使用低燃值煤氣煅燒石灰的探索與應(yīng)用

王 崗，彭 婷，趙興江

（四川達(dá)州鋼鐵集團(tuán)有限責(zé)任公司，四川 達(dá)州635002）

1 引言

活性石灰在煉鋼過程中，是很重要的“造渣劑”，主要用于除去鋼水中的有害元素S、P等雜質(zhì)，優(yōu)化鋼水質(zhì)量。石灰的煅燒，主要是石灰石經(jīng)過高溫分解生產(chǎn)CaO。在石灰的煅燒過程中，保持煅燒溫度是重中之重。通過查新檢索，目前國內(nèi)石灰行業(yè)傳統(tǒng)的煅燒石灰方式是用高燃值氣體（焦?fàn)t煤氣）作為主要燃燒氣體，高爐、轉(zhuǎn)爐煤氣屬于低燃值氣體，只能起到輔助燃燒作用，或是放散。通常，在煅燒過程中，焦?fàn)t煤氣供應(yīng)不穩(wěn)定，將嚴(yán)重影響煅燒溫度，降低活性石灰質(zhì)量。若溫度持續(xù)偏低，將造成爐內(nèi)結(jié)瘤直至停產(chǎn)，嚴(yán)重影響下工序生產(chǎn)。

2 背景

達(dá)鋼集團(tuán)作為川東北地區(qū)最大的冶金企業(yè)，是集鋼鐵、化工、物流為一體大型企業(yè)。但在鋼鐵產(chǎn)業(yè)過剩的大環(huán)境下，有目的對鋼鐵企業(yè)進(jìn)行轉(zhuǎn)行是企業(yè)發(fā)展道路上不可避免的趨勢，達(dá)鋼集團(tuán)也不例外，在全廠員工不斷探索前景的道路上，努力發(fā)展化工業(yè)，利用化工板塊支撐鋼鐵板塊，而甲醇作為我廠除鋼鐵之外的探索新產(chǎn)品，為達(dá)鋼集團(tuán)帶來了較為明顯效益。

每個鋼廠都存在一個問題就是焦?fàn)t煤氣供應(yīng)緊張，各單位對焦?fàn)t煤氣需求較大。石灰作為各鋼廠的輔助附屬產(chǎn)品，在焦?fàn)t煤氣供應(yīng)緊張的情況下，不可能第一時間滿足石灰煅燒。因?yàn)檫_(dá)鋼集團(tuán)的特殊性，焦?fàn)t煤氣供應(yīng)甲醇生產(chǎn)是大趨勢，要從根本上解決焦?fàn)t煤氣供應(yīng)石灰緊張的問題，保證石灰產(chǎn)量質(zhì)量，只有從自身想辦法，找突破點(diǎn)，盡量用少量焦?fàn)t煤氣燒出高質(zhì)量的石灰。為解決這個問題，我們不斷摸索、各地考察，最終通過數(shù)據(jù)證明采用低燃值煤氣為主、高燃值煤氣為輔煅燒石灰，為保證石灰質(zhì)量，降低生產(chǎn)成本有著巨大貢獻(xiàn)。

我廠石灰回轉(zhuǎn)窯使用燃?xì)庥山範(fàn)t煤氣、轉(zhuǎn)爐煤氣和高爐煤氣構(gòu)成，其中焦?fàn)t煤氣的發(fā)熱值是4 000kcal／Nm3～4 200kcal／Nm3，轉(zhuǎn) 爐 煤 氣 發(fā) 熱 值 是 1 450kcal／Nm3～1 800kcal／Nm3，高爐煤氣發(fā)熱值僅有700kcal／Nm3～900kcal／Nm3。

3 改造詳情

為了充分利用低燃值煤氣轉(zhuǎn)爐煤氣及高爐煤氣，減少焦?fàn)t煤氣的使用量，保證有充足的焦?fàn)t煤氣供應(yīng)生產(chǎn)甲醇。我廠經(jīng)過不斷的現(xiàn)場勘測、計算、實(shí)踐，終于探索出了在相同燃值的情況下，減少焦?fàn)t煤氣使用量，大量使用轉(zhuǎn)爐煤氣和高爐煤氣煅燒石灰。其主要技術(shù)參數(shù)如下：

（1）在活性石灰回轉(zhuǎn)窯燃?xì)膺M(jìn)入燒嘴之前，修建低燃值煤氣加熱爐，使低燃值煤氣轉(zhuǎn)爐煤氣及高爐煤氣經(jīng)過加熱爐加熱之后，通過燒嘴進(jìn)入爐膛。

加熱爐如下圖：

圖1 加熱爐示意圖

如圖所示，低熱值燃?xì)馊紵到y(tǒng)包括低熱值燃?xì)庵鞴苈?、預(yù)熱器13和燃燒器16。上述低熱值燃煤氣主管路包括高爐煤氣主管路8和轉(zhuǎn)爐煤氣主管路4；所述預(yù)熱器13包括燃燒室12、空氣室15和換熱室2，所述燃燒室12、空氣室15和換熱室2之間均通過導(dǎo)熱隔板14相連接；所述換熱室2內(nèi)設(shè)置有導(dǎo)熱填充物3；所述換熱室2上設(shè)置有若干燃?xì)膺M(jìn)口7和燃?xì)獬隹?；所述燃?xì)膺M(jìn)口7分別與高爐煤氣主管路8和轉(zhuǎn)爐煤氣主管路4相連接；所述燃?xì)獬隹?與燃燒器16相連接；所述高爐煤氣副管路10與高爐煤氣主管路8相并聯(lián)，所述燃燒室12與高爐煤氣副管路10和助燃?xì)夤苈?相連接；所述燃燒室12還與焦?fàn)t煤氣點(diǎn)火管11相連接；所述高爐煤氣主管路8上設(shè)置有電動蝶閥、電動盲板閥和氣動蝶閥。所述高爐煤氣副管路10上設(shè)置有電動蝶閥和電動盲板閥；所述預(yù)熱器13與引風(fēng)機(jī)6和排煙孔5相連接；所述燃燒器16為回轉(zhuǎn)窯，所述回轉(zhuǎn)窯還同時與焦?fàn)t煤氣主管路17相連接。

（2）低燃值煤氣轉(zhuǎn)爐煤氣和高爐煤氣經(jīng)過加熱爐之后，進(jìn)入爐膛的溫度上升至450℃，該溫度下的低燃值煤氣進(jìn)入爐膛后，可直接燃燒而不降低爐膛熱能損耗，大大提高了低燃值煤氣的使用量，從而減少焦?fàn)t煤氣的使用量。

4 煤氣前后對比

使用加熱爐加熱低燃值煤氣后的燃?xì)馐褂昧繉Ρ热绫?。

由上表可知，在產(chǎn)量、質(zhì)量同等的情況下，經(jīng)過加熱爐加熱之后進(jìn)入爐膛的低燃值煤氣能提供與高燃值煤氣相當(dāng)?shù)臒崃浚呷贾得簹獾氖褂昧棵啃r降低了2 000m3。

表1 加熱低燃值煤氣前后燃?xì)庥昧?/p>

5 經(jīng)濟(jì)效益

（1）在集團(tuán)公司焦?fàn)t煤氣供給緊張的情況下，充分使用低燃值煤氣，使產(chǎn)量質(zhì)量達(dá)產(chǎn)達(dá)效。

（2）從經(jīng)濟(jì)價值上說，焦?fàn)t煤氣價格也遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于高爐、轉(zhuǎn)爐煤氣。高、轉(zhuǎn)爐煤氣預(yù)熱后使用，減少了焦?fàn)t煤氣的使用量，也大大降低了我廠煤氣使用成本，直接經(jīng)濟(jì)效益約360萬元／年。

（3）將節(jié)約的焦?fàn)t煤氣供給甲醇生產(chǎn)使用，使得甲醇有充足的焦?fàn)t煤氣使用量，極大地提高了甲醇產(chǎn)量，間接經(jīng)濟(jì)效益800余萬元。

（4）該實(shí)用新型技術(shù)具有降低成本、緩解燃?xì)鈮毫Φ葍?yōu)點(diǎn)，有很好的使用和推廣價值。

6 結(jié)論

使用低燃值煤氣煅燒石灰，技術(shù)上較為成熟，效果十分明顯，有效地解決了鋼鐵行業(yè)高燃值煤氣供應(yīng)緊張而低燃值煤氣大量排放的狀況。保證了在高燃值煤氣壓力不足的情況下，仍能生產(chǎn)出高質(zhì)高產(chǎn)的活性石灰，保證了下工序的正常運(yùn)轉(zhuǎn)；另一方面，通過大量使用低燃值煤氣煅燒石灰，置換出的高燃值煤氣大量供應(yīng)給甲醇，在鋼鐵板塊低迷的情況下，通過提升化工產(chǎn)品保證了集團(tuán)公司的經(jīng)濟(jì)效益。