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燒結機頭除塵灰含碳量與蘭炭末使用的探討

時間:2019-09-25 02:58來源:陜鋼集團龍鋼公司煉鐵廠 作者:康學軍 劉曉軍 點擊:
  • 摘  要  本文通過對燒結過程使用不同比例蘭炭末,以使用焦末作為基準分析探討蘭炭末使用后對燒結機頭除塵灰含碳量及除塵器內灰量分布的影響,提出燒結燃料結構中蘭炭末比例要求及幾點控制措施。

    關鍵詞  機頭除塵灰  含碳量  蘭炭末  極板塵膜  措施


    1 引言

    燒結機機頭除塵灰是燒結系統除塵灰的重要組成部分,同時其除塵效果也是困擾企業環保的主要問題。為獲得較好的除塵效果,近年來機頭除塵器基本上由多管除塵器改為電除塵器,同時除塵面積提高,但除塵效果各企業反饋不一。

    燒結機頭除塵灰主要為燒結過程中細微物料隨主抽抽風進入主管道成為粉塵,大部分被除塵器收集,少量隨煙氣進入脫硫系統。燒結機頭前置電場除塵灰全鐵含量一般達到30%以上,后置電場一般達到10%以上;針對粉狀除塵灰,大部分企業直接利用氣力輸送至配料除塵灰倉,進入配料系統按平衡消化進行二次燒結,此部分對燒結礦質量產生負面影響,主要為燒結礦“花臉”、夾生,甚至導致系統二次揚塵現象、除塵效率降低;另外一部分企業采用外排后,浮選-重選的工藝將除塵灰中鐵氧化物選出來,將鐵元素高的部分再返回燒結或球團系統,有害元素高的部分用作建筑材料或直接摒棄;還有一部分企業直接外賣處理,下游廠家二次分選重金屬,如Pb,Zn、Ag等,或制造含氯鉀肥。

    我企業400㎡燒結機機頭除塵器采用四電場除塵,除塵效果良好,但除塵器灰斗結塊現象頻繁發生,除塵灰固定碳含量偏高,檢查發現電場極板和極針上基本覆蓋一層較難清理的灰塵,形成極板塵膜,降低了極針放電和極板吸附作用;同時在電場內形成絮狀物,灰斗內存在除塵灰自然痕跡。2016年針對機頭除塵灰情況進行分析和研究,針對機頭除塵灰采用外賣處理和燒結過程控制后,燒結機頭除塵灰固定碳含量下降,極板塵膜形成周期延長,除塵效果提升。

    2  除塵灰含碳量分析

    針對燒結原料條件和操作過程基本穩定條件下,對燒結機頭除塵灰固定碳和燃料種類進行對比分析,數據如下:

    2.1  燃料質量

    image.png

    2.2  機頭除塵灰成分

    通過對以上數據及實踐分析如下:

    a.燒結燃料結構中使用純焦末時,除塵灰固定碳含量基本穩定在2%以下,除塵效果較好;機頭除塵器基本未出現大面積結塊現象,灰斗排灰較穩定,1#2#電場排灰量基本為20t/d,3#4#電場排灰量基本為13t/d;

    b蘭炭末投入使用后除塵灰固定碳含量上漲至3.0%以上,燒結燃料結構中蘭炭末比例上漲至40%后,機頭各除塵灰固定碳含量程上升趨勢,1#2#電場排灰量基本為18t/d,3#4#電場除塵灰排灰量基本為17t/d。

    c.蘭炭末使用后機頭除塵1#電場除塵灰TFe含量呈下降趨勢,煙氣中含鐵料顆粒在電場中運行軌跡加大,但顆粒粒徑無較大變化,說明極板塵膜加厚,1#電場極板放電過程中對微粒的吸附作用下降,導致微粒運行軌跡增長,同時3#4#除塵灰量與TFe含量上漲也說明此點。

    image.png

    2.3  蘭炭末與燃料配比的分析

    image.png

    (1)以純焦末配比作為基準值分析,蘭炭末在燒結燃料結構中占比30%,加權固定碳含量較純焦末下降至82.29%,降幅2.6%;加權發熱值下降至5510kcl/kg,降幅1.6%;燒結燃料配比提升至4.8%,漲幅29.7%;實際漲幅遠大于固定碳和發熱值降幅,說明部分燃料未得到充分利用及進入煙道。

    (2)燃料發熱值測定采用氧彈法測定,相較焦末而言蘭炭末發熱值中較大部分來源于可燃基揮發分;燃料中可燃基揮發分在300℃(燒結過程預熱層)開始揮發,其含碳量偏高,進入除塵器后冷卻凝結、富集;隨蘭炭末配比提升除塵灰固定碳提升,表現明顯。

    (3)蘭炭末原始粒度<0.2mm占比為20%,焦末僅為8%,此部分不能與燒結料充分粘結成球,大部分單獨存在,在燒結過程中形成未燃燒燃料顆粒,隨風帶入除塵器,并在除塵灰器內富集,與富集的可燃基揮發分形成除塵灰自燃現象。

    (4)部分除塵灰自燃后形成結塊,進而堵塞灰斗。

    3  控制除塵灰固定碳含量的措施

    在實際生產過程中,發現采取以下方式有利機頭除塵效果:

    (1)避免蘭炭末作為燒結燃料,或控制蘭炭末比例不得超過30%;

    (2)嚴控燃料進廠質量,特別是固定碳和揮發分的監控;

    (3)控制燃料粒度<3cmm占比至70%-75%,減少超細燃料;

    (4)燒結過程避免偏低料層控制,實行超厚料層;

    (5)杜絕廢氣溫度出現超高現象。

    4  總結

    (1)在除塵灰固定碳來源主要為超細燃料粉末和燃料揮發分,為達到更優的成本控制及環保要求,建議蘭炭末在燒結燃料結構中占比不得超過30%,同時需嚴格控制各燃料種類成分,特別是固定碳和揮發分。

    (2)同原料條件下,隨著蘭炭末在燃料結構中占比提升,機頭除塵器電場內部除塵灰分布有延后現象,其中前置電場除塵灰TFe含量及灰量降幅明顯,后置電場TFe含量及灰量漲幅明顯,堿金屬分布較為穩定。

    (3)通過提升料層增強自動蓄熱、降低燃料破碎粒度控制、嚴控超高廢氣溫度等措施,可降低除塵灰固定碳。

    5  參考文獻

    [1]付本全等.燒結機頭除塵灰理化性能及磁性特征分析[J].武漢科技大學學報.2014(06).

    [2]遲海燕.燒結機頭電除塵器的運行維護探討[J].中國新技術新產品.2017(07).

    [3]張紅麗等. 安鋼鐵前系統含鐵除塵灰冶煉價值的分析[J].河南冶金.2005(01). 

    [4]張福利等.燒結電除塵灰提取氯化鉀實驗研究[J].環境工程.2009(S1) .

    (責任編輯:zgltw)
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