使用低燃值煤气煅烧石灰的探索与应用

王 岗，彭 婷，赵兴江

（四川达州钢铁集团有限责任公司，四川 达州635002）

1 引言

活性石灰在炼钢过程中，是很重要的“造渣剂”，主要用于除去钢水中的有害元素S、P等杂质，优化钢水质量。石灰的煅烧，主要是石灰石经过高温分解生产CaO。在石灰的煅烧过程中，保持煅烧温度是重中之重。通过查新检索，目前国内石灰行业传统的煅烧石灰方式是用高燃值气体（焦炉煤气）作为主要燃烧气体，高炉、转炉煤气属于低燃值气体，只能起到辅助燃烧作用，或是放散。通常，在煅烧过程中，焦炉煤气供应不稳定，将严重影响煅烧温度，降低活性石灰质量。若温度持续偏低，将造成炉内结瘤直至停产，严重影响下工序生产。

2 背景

达钢集团作为川东北地区最大的冶金企业，是集钢铁、化工、物流为一体大型企业。但在钢铁产业过剩的大环境下，有目的对钢铁企业进行转行是企业发展道路上不可避免的趋势，达钢集团也不例外，在全厂员工不断探索前景的道路上，努力发展化工业，利用化工板块支撑钢铁板块，而甲醇作为我厂除钢铁之外的探索新产品，为达钢集团带来了较为明显效益。

每个钢厂都存在一个问题就是焦炉煤气供应紧张，各单位对焦炉煤气需求较大。石灰作为各钢厂的辅助附属产品，在焦炉煤气供应紧张的情况下，不可能第一时间满足石灰煅烧。因为达钢集团的特殊性，焦炉煤气供应甲醇生产是大趋势，要从根本上解决焦炉煤气供应石灰紧张的问题，保证石灰产量质量，只有从自身想办法，找突破点，尽量用少量焦炉煤气烧出高质量的石灰。为解决这个问题，我们不断摸索、各地考察，最终通过数据证明采用低燃值煤气为主、高燃值煤气为辅煅烧石灰，为保证石灰质量，降低生产成本有着巨大贡献。

我厂石灰回转窑使用燃气由焦炉煤气、转炉煤气和高炉煤气构成，其中焦炉煤气的发热值是4 000kcal／Nm3～4 200kcal／Nm3，转 炉 煤 气 发 热 值 是 1 450kcal／Nm3～1 800kcal／Nm3，高炉煤气发热值仅有700kcal／Nm3～900kcal／Nm3。

3 改造详情

为了充分利用低燃值煤气转炉煤气及高炉煤气，减少焦炉煤气的使用量，保证有充足的焦炉煤气供应生产甲醇。我厂经过不断的现场勘测、计算、实践，终于探索出了在相同燃值的情况下，减少焦炉煤气使用量，大量使用转炉煤气和高炉煤气煅烧石灰。其主要技术参数如下：

（1）在活性石灰回转窑燃气进入烧嘴之前，修建低燃值煤气加热炉，使低燃值煤气转炉煤气及高炉煤气经过加热炉加热之后，通过烧嘴进入炉膛。

加热炉如下图：

图1 加热炉示意图

如图所示，低热值燃气燃烧系统包括低热值燃气主管路、预热器13和燃烧器16。上述低热值燃煤气主管路包括高炉煤气主管路8和转炉煤气主管路4；所述预热器13包括燃烧室12、空气室15和换热室2，所述燃烧室12、空气室15和换热室2之间均通过导热隔板14相连接；所述换热室2内设置有导热填充物3；所述换热室2上设置有若干燃气进口7和燃气出口1；所述燃气进口7分别与高炉煤气主管路8和转炉煤气主管路4相连接；所述燃气出口1与燃烧器16相连接；所述高炉煤气副管路10与高炉煤气主管路8相并联，所述燃烧室12与高炉煤气副管路10和助燃气管路9相连接；所述燃烧室12还与焦炉煤气点火管11相连接；所述高炉煤气主管路8上设置有电动蝶阀、电动盲板阀和气动蝶阀。所述高炉煤气副管路10上设置有电动蝶阀和电动盲板阀；所述预热器13与引风机6和排烟孔5相连接；所述燃烧器16为回转窑，所述回转窑还同时与焦炉煤气主管路17相连接。

（2）低燃值煤气转炉煤气和高炉煤气经过加热炉之后，进入炉膛的温度上升至450℃，该温度下的低燃值煤气进入炉膛后，可直接燃烧而不降低炉膛热能损耗，大大提高了低燃值煤气的使用量，从而减少焦炉煤气的使用量。

4 煤气前后对比

使用加热炉加热低燃值煤气后的燃气使用量对比如表1。

由上表可知，在产量、质量同等的情况下，经过加热炉加热之后进入炉膛的低燃值煤气能提供与高燃值煤气相当的热量，而高燃值煤气的使用量每小时降低了2 000m3。

表1 加热低燃值煤气前后燃气用量

5 经济效益

（1）在集团公司焦炉煤气供给紧张的情况下，充分使用低燃值煤气，使产量质量达产达效。

（2）从经济价值上说，焦炉煤气价格也远远高于高炉、转炉煤气。高、转炉煤气预热后使用，减少了焦炉煤气的使用量，也大大降低了我厂煤气使用成本，直接经济效益约360万元／年。

（3）将节约的焦炉煤气供给甲醇生产使用，使得甲醇有充足的焦炉煤气使用量，极大地提高了甲醇产量，间接经济效益800余万元。

（4）该实用新型技术具有降低成本、缓解燃气压力等优点，有很好的使用和推广价值。

6 结论

使用低燃值煤气煅烧石灰，技术上较为成熟，效果十分明显，有效地解决了钢铁行业高燃值煤气供应紧张而低燃值煤气大量排放的状况。保证了在高燃值煤气压力不足的情况下，仍能生产出高质高产的活性石灰，保证了下工序的正常运转；另一方面，通过大量使用低燃值煤气煅烧石灰，置换出的高燃值煤气大量供应给甲醇，在钢铁板块低迷的情况下，通过提升化工产品保证了集团公司的经济效益。