环进行转炉煤气饱和水的 冷却，利用前期脱水降温处理后，是含水量较少的转炉煤气在沿途中逐渐冷却 并将饱和水析出，减少用户点安装持续排水器8、结论 煤气脱水装置的在国内钢铁企业方兴未艾，煤气中的水滴从气相组分中分 离出来受两相流动的影响很大8.计算流体力学的发展为分析和解决该两相流 动模型提供了新的办法，转炉煤气脱水技术可以对旋流板和折叠板的形状进行 优化，从而降低系统阻力，提高脱水效率．引进新技术，解决转炉煤气机械水 和饱和水，采用丝网和折叠板脱除煤气中机械水时．当液气比超过一定值时， 脱水效率显著下降。

其原因是水滴在脱水板上的附着力和形成水膜的流动时间 受脱水板表面材料性能的影响很大．如采用膜和分子筛等材料制成脱水板，可 以提高水分的收集效率，减少液滴二次夹带现象．随着钢铁厂煤气回收水平的 提高，公司的富余煤气量越来越多，大型钢铁企业煤气发电量将占其用电量的 1／3以上，降低煤气机械水含量，提高煤气热值，研发高效低阻脱水装置将为 企业带来巨大经济效益．9、致谢语：龙钢炼钢厂紧紧依靠科技进步，不断提升转炉煤气回收各项工艺参数，本 文通过我对转炉煤气回收过程中脱水问题的阐述，使我对转炉煤气脱水处理有 了更深刻的认识和理解，在以后的工作中发挥好现有的设备设施，减少转炉煤 气机械水，监督好除尘水质的管理，降低转炉烟气温度；同时通过努力尽快使 新科技、新产品应用到炼钢转炉煤气输送装置上，更好。