高炉炉顶荒煤气一旦温度超过正常范围,通常需在炉顶洒水降温。传统的炉顶洒水工艺采用普通水喷嘴来喷水,存在降温时间长、煤气含水多等问题。采用喷雾技术,能迅速降低炉顶煤气温度,有效解决传统工艺存在的问题。

     某 公司节能降耗技改项目中建设的420m3高炉,炉顶荒煤气正常温度为150~250。高炉冶炼过程中炉况是波动的,炉况失常时炉顶煤气温度低的可达到300~400,高的可达到500~800,对高炉炉顶设备及采用干法除尘的布袋除尘器会造成损坏。一旦煤气温度超过正常范围,需采用急冷喷枪在炉顶洒水降温,同时调整炼铁工艺操作,使炉顶煤气温度恢复到正常范围。420m3高炉基本工艺参数:高炉有效容积:420m3;炉喉折点直径:覫5660mm;炉顶煤气流量范围:1210415104m3/h;炉顶煤气压力:0.12MPa;炉顶煤气正常温度:280;喷雾系统开启温度:320。

      存在问题国：内炉顶洒水装置近年来采用的普通水喷嘴存在着冷却时间长(10~30min以上),冷却后煤气含机械水多等问题。随着高炉煤气干法除尘的推广,同时伴随喷煤冶炼工艺的逐步普及,导致炉顶煤气温度频繁超过布袋除尘器允许的温度界限,由于传统炉顶洒水降温时间长,国内通常的应急措施是炉顶煤气被迫频繁放散。

      炉顶煤气频繁放散对环境保护、高炉冶炼都有诸多不利影响:(1)高炉煤气含有大量的粉尘等有害物质,造成大气污染。

      (2)煤气放散时产生强烈的噪音,造成噪音污染。

      (3)高炉煤气放散时,炉内上下压差产生变化,影响高炉炉料下行,对高炉正常冶炼不利。

      (5)当高炉煤气温度高但又没有有效的降温措施时,煤气放散不及时将导致布袋烧坏,含尘煤气直接进入热风炉,对设备产生损伤,将影响高炉的正常生产。

      3问题分析普通炉顶洒水工艺存在以上问题的主要原因是:炉顶煤气呈快速流动状态,在喷水区域的停留时间很短(以秒计),而普通喷嘴雾化颗粒大,蒸发时间长,难以对煤气进行直接降温。实际上这些普通炉顶洒水装置的工作过程是:将大量水洒到炉顶,先将炉料打湿,然后经较长时间(以分钟计)的换热蒸发,逐步将烟气温度降低。因而出现冷却时间长,煤气中含水高等棘手问题。

4实施措施该公司公司在该技改项目上选用了河北思凯淋环保的喷雾冷却装置,通过在高炉炉喉安装双流体雾化喷枪,根据炉顶煤气上升管的温度反馈,系统自动将高度雾化的水喷入煤气。由于喷射水雾颗粒非常细微,水雾的蒸发时间以秒计,实现了对煤气的直接降温。采用喷雾装置,从检测到炉顶温度过高开始喷雾,通常在5s内就能将温度迅速降低。

4.2思凯淋与传统水喷嘴对比的优点(1)思凯淋对水质的要求很低,可使用工业循环水、浊环水,甚至工业废水,经过粗过滤即可满足系统使用要求。普通水喷嘴对水质要求较高,需使用工业软水,且需要多级过滤,方可满足系统使用要求。

(2)仅需供水压力3~5kgf/cm2即可满足喷枪良好雾化的要求,为低压系统;普通水喷嘴需要供水压力25~40kgf/cm2才能满足喷枪雾化要求,为高压系统。由于系统要求供水压力很高,造成对整个的系统管路、泵站系统要求较高。而高压系统相对低压系统而言,其稳定性差、维护工作量大、备件(尤其是喷枪)耐磨性差,使用寿命短。

(3)思凯淋采用双流体喷枪进行喷雾降温,因为喷枪采用机械雾化、物理雾化等多级雾化原理,其喷枪喷孔孔径大,在较小喷孔孔径高达6.3mm的条件下仍能保证雾化颗粒的D32低于200m,且雾化效果不会因为喷孔的磨损而发生变化;在五高炉工况条件,因为是双流体喷枪,所以其喷雾出口速度可达20m/s以上,射程高达8m以上,可有效穿透高炉的中心高温区,达到均匀降温、快速