转炉煤气回收利用与平衡

燕望峰

摘要：随着市场竞争日趋激烈，在能源极度匮乏，能源价格日益增长的今天，钢铁企业能否及时调整能源策略，积极应对国际能源局势，是企业持续发展的关键环节。作为能源消耗大户的钢铁工业，在环境污染已成为社会热点的背景下，必须及时提升自身的环保意识，推动清洁生产和绿色化进程，促进经济与环境的协调健康发展。

关键词：转炉煤气；回收利用；平衡

转炉煤气是炼钢过程中产生的高温煤气。转炉炼钢过程中产生的气体中一氧化碳相对纯净，优于传统的炼钢方法。一氧化碳含量越高，毒性越大。它具有两面性，既可作为工业炉的燃料，也可与高炉煤气相结合，形成不同热值的气体，以供用户进行混合使用。因此，转炉煤气是一种可循环利用的燃料，在企业炼钢过程中，需要大量燃料，还要有助燃剂的加持，以维持整个过程的进行。

一、转炉煤气回收利用现状

某钢铁企业，在发展历程中面临着压力和竞争，公司燃用的煤气种类包括天然气、焦炉煤气、高炉煤气、转炉煤气，高炉煤气和转炉煤气均为公司自产的二次能源，由此可见，副产煤气利用率的高低，对公司的能源消耗有着非常重大的影响。转炉煤气是一种无色、无味、有剧毒的可燃气体，易于混入空气爆炸，与空气混合爆炸的范围在 18.22％～83.22％之间。因而，无法回收的转炉煤气必须经过燃烧尽后方可放散到大气当中。它的主要成分见表。

转炉煤气由氧气同铁水中的 C、S、P、Si、Mn 和 V元素氧化反应生成的炉气和炉尘组成。在转炉吹炼过程中，氧气在熔池内与铁水激烈搅拌，铁的氧化物与铁水中的碳化合，产生大量的 CO，同时放出大量的热能，在此过程中从转炉炉口喷出的炉气即为转炉煤气，其炉气量的大小主要取决于吹氧量以及铁水含碳量的高低。在未经过除尘净化之前，转炉炉气中含尘量较高，1Nm3 含尘量可达 150 g～200 g。在吹炼周期内，煤气成分的含量随着不同时期的冶炼状况而不断变化，同时也与回收设备的操作条件有着密切的关系。

二、转炉煤气回收的措施

1、做好转炉烟罩降罩工作。在转炉吹炼过程，应该根据实际供氧流量、压力的变化规律，进行合理调节，控制炉口差压的下限，确保烟气既不会溢出也不会吸入空气造成二次燃烧，减少碳的损失，使铁水及废钢及各种副原料中的碳尽可能转化成一氧化碳，根据炉内渣层厚度，调整供氧流量、压力及氧枪枪位。

2、做好转炉煤气回收运行与维护。转炉煤气回收设备的运行质量高低影响转煤回收的运行。其一要优化转炉煤气回收运行方式和方法，事先做好相关设备的检查和维修，保证备用设备完好率，以确保煤炭的回收在突发状况下保持运行。其二要改进转炉测量仪器，进行更好的测量分析，以确保测量一氧化碳的相关仪器的准确性，避免因仪器故障导致降低煤转化量，促进转煤回收的整体运行。经观察发现调整转炉煤气期间，即残存在汽化、烟气净化系统内的转炉煤气被放散掉，不但造成能源的浪费且影响周边环境，所以要做好转炉煤气回收运行与维护。

三、提高转炉煤气利用的措施

1、直接用转炉煤气制作甲醇和乙醇。在转炉煤气中，其中含有大量的一氧化碳和二氧化碳，占总量80%以上。在此基础上，添加到焦炉煤气甲醇工艺中，提高优化合成氢碳的比例。同时大大提高转化率和增加甲醇产量，在生产方面，大多数企业更常见的是将转炉煤气制成甲醇。

2、转炉煤气提纯一氧化碳。在化学生产中，一氧化碳属于最基本的原料之一，广泛应用于甲醇和乙酸中，还可以对合成氨等化学产品发挥重大作用。通过转炉煤气提纯一氧化碳，可以进行开发更有价值的产品，不仅可以保护环境，还能具有很高的经济价值。经济发展与环境保护协调发展，并不冲突。在这个阶段，一氧化碳有很多工业净化方法，效果最好、常见高效方法有三种，第一种是低温分离方法，第二种是变压吸附法，第三种是COSORB法。在这三种方法中，最先进且具有科技含量的是第二种方法。在上世纪80年代后期，日本钢厂采用变压吸附净化一氧化碳，净化纯度高达99.9％。其回收率也很高。

四、转炉煤气平衡措施

做好转炉煤气平衡，转炉冶炼具有周期性，导致煤炭回收的断续性，因此，有必要平衡转炉煤气的储存和消耗，建立煤气回收与用户之间良好的协调系统，可以很好的控制转炉煤气柜。就煤气平衡的角度而言，上道工序与下道工序存在着相辅相成的关系。铁水的质量会间接的影响到转炉煤气回收量的大小和热值的高低，同样转炉煤气与高炉煤气的用户也会受到影响（如轧钢加热炉，电厂），当转炉煤气由于某种原因导致产气量降低而无法满足正常生产时，为满足煤气用户总热量的需要，原供入煤气用户的转炉煤气量则需要高炉煤气来代替，由于热值差异较大，高炉煤气的替代量远大于原转炉煤气的供应量，这势必会造成整个管网内高炉煤气供应量的不足，造成煤气压力波动大，影响生产，而如前段所述，铁水质量的不稳定又将导致转炉煤气的波动。因而，转炉煤气的平衡是以一种链条式的连锁反应呈现在我们面前，为完善煤气的供需平衡，保证公司的经济效益，伴随着新用户陆续顺利投产，煤气平衡逐步采取下列整改措施：

保证高炉铁水质量，稳定转炉操作工艺，尽可能减少转炉操作中的二次造渣、中途提枪、二次回收的次数，才能更大限度的延长回收时间，增加转炉煤气的回收使用量，稳定全公司的生产运行；公司现拥有转炉煤气柜，为满足转炉煤气动态平衡的需要，延缓突发事件所带来的负面影响，两座转炉煤气柜必须保持在高柜位下运行，增强煤气管网的缓冲力；加强各生产厂、工序间的沟通联系，根据不同的生产计划、运行节奏，提前预判煤气的供需状态，均衡生产；加快煤气调度中心的建设进程，对各用气单位进行实时监控，及时掌握煤气管网内各用户的实时流量和生产进程，加强煤气使用的经济性、合理性。

总之，对于钢铁企业而言，加强对转炉煤气的开发利用是一种必然趋势，对转煤气的回收，是一个复杂、系统的工程，因此，为了获得更多、质量更高的转炉煤气，要从多角度考虑问题，促进各方面的协调发展，只有这样，才能在同等条件下，提高转炉煤气的生成量，才能够有效的对其进行利用，在利用过程中，要根据转炉煤气的特征，对其进行合理的利用，才能实现钢铁企业效益的最大化。

参考文献：

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