1 前言
我國(guó)球團(tuán)礦的高溫焙燒主要采用豎爐,生球用皮帶布料機(jī)從爐口加入焙燒室,用煤氣或重油作燃料,燃燒室內(nèi)1150～1250℃的煙氣經(jīng)過噴火孔進(jìn)入焙燒室,加熱球團(tuán)礦。生球由上至下經(jīng)過干燥、預(yù)熱、焙燒、均熱和冷卻幾個(gè)階段后從下部排出,卸料輥可以將粘結(jié)成大塊的球團(tuán)破碎。通過燃燒室進(jìn)入的空氣量約為焙燒所需全部空氣量的35 % ,其余空氣從下部鼓入,使球團(tuán)冷卻,而空氣則被加熱到高溫,進(jìn)入焙燒區(qū)域。
由于各球團(tuán)廠產(chǎn)量的提高和煤氣熱值的降低,球團(tuán)焙燒豎爐在生產(chǎn)中存在以下幾個(gè)問題:(1)焙燒溫度低、加熱時(shí)間長(zhǎng),成品質(zhì)量差、燒嘴易燒壞。(2)成品溫度高,鏈箅使用壽命短。
為解決上述問題,利用一部分260℃的豎爐冷卻風(fēng)預(yù)熱助燃空氣和煤氣,換熱后的冷卻風(fēng)送至豎爐上部,用于生球干燥,其工藝流程見圖1。
2 可行性分析2.1 工況參數(shù)廢氣量: 72000m3/ h廢氣溫度: 260℃廢氣含塵濃度: 11.5g/ m3粉塵粒徑組成:大于5mm占15 % , 5～1mm占50 % ,小于1mm占35 %粉塵成分及含量: TFe 63 % , FeO0.58 % , SiO2 6.3 % , CaO 0.89 % , SO20.088 %
空氣入口溫度: 20℃煤氣入口溫度: 35℃需預(yù)熱的空氣、煤氣量各15000m3/ h煤氣成分: CO 20.35 % ,CO2 18.95 % ,O20.6 % ,CH4 0.6 % ,H2 4.45 % ,N2 53.55 %煤氣密度: 1.33kg/ m3煤氣含塵量: 0.005g/ m3預(yù)除塵器的廢氣入口壓力: 3800Pa2.2 技術(shù)要求(1)空氣、煤氣預(yù)熱溫度為150℃。(2)預(yù)除塵器除塵效率≥70 % ,除塵后粉塵粒度≤2mm。(3)要求預(yù)除塵器阻力損失小于500Pa ,換熱器阻力損失小于1000Pa。2.3 熱量平衡情況:(1)冷卻風(fēng)由260℃降到200℃時(shí)放出熱量QQ = 72000×0.33 (260 - 200)×4.18 =1425600×4.18kJ / h(2)空氣由20℃加熱到150℃時(shí)需吸收熱量q1q1 = 15000×0.32 ( 150 - 20)×1.1×4.18 = 686400×4.18kJ / h(3)煤氣由35℃加熱到150℃時(shí)需吸收熱量q2q2 = 15000×0.31 ( 150 - 35)×1.1×4.18 = 588300×4.18kJ / h(4)預(yù)熱空氣和煤氣共需吸收熱量qq = q1 + q2 = 686400×4.18 + 588300×4.18 = 1274700×4.18kJ / h
通過計(jì)算冷卻風(fēng)由260℃降至200℃時(shí)放出熱量Q大于空氣和煤氣預(yù)熱到150℃時(shí)的熱量q ,因此,該方案可行。
3 工藝流程及設(shè)備特性:(1)工藝流程
260℃的冷卻風(fēng)首先經(jīng)YC10預(yù)除塵器,將大粒粉塵除掉后,分別進(jìn)入預(yù)熱空氣、煤氣用的HR618m2豎管耐磨式換熱器,換熱后的廢氣送至豎爐頂部用于生球干燥,換熱后的煤氣、空氣則分別進(jìn)入豎爐的燃燒系統(tǒng)。(2)主要設(shè)備
因預(yù)熱空氣的和預(yù)熱煤氣的換熱器性能相近,均采用HR618m2豎管耐磨式換熱器。換熱管采用Φ6 8×4無縫鋼管、材質(zhì)為20g ,為保證嚴(yán)密性管板與換熱管之間連接采用焊接方式,管束做耐磨防腐處理。為防止空氣、煤氣對(duì)管束的沖刷磨損,在換熱器的空氣、煤氣入口處設(shè)有導(dǎo)流防沖板。為防止換熱器因溫差產(chǎn)生變形損壞,在換熱器的外殼設(shè)有波紋膨脹節(jié)。換熱器具有檢測(cè)管束泄露的檢測(cè)孔和人孔。為減少熱損失在外殼上設(shè)有保溫層。
4 運(yùn)行情況及市場(chǎng)前景(1)運(yùn)行情況:這種換熱器于2000年10月在某鋼鐵公司球團(tuán)廠投入使用,換熱效果良好,換熱氣體與被換熱氣體間的最小溫差為30℃,比預(yù)測(cè)的效果好很多。(2)以某鋼鐵公司球團(tuán)廠用該技術(shù)后年經(jīng)濟(jì)效益270萬元為例進(jìn)行計(jì)算,全國(guó)有近20家球團(tuán)廠,有豎爐近30座,如果都采用此項(xiàng)技術(shù),年經(jīng)濟(jì)效益可達(dá)8000萬元以上。同時(shí)球團(tuán)礦質(zhì)量提高,高爐也會(huì)受益。
