一種高爐煤氣除酸裝置的制作方法

本發明涉及冶金技術領域，特別涉及一種高爐煤氣除酸裝置。

背景技術：

高爐煤氣干法除塵具有除塵效率高、節水、節電等優點，并保留了高爐煤氣所具有的壓力能和熱能，提高了高爐煤氣余壓透平發電裝置(trt)的發電量，逐漸被新建和改擴建高爐采用。近年來由于高爐大量使用低品質礦、進口礦石噴灑海水降塵和燒結礦中噴吹cacl2提高低溫還原粉化性能，致使煤氣中氯、硫等酸性氣體含量大幅度增加，而高爐煤氣干法除塵系統由于不能將煤氣中的酸性氣體除掉，致使下游用戶的管道設施腐蝕嚴重，尤其是trt透平機組的二級葉片積鹽嚴重，經常引起發電機組劇烈振動，不僅增加了設備維護工作量，而且還經常需要停機處理，浪費了大量的高爐煤氣余壓能。

高爐煤氣中含有氯，煤氣中的飽和水蒸汽隨著煤氣溫度的降低而逐漸析出，其中的氯易溶于水中，因此煤氣冷凝水中的氯含量較高，其溶液呈較強的酸性，對煤氣管道和用戶設備造成了嚴重腐蝕。另外，由于氯腐蝕部位一般集中在煤氣管道的下部、管道焊縫、管道補償器、管道排水器等部位，其腐蝕速度快，嚴重破壞了高爐煤氣管網的安全運行。為解決高爐煤氣中氯對煤氣管道和用戶設施的腐蝕，生產廠家通常采取高爐煤氣管道內部噴涂防氯腐蝕的涂料以及管道補償器選用抗氯腐蝕的材料，但由于防腐涂料易脫落以及改造管道補償器的成本較高，實際生產中收效不理想。

現有技術采用高爐煤氣噴堿方法脫除煤氣中的大部分氯和硫化物，減輕煤氣管道的腐蝕，但由于大量噴堿和噴水循環洗滌，不但消耗大量水資源、增加了整個系統的運行和維護成本，還使煤氣溫度大幅度降低，一方面減少了trt發電量和降低了煤氣熱值，同時還產生了大量的高鹽、高氯廢水需要處理，致使干法除塵的節水、節能等環保優勢幾乎全部失去。

技術實現要素：

本發明提供了一種高爐煤氣除酸裝置，解決了或部分解決了現有技術中通過大量噴堿和噴水循環洗滌脫除煤氣中的大部分氯和硫化物，消耗大量水資源、增加了整個系統運行和維護成本的技術問題，實現了將高爐煤氣中的氯、硫等酸性氣體大部分吸收，具有節水節電并減少高鹽廢水產生的技術效果。

本發明提供的一種高爐煤氣除酸裝置，設置在高爐煤氣干法除塵系統中，所述高爐煤氣干法除塵系統包括：高爐、重力除塵器、旋風除塵器、干法除塵器、高爐煤氣余壓透發電機組及儲灰倉；所述高爐、所述重力除塵器、所述旋風除塵器及所述干法除塵器依次通過煤氣管道連接；所述儲灰倉與所述干法除塵器的出灰口連接；所述高爐煤氣余壓透發電機組通過凈煤氣管道與所述干法除塵器的出氣口連接，所述高爐煤氣除酸裝置包括：

粉末噴槍，與所述煤氣管道連接；所述粉末噴槍包括：貫穿所述煤氣管道的噴管及設置在所述噴管上的噴咀；所述噴咀位于所述煤氣管道內部；

噴吹罐，通過噴粉管道與所述粉末噴槍固定連接；所述噴吹罐設置有流化噴咀；

供氣源，通過氣管與所述流化噴咀連接，用于輸送噴吹載體；

所述噴吹載體通過所述流化噴咀進入所述噴吹罐，使所述噴吹罐內的石灰粉末流化。

作為優選，所述噴管的一端封閉，另一端與所述噴粉管道連接。

作為優選，所述噴管的兩端分別通過所述噴粉管道與所述噴吹罐連接。

作為優選，所述噴管設置有一組或多組所述噴咀；

每一組所述噴咀包括沿所述噴管軸線等間距布置的多個所述噴咀；

多組所述噴咀均勻分布在所述噴管的圓周上。

作為優選，所述噴咀的直徑不大于5mm。

作為優選，所述粉末噴槍位于所述旋風除塵器與所述干法除塵器之間的所述煤氣管道上。

作為優選，所述石灰粉末為套筒窯生產煉鋼活性灰的副產品；

所述石灰粉末包括小粒度石灰粉末及大粒度石灰粉末；所述小粒度石灰粉末與所述大粒度石灰粉末的質量比大于90:10；

所述小粒度石灰粉末能過200目篩。

作為優選，所述噴吹載體為高壓氮氣。

作為優選，所述噴吹載體為加壓后的高爐凈煤氣或加壓后的熱風爐廢煙氣。

作為優選，所述高爐煤氣除酸裝置包括3個所述粉末噴槍；

3個所述粉末噴槍分別設置在所述高爐與所述重力除塵器之間的所述煤氣管道上、所述重力除塵器與所述旋風除塵器之間的所述煤氣管道上及所述旋風除塵器與所述干法除塵器之間的所述煤氣管道上。

本申請中提供的一個或多個技術方案，至少具有如下技術效果或優點：

由于采用了在現有高爐煤氣干法除塵系統的基礎上設置高爐煤氣除酸裝置，高爐煤氣除酸裝置包括：粉末噴槍、噴吹罐及供氣源，粉末噴槍包括：貫穿煤氣管道的噴管及設置在噴管上的噴咀；噴咀位于煤氣管道內部；噴吹罐通過噴粉管道與粉末噴槍固定連接；噴吹罐設置有流化噴咀；供氣源通過氣管與流化噴咀連接；噴吹載體通過流化噴咀進入噴吹罐，使噴吹罐內的石灰粉末流化，流化后的石灰粉末通過噴粉管道流入粉末噴槍，最后流入煤氣管道，石灰粉末的強吸水性將高爐煤氣中的部分水分吸收，生成氫氧化鈣后再與煤氣中的酸性氣體，如hcl、so2、so3、h2s、co2等進行化學反應，生成cacl2、cas、caso3、caso4、caco3等物質，最終被回收至儲灰倉，降低煤氣中的酸性氣體含量。這樣，有效解決了現有技術中通過大量噴堿和噴水循環洗滌脫除煤氣中的大部分氯和硫化物，消耗大量水資源、增加了整個系統運行和維護成本的技術問題，實現了將高爐煤氣中的氯、硫等酸性氣體大部分吸收，具有節水節電并減少高鹽廢水產生的技術效果。

附圖說明

圖1為本發明提供的高爐煤氣除酸裝置的結構示意圖；

圖2為圖1中粉末噴槍與煤氣管道的裝配示意圖。

(圖示中各標號代表的部件依次為：1高爐，2重力除塵器，3旋風除塵器，4煤氣管道，5干法除塵器，6高爐煤氣余壓透發電機組，7粉末噴槍，8噴粉管道，9噴吹罐，10流化噴咀，11儲灰倉，12噴咀)

具體實施方式

本申請實施例提供了一種高爐煤氣除酸裝置，解決了或部分解決了現有技術中通過大量噴堿和噴水循環洗滌脫除煤氣中的大部分氯和硫化物，消耗大量水資源、增加了整個系統運行和維護成本的技術問題，實現了將高爐煤氣中的氯、硫等酸性氣體大部分吸收，能節水節電并減少高鹽廢水的產生，減輕高爐煤氣對煤氣管道和下游煤氣用戶設施的腐蝕，保障煤氣熱值和trt發電量的技術效果。

參見附圖1，本發明提供的一種高爐煤氣除酸裝置，設置在高爐煤氣干法除塵系統中，高爐煤氣干法除塵系統包括：高爐1、重力除塵器2、旋風除塵器3、干法除塵器5、高爐煤氣余壓透發電機組6及儲灰倉11；高爐1、重力除塵器2、旋風除塵器3及干法除塵器5依次通過煤氣管道4連接；儲灰倉11與干法除塵器5的出灰口連接；高爐煤氣余壓透發電機組6通過凈煤氣管道與干法除塵器5的出氣口連接。

該高爐煤氣除酸裝置包括：粉末噴槍7、噴吹罐9及供氣源；粉末噴槍7與煤氣管道4連接；參見附圖2，粉末噴槍7包括：貫穿煤氣管道4的噴管及設置在噴管上的噴咀12；噴咀12位于煤氣管道4內部；噴吹罐9通過噴粉管道8與粉末噴槍7固定連接；噴吹罐9設置有流化噴咀10；供氣源通過氣管與流化噴咀10連接，用于輸送噴吹載體。

其中，噴吹載體通過流化噴咀10進入噴吹罐9，使噴吹罐9內的石灰粉末流化，流化后的石灰粉末通過噴粉管道8流入粉末噴槍7，最后流入煤氣管道4，石灰粉末的強吸水性將高爐煤氣中的部分水分吸收，生成氫氧化鈣后再與煤氣中的酸性氣體，如hcl、so2、so3、h2s、co2等進行化學反應，生成cacl2、cas、caso3、caso4、caco3等物質，最終被回收至儲灰倉11，降低煤氣中的酸性氣體含量。同時，由于高爐煤氣中有約20～25％的co2氣體，噴入的石灰粉末與其中的一部分co2進行反應生成碳酸鈣和碳酸氫鈣，會降低煤氣中co2的含量，提高煤氣熱值；同時，石灰粉末大量吸收煤氣中的水分，也有利于提高煤氣熱值。

作為第一種實施方式，噴管的一端封閉，另一端與噴粉管道8連接。作為另一種實施方式，噴管的兩端分別通過噴粉管道8與噴吹罐9連接，能強化噴吹效果。

進一步的，噴管設置有一組或多組噴咀12，保證石灰粉末與高爐煤氣充分混合；每一組噴咀12包括沿噴管軸線等間距布置的多個噴咀12；或者多個噴咀12從中心向邊緣等比距離分布。多組噴咀12均勻分布在噴管的圓周上。

進一步的，粉末噴槍7位于旋風除塵器3與干法除塵器5之間的煤氣管道4上，一方面是由于重力除塵器2和旋風除塵器3通常能夠將高爐煤氣中約70～85％的大顆粒粉塵脫除，而進入這部分除塵灰中的酸性氣體量較少，除酸效率較低；另一方面是干法除塵器5處于整個除塵系統末端，便于操作和維護，煤氣中氯、硫等酸性氣體含量較高，除酸效果會更好。

進一步的，噴咀12的直徑不大于5mm。石灰粉末為套筒窯生產煉鋼活性灰的副產品；石灰粉末包括小粒度石灰粉末及大粒度石灰粉末；小粒度石灰粉末與大粒度石灰粉末的質量比大于90:10；小粒度石灰粉末能過200目篩。石灰粉末通常用做燒結溶劑，調節燒結礦的堿度，由于高爐除塵灰大部分配入燒結工藝回收利用，在高爐除塵系統噴入石灰粉末，不但在燒結過程中可減少溶劑的配加量，而且在高爐除塵系統脫除的煤氣中的氯、硫等酸性氣體，可以在燒結工藝中大部分脫除，能夠有效防止氯、硫等的循環富集，并減輕氯、硫等酸性氣體對設備的腐蝕，實現高爐煉鐵生產工藝的可持續發展。

進一步的，噴吹載體為高壓氮氣，或者，噴吹載體為加壓后的高爐凈煤氣或加壓后的熱風爐廢煙氣。

進一步的，石灰粉末可以在重力除塵器2、旋風除塵器3和干法除塵器5中的任意一個、二個或者三個中噴吹；噴入位置還可以在高爐1與重力除塵器2、重力除塵器2與旋風除塵器3、旋風除塵器3與干法除塵器5之間的煤氣管道4中的任意一段、二段或者三段位置上分時或同時進行噴吹。

下面結合附圖和實施例對本發明的技術方案進行詳細描述。

實施例一

該高爐煤氣除酸裝置包括：噴吹罐9、供氣源及粉末噴槍7；粉末噴槍7設置在旋風除塵器3與干法除塵器5之間的煤氣管道4上。粉末噴槍7的噴管的一端封閉，另一端與噴粉管道連接，噴管上設置3組噴咀12，每一組噴咀12包括沿噴管軸線等間距(20mm)布置的8個噴咀；3組噴咀12均勻分布在噴管的圓周上，噴咀12的直徑為5mm。

石灰粉末為套筒窯生產煉鋼活性灰的副產品；石灰粉末包括小粒度石灰粉末及大粒度石灰粉末；小粒度石灰粉末與大粒度石灰粉末的質量比為98:2；小粒度石灰粉末能過200目篩。噴吹載體為高壓氮氣。

具體的除酸操作如下：

用粉末罐車將上述石灰粉末運輸到噴吹罐中備用。

噴吹石灰粉末時，先開通供氣源，打開流化噴咀10，壓縮氮氣將噴吹罐9下部的石灰粉末流化，同時調節流化噴咀10的噴吹壓力、噴吹罐9的罐壓等參數，將石灰粉末通過噴粉管道輸送到粉末噴槍7，經粉末噴槍7的噴咀12進入煤氣管道4中。

噴入的石灰粉末隨高速流動的煤氣迅速擴散，吸收煤氣中的水分并與煤氣中的hcl、so2、so3、h2s等酸性氣體進行反應，生成cacl2、cas、caso3、caso4等物質，這些物質最終沉淀或經過濾進入除塵灰中，隨除塵灰排出。

實施例二

該高爐煤氣除酸裝置包括：噴吹罐9、供氣源及3個粉末噴槍7；3個粉末噴槍7分別設置在高爐1與重力除塵器2之間的煤氣管道4上、重力除塵器2與旋風除塵器3之間的煤氣管道4上及旋風除塵器3與干法除塵器5之間的煤氣管道4上。粉末噴槍7的噴管的一端封閉，另一端與噴粉管道8連接，噴管上設置3組噴咀12，每一組噴咀12包括沿噴管軸線等間距(20mm)布置的8個噴咀12；3組噴咀12均勻分布在噴管的圓周上，噴咀12的直徑為5mm。

石灰粉末為套筒窯生產煉鋼活性灰的副產品；石灰粉末包括小粒度石灰粉末及大粒度石灰粉末；小粒度石灰粉末與大粒度石灰粉末的質量比為95:5；小粒度石灰粉末能過200目篩。噴吹載體為高壓氮氣。

具體的除酸操作如下：

用粉末罐車將上述石灰粉末運輸到噴吹罐9中備用。

噴吹石灰粉末時，先開通供氣源，打開流化噴咀10，壓縮氮氣將噴吹罐9下部的石灰粉末流化，同時調節流化噴咀10的噴吹壓力、噴吹罐9的罐壓等參數，將石灰粉末通過噴粉管道8輸送到粉末噴槍7，經粉末噴槍7的噴咀12進入煤氣管道4中。

噴入的石灰粉末隨高速流動的煤氣迅速擴散，吸收煤氣中的水分并與煤氣中的hcl、so2、so3、h2s等酸性氣體進行反應，生成cacl2、cas、caso3、caso4等物質，這些物質最終沉淀或經過濾進入除塵灰中，隨除塵灰排出。

通過上述兩個實施例可以看出，該高爐煤氣除酸裝置能有效降低煤氣中的酸性氣體含量；同時，石灰粉末大量吸收煤氣中的水分，也有利于提高煤氣熱值，由于高爐除塵灰大部分配入燒結工藝回收利用，在高爐除塵系統噴入石灰粉末，不但在燒結過程中可減少溶劑的配加量，而且在高爐除塵系統脫除的煤氣中的氯、硫等酸性氣體，可以在燒結工藝中大部分脫除，能夠有效防止氯、硫等的循環富集，并減輕氯、硫等酸性氣體對設備的腐蝕，實現高爐煉鐵生產工藝的可持續發展。

本申請中提供的一個或多個技術方案，至少具有如下技術效果或優點：

由于采用了在現有高爐煤氣干法除塵系統的基礎上設置高爐煤氣除酸裝置，高爐煤氣除酸裝置包括：粉末噴槍7、噴吹罐9及供氣源，粉末噴槍7包括：貫穿煤氣管道4的噴管及設置在噴管上的噴咀12；噴咀12位于煤氣管道4內部；噴吹罐9通過噴粉管道8與粉末噴槍7固定連接；噴吹罐9設置有流化噴咀10；供氣源通過氣管與流化噴咀10連接；噴吹載體通過流化噴咀10進入噴吹罐9，使噴吹罐9內的石灰粉末流化，流化后的石灰粉末通過噴粉管道8流入粉末噴槍7，最后流入煤氣管道4，石灰粉末的強吸水性將高爐煤氣中的部分水分吸收，生成氫氧化鈣后再與煤氣中的酸性氣體，如hcl、so2、so3、h2s、co2等進行化學反應，生成cacl2、cas、caso3、caso4、caco3等物質，最終被回收至儲灰倉11，降低煤氣中的酸性氣體含量。這樣，有效解決了現有技術中通過大量噴堿和噴水循環洗滌脫除煤氣中的大部分氯和硫化物，消耗大量水資源、增加了整個系統運行和維護成本的技術問題，實現了將高爐煤氣中的氯、硫等酸性氣體大部分吸收，減輕高爐煤氣對煤氣管道和下游煤氣用戶設施的腐蝕，保障煤氣熱值和trt發電量，具有節水節電并減少高鹽廢水產生的技術效果。

以上所述的具體實施方式，對本發明的目的、技術方案和有益效果進行了進一步詳細說明，所應理解的是，以上所述僅為本發明的具體實施方式而已，并不用于限制本發明，凡在本發明的精神和原則之內，所做的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本發明的保護范圍之內。