张迎伟

【摘 要】在环境保护要求日益提高的今天，回收高炉炉顶均压煤气是解决有毒气体和粉尘污染，回收能源行之有效的措施，对发展循环经济有着深远的意义。本文主要介绍了回收炉顶均压煤气的工艺流程、操作方式，并对回收炉顶均压煤气产生的经济效益和环保意义等进行了简单分析。均压煤气是靠压力差进行回收进入净煤气管网的，由于采用了缓冲罐，减少了压力周期性的波动。

【关键词】高炉均压煤气 回收 经济效益

1 概述

所谓的低碳经济，是以低能耗、低排放、低污染、高效益为特征的新的发展模式，其核心内容包括：低碳产品、低碳技术、低碳能源或无碳能源的开发和利用。

回收炉顶均压煤气正是低能耗、低排放、低污染、高效益为特征的新的发展模式，其核心内容包括：低碳产品炉顶均压煤气的自然及强制回收装置及新工艺的开发和利用。

2 工艺流程

炉顶均压煤气回收流程，其特征在于用缓冲罐进行自然回收，然后用氮气充压进行强制回收的高炉炉顶均压煤气回收流程。

自然回收部分是在现有干式布袋除尘器的基础上增设2个箱体，一个空箱体作为缓冲罐，另一个为布袋过滤器，以及相应的煤气回收阀和止回阀等。自然回收过程是当高炉装料系统进入料罐装料程序后，开启均压煤气回收装置煤气的回收阀和止回阀，从料罐排出的均压煤气首先经回收阀进入缓冲罐， 然后再经过过滤器除尘和止回阀后进入净煤气管网。自然回收过程所需的时间根据不同高炉的具体工况条件、缓冲罐的容积以及设定的参数，通过高压气体临界状态和亚临界状态流出公式进行计算。

强制回收装置包括蝶阀、减压阀、氮气切断阀、止回阀等控制阀组。强制回收过程是当缓冲罐的压力达到设定值后，从氮气罐引出的氮气经过蝶阀、减压阀、氮气切断阀、止回阀进入料罐，并将料罐中的剩余均压煤气赶入自然回收装置进一步回收，当料罐中的均压煤气被赶完后，切断回收系统，按照高炉装料程序将料罐中的氮气经均压煤气放散装置进行放散。充氮气所需时间通过高压气体亚临界状态流出公式进行计算。

自然回收和强制回收的时间应小于装料系统所允许的时间。

3 高炉炉顶均压煤气回收环新流程的操作有如下方式

（1）均压煤气全回收操作方式：当高炉装料系统进入料罐装料程序后，开启均压煤气回收装置，从料罐排出的均压煤气首先进入缓冲罐，再经过过滤器除尘后进入净煤气管网。当缓冲罐的压力达到设定值后，向料罐充入氮气，将料罐中的剩余均压煤气赶入管网，当氮气充满料罐时，切断回收系统。然后，按照高炉装料程序将料罐中的氮气进行放散。

该方式可以将无料钟料罐内的均压煤气几乎全部，避免均压煤气排入大气，但所需时间稍长；

（2）均压煤气半回收操作方式：当高炉装料系统进入料罐装料程序后，开启均压煤气回收装置，从料罐排出的均压煤气首先进入缓冲罐，再经过过滤器除尘后进入净煤气管网，当缓冲罐的压力达到设定值后，切断回收系统。然后，按照高炉装料程序将料罐中的煤气进行放散。

该方式所需的操作时间较短，但无料钟料罐内的均压煤气仅能回收大部分，尚有少部分均压煤气排入大气；

（3）均压煤气不回收操作方式：当均压煤气自然回收和强制回收装置出现故障进行维修时，切断回收系统，无料钟料罐内的均压煤气全部直接由均压煤气放散装置进行放散。

4环保

高炉生产所必需的炉顶均压煤气每次装料前都被放散到大气中。这些煤气放散到大气中有三害：①CO含量大，毒性大，严重恶化大气质量；②排放的噪音大，昼夜扰民；③粉尘含量高，长期污染大气环境。随着节能减排要求的提高，更加有效地回收采用干法布袋除尘高炉的炉顶均压煤气已经成为一个亟待解决的问题。

5经济效益

均压煤气回收是一项新的节能和环保综合治理的措施。把炉顶均压用过的煤气经过净化后，把这部分煤气回收到低压净煤气总管中去。均压煤气回收量取决于炉顶料罐的容积、装料频率和炉顶压力的大小几个因素。

以1000m3级高炉参数为例：料罐容积为24m3的密封贮料仓，用干式布袋除尘后的煤气一次均压。料罐每天要排放均压煤气320～420次。每次均压用高炉煤气量：14.94Nm3/次。；每日均压煤气量（按每小时均压18次计算）6453.5Nm3；理论上强制回收的煤气回收量是100%，考虑到泄露等因素计算均压煤气的回收量是99%。则均压煤气的日回收量是每日均压煤气量*99%是6389 Nm3。以年工作日350 天计算，每年多回收高炉煤气量：223.6万N.m3。

（1）按煤气费用0.15 元/Nm3计算：年平均回收费用33.54万元。1000m3级高炉炉顶均压煤气回收系统的投资估算为33万元。年增加收益33.54万元，投资回收期一年。

（2）均压放散的煤气含尘量：按6g/Nm3计，每天可减少排放到大气中的灰量为：6389 Nm3*6/1000=38.33kg/d。

（3）每天320～420次均压煤气排放时产生的100分贝的噪音，大大减少。

由于自然回收的均压煤气的压力已到0.03MPa已接近净煤气总管压力，对于净煤气总管的冲击是不大的。既可以在新设计的高炉中使用，还可以在现有投产高炉上增设均压煤气回收系统。

6结语

均压煤气回收装置不占用炉顶有效的空间及增加炉顶框架的荷载，结构简单、易于布置、安全性高；同时，除尘效果好、回收煤气干净，直接进入煤气管网，对煤气管网污染小，并且几乎没有压力波动的影响，可以最大限度减少有毒气体的排放，做到真正的环保。

该工艺装置是在能源紧缺和强调环境保护的今天，避免有毒气体向大气排放、回收能源、改善环境的行之有效的措施。它将彻底解决采用干式布袋除尘器的高炉炉顶均压煤气回收难的问题。

参考文献：

[1]邹忠平.宝钢3号高炉炉顶均压煤气回收系统设计.炼铁技术，1994（6）.