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摘要：转炉煤气是在炼钢过程中，铁水中的碳在氧化的作用下生成一氧化碳和二氧化碳混合体。产生的转炉煤气具有极大的毒性，夹杂含有大量的氧化铁粉，直接排放会影响炼钢效率，也会污染环境。转炉煤气进行回收不仅可以对铁元素进行回收利用，还能作为燃料进行利用。以此应对转炉煤气回收与利用的提升策略予以重视。
关键词：转炉煤气；回收；利用；提升策略
1转炉煤气回收与利用的意义
钢铁企业在进行作业过程中因为转炉炼钢的温度特别高，铁水中的碳会和吹入的氧气发生化学反应，生成一氧化碳与二氧化碳气体，这种混合气体我们称之为转炉煤气。转炉煤气有着特别高的热值，而且做为炼钢时的重要附属产品，它的价值也比较高，可以应用其所蕴含的热值。另一方面，因为转炉煤气中含有的一氧化碳气体所占的比例特别高，因此如果把转炉煤气直接排放到空气中，会让转炉煤气中含有的一氧化碳气体白白浪费，而且会对环境造成严重的污染，和国家当前的节能减排、保护环境的政策相违背。因此对转炉煤气进行回收与利用具有重要的意义，不仅符合国家政策，减少污染，更能够为钢铁企业带来经济收益。
2转炉煤气回收与利用的现状
2.1转炉煤气回收与利用原理和过程
转炉煤气能否回收受制于转炉煤气中一氧化碳与氧气的含量。具有回收与利用价值的转炉煤气它里面的氧含量必须在2%以下，一氧化碳浓度必须要高于30%。转炉煤气的储存需要用到煤气柜，转炉煤气回收时需要通过主管道流入煤气柜中进行回收，炼钢过程结束之后再对它实施一系列的除尘、过滤、水雾等工序的处理，经过这一系列加工之后转炉煤气在温度、压力和湿度上都符合要求，完成了整个净化过程。转炉煤气柜中的压力特别低，而低压力不能实现转炉煤气的输送，因此必须在向用户输送之前，对转炉煤气进行加压。应用加压机对转炉煤气实施加压，压力满足要求之后将转炉煤气送进管道，这样就能够在一定时期内不间断连续的向用户输送转炉煤气。
2.2实现转炉煤气的综合利用
伴随工业的发展和技术的进步，转炉煤气的应用范围也越来越广，打破了传统转炉煤气应用的限制。在炼钢的过程中会产生高炉煤气、焦炉煤气、转炉煤气等副产品，如何应用这项炼钢副产品一直是许多专家研究的重点。转炉煤气中含有较高比例的一氧化碳，它具有比较高的热值，如果将转炉煤气直接排放到大气中，不仅会造成污染，而且会浪费能源。转炉煤气热值虽然比焦炉煤气要低，可是却比高炉煤气要高，开发和利用转炉煤气具有非常大的价值。
3提高转炉煤气回收的措施
3.1提高转炉煤气发生量的措施
在实际生产活动中，如果从节能的角度考虑，提高原料中铁水碳比例，以及增加铁水比的传统方法，不是增加煤气发生量的有效手段，因此，在当我们无法控制原材料的条件，以及无法对钢种结构进行有效控制，应该从回收阶段着手，在这一阶段中提高煤气发生量。
3.1.1提高供氧强度
依据吹炼过程中烟气的成分变化，以及发热值的变化，如表1所示，从中可以发现，在冶炼中期，脱碳反应效率飞速提升，此时，无论是烟气中的一氧化碳含量，还是煤气中的热值，都达到恶劣最大值，因此，可以判断这是煤气回收的最佳时期。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆进一步加快脱碳速度，同时，能够有效的减少吹氧的时间，最为重要的是，能够切实增加转炉煤气发生量，但是，影响脱碳速率的因素中，影响力最大的是供氧强度。实践证明，随着供氧强度的增加，煤气回收量也会随之增加，两者的比例关系约为1：12，换而言之，氧气流量增加1万立方米，此时，转炉煤气也会随之增加12吨。
3.1.2动态控制吹炼过程
目前，动态控制措施是最为先进的控制技术，一方面，能够避免喷溅；另一方面，还可以精准的控制碳含量，以及控制钢水的温度，进而能够进一步提高命中率，这对于转炉煤气的生产，以及转炉煤气的回收都有着重要意义。现阶段，动态控制技术包括以下几种，一是副枪动控技术，二是音频化渣技术，三是炉气分析动控技术。后研发的密闭转炉吹炼技术，借助炉渣喷溅检测技术，以及控制技术，还有炉渣控制技术等等，促使喷溅发生的几率大大减少，从23%直接下降到3.1%。国外的大规模钢厂，通过在对其分析的基础上，结合副枪控制技术，实现了碳温命中率的大幅度提高，甚至达到了95%的高水准，其中对碳以及磷还有温度三方的控制精度误差分别在0.04%、0.02%还有21℃范围内。
3.2提高转煤炉气回收量的措施
3.2.1降罩操作
这一操作是在回收期进行，需要注意的是，在操作过程中，要将活动烟罩和炉口两者之间的间隙控制到最低位，保证烟罩和转炉之间紧密贴合，争取做到“0”距离，这是最大限度上增加煤气回收量的有效方法。为了避免外部空气进入，或者是烟气从连接处流出，而对转炉煤气回收质量产生不利的影响，需要在活动烟罩，以及固定烟罩之间，设置一个高度密封的装置，现阶段，行业内主要应用的密封方式有三种，第一种是沙封，第二种是水封，第三种是干式密封。其中，沙封在装置结构上，存在一定缺陷，及复杂程度较大，同时，密封也不够严密，导致检修工作以及维护工作的工作难度也在大大增加。因此，目前，更多的是采用水封，但是，此种方式也有着不足，即在水槽中较为容易进入灰尘，同时，发生钢渣喷溅的可能性也较高，最终对活动罩群产生影响。而干式密封，是最新产生的技术，其特点是以蒸汽，以及氮气作为主要的密封介质。
3.2.2控制炉口微正压
在降罩以后，为保证炉口处没有来自外部的空气进入，也没有转炉煤气外溢，则需要对炉口进行控制，促使其保持在微正压的状态，最佳压力范围是0Pa到10Pa范围内，最大的波动范围在+5Pa到-5Pa之间。针对经常使用的OG除尘系统，通常情况下，会通过改变管喉口的开度，实现对微差压进行调整的目标。马钢扩大了开度值，从39°扩大到42°，为达到微正压奠定了良好基础。
4转炉煤气利用的提升措施
4.1直接用转炉煤气制作甲醇和乙醇
在转炉煤气中，含有大量的一氧化碳和二氧化碳，两者的总量之和高达81%，如果在焦炉煤气制甲醇过程中，能够在其中添加一定的转炉煤气，则能够优化合成氢碳的比例，这对增强转化效果，以及增加甲醇产量有着重要影响。在这一方面较为典型的是四川省的达钢企业，让转炉煤气制甲醇变成了现实。将企业生产中产生的转炉煤气收集起来，并且对其进行净化，然后，将其用于焦炉煤气制甲醇过程中，满足其对碳的要求，在1年的时间内，消耗了0.3亿立方米的转炉煤气，从而帮助企业降低了甲醇的制作成本，成本降低到13%，与此同时，甲醇产量提高23%。
4.2转炉煤气提纯CO
对于化工生产而言，CO是最为基础的原料，它的用途广泛，可以在甲醇，以及醋酸，还有合成氨等化工产品的生产当中，因此，将转炉煤气中的CO提炼出来，并对其进行利用，开发更有价值的产品，不仅具有极强的环保意义，而且还具有一定的经济价值。现阶段，CO的工业提纯方法众多，效果最佳、最为常见的有以下几种，第一种是深冷分离法；第二种是变压吸附法，又名CO-PSA；第三种是COSORB法。三种方法相比较，最为先进的是第二种。20世纪80年代末，日本制钢厂使用变压吸附法对CO进行提纯，提纯纯度达到99.9%，同时，CO的回收率也在80%以上。
结语
转炉煤气的回收与利用，是转炉炼钢实现节能降耗及可持续发展的重要手段之一。因此，在钢铁事业未来的发展过程中，务必要重视转炉煤气回收的作用，明确影响转炉煤气回收数量与质量的相关因素，加强相关操作人员与工作人员的培训与教育，提高其操作水平与能力，促进转炉煤气回收利用系统的改造与革新。
参考文献
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[2]邢金栋,刘海波,周航.提高100t转炉煤气回收量及热值的对策与实践[J].冶金能源,2017,36(4).
论文作者:吕海波
论文发表刊物:《防护工程》2018年第20期
论文发表时间:2018/11/20
标签：转炉论文; 煤气论文; 氧化碳论文; 热值论文; 的是论文; 甲醇论文; 技术论文; 《防护工程》2018年第20期论文;