高炉煤气为炼铁过程中产生的副产品
主要成分为:CO, CO2, N2、H2、CH4等
其中可燃成分CO含量约占25%左右
H2、CH4的含量很少
CO2, N2的含量分别占15%, 55 %
应该属于酸性 气体
炼钢炉的一种。一般指可以倾动的圆筒状吹氧炼钢容器。炉体圆筒形,架在一个水平轴架上,可以转动。也用来炼铜。
基本介绍 中文名 :转炉 外文名 :Converter 拼音 :zhuàn lú 形状 :圆筒形 词语,器具,简介,转炉结构,炼钢转炉,炼铜转炉,喷溅预防,废物回收,净化回收, 词语 词目 :转炉 拼音 :zhuàn lú 基本解释 [converter] 一般指可以倾动的圆筒状吹氧炼钢容器 详细解释 炼钢炉的一种。炉体圆筒形,架在一个水平轴架上,可以转动。也用来炼铜。雁翼《重钢晚霞》诗:“烟囱四处生长,像森林般稠密;高炉、平炉、转炉,像山峰般挺立。”《工人歌谣·小转炉》:“小转炉,张大嘴,没有胳膊没有腿,嘴里喷金花,低头吐钢水。” 器具 简介 转炉(converter),炉体可转动,用于吹炼钢或吹炼锍的冶金炉。转炉炉体用钢板制成,呈圆筒形,内衬耐火材料,吹炼时靠化学反应热加热,不需外加热源,是最重要的炼钢设备,也可用于铜、镍冶炼。转炉按炉衬的耐火材料性质分为碱性(用镁砂或白云石为内衬)和酸性(用矽质材料为内衬)转炉;按气体吹入炉内的部位分为底吹、顶吹和侧吹转炉;按吹炼采用的气体,分为空气转炉和氧气转炉。转炉炼钢主要是以液态生铁为原料的炼钢方法。其主要特点是:靠转炉内液态生铁的物理热和生铁内各组分(如碳、锰、矽、磷等)与送入炉内的氧进行化学反应所产生的热量,使金属达到出钢要求的成分和温度。炉料主要为铁水和造渣料(如石灰、石英、萤石等),为调整温度,可加入废钢及少量的冷生铁块和矿石等。在转炉炼钢过程中,铁水中的碳在高温下和吹入的氧生成一氧化碳和少量二氧化碳的混合气体,即转炉煤气。转炉煤气的发生量在一个冶炼过程中并不均衡,且成分也有变化,通常将转炉多次冶炼过程回收的煤气经降温、除尘,输入储气柜,混匀后再输送给用户。 转炉结构 转炉炉体由炉壳和炉衬组成。炉壳由钢板焊成,而炉衬由工作层、永久层和充填层三部分组成。工作层直接与炉内液体金属、炉渣和炉气接触,易受浸蚀,国内通常用沥青镁砖砌筑。永久层紧贴炉壳,用以保护炉壳钢板,修炉时永久层可不拆除。在永久层和工作层之间设充填层,由焦油镁砂或焦油白云石组成,其作用是减轻工作层热膨胀对炉壳的压力,并便于拆炉。 1炉帽 为了减少吹炼时的喷溅和热量损失以及炉气的排出,故炉帽的形状皆做成截圆锥形或球缺截圆锥形,其炉口均为正炉口,用来加料,插入吹氧管,排出炉气和倒渣。由于炉帽处于高温炉气区,直接受喷溅物烧损,并受烟罩辐射热的作用,其温度经常高达300400+,在高温的作用下,炉帽和炉口极易产生变形。为了保护炉口,目前普遍采用通入循环水强制冷却的水冷炉口,这样既可减少炉口变形又便于炉口结渣的清除。为防止发生事故,水冷部分应加强维护。 水冷炉口有水箱式和埋管式两种结构。水箱式水冷炉口见图4-1-3,它采用钢板焊接结构,其水箱内焊有若干隔水板,使冷却水在水箱内形成一个回路,同时也起加强筋的作用。这种结构冷却强度较大,制造容易,但是由于焊口易开裂,因此安全性较差。 埋管式水冷炉口如图4-1-4所示,它是把通冷却水用的蛇形钢管埋铸于铸铁中,这种结构冷却强度不如水箱式,但安全性和寿命均比水箱式高。 水冷炉口可用楔与炉帽联结,但由于炉渣的粘结,往往在更换损坏了的炉口时不得不用火焰切割。因此,我国在中小型转炉较多采用卡板焊接的方法将炉口固接在炉帽上。 2炉身 炉身是整个炉子承载部分,皆采用圆柱型。出钢口通常设定在炉帽和炉身耐火炉衬的交界处。其位置、角度和长度的设计,应考虑出钢过程中炉内钢水液面;炉口和盛钢桶间的相互位置及其移动关系;堵出钢口方便否;能否保证炉内钢水全部倒完;出钢时钢流对盛钢桶内的铁合金应有一定的冲击搅拌能力等。在生产过程中,由于出钢口烧损较严重,为便于修砌、维修和更换,出钢口可设计短些。 3炉底 炉底有截锥型和球型两种。截锥型炉底制造和砌砖都较为简便,但其强度不如球型底好,故只适用于中小型转炉。球型炉底的优缺点与截锥型相反,故为大型转炉采用。 炉帽、炉身和炉底三段的联结有三种方式:死炉帽活炉底、活炉帽死炉底和整体炉壳。三种联结的型式与修炉方式有关,死炉底和整体炉壳都采取上修,而活炉底的则采取下修。 炼钢转炉 早期的贝塞麦转炉炼钢法和托马斯转炉炼钢法都用空气通过底部风嘴鼓入钢水进行吹炼。侧吹转炉容量一般较小,从炉墙侧面吹入空气。炼钢转炉按不同需要用酸性或碱性耐火材料作炉衬。直立式圆筒形的炉体,通过托圈、耳轴架置于支座轴承上,操作时用机械倾动装置使炉体围绕横轴转动(见图空气底吹转炉示意图)。 50年代发展起来的氧气转炉仍保持直立式圆筒形,随着技术改进,发展成顶吹喷氧枪供氧,因而得名氧气顶吹转炉,即L-D转炉(见氧气顶吹转炉炼钢);用带吹冷却剂的炉底喷嘴的,称为氧气底吹转炉(见氧气底吹转炉炼钢)。在套用氧气炼钢的初期还使用过卡尔多转炉和罗托转炉,通过炉体回转改善炉内反应,但由于设备复杂,炉衬寿命短未能获得推广。 炼铜转炉 一般为卧式转炉用于处理铜锍,通过鼓入空气把冰铜氧化吹炼成粗铜,也用于吹炼冰镍。(见铜、镍)(见彩图卧式炼铜转炉──把冰铜吹炼成粗铜的设备、150吨氧气顶吹转炉) 喷溅预防 转炉钢包喷溅 一、喷溅机理 转炉使用的氧化剂主要是氧气,纯度>99%。使用压力为6~12kgf/cm2通过吹氧来降低钢水中的碳含量。并氧化其它元素。碳氧反应的方程式为: [C]+[O]={CO}↑+Q 反应生成CO,并放出大量的热。本炉冶炼终点含C010%。剔除锰铁及碳化矽进入钢中的碳,冶炼终点碳低于005%。说明本炉钢是过氧化钢,根据钢中碳与氧的乘积为一常数 [C][O]=m 这一原理,说明本次钢中含有大量的[O],钢中氧与投入包底的碳化矽突然反应,产生大量的CO气体,将钢水、钢渣喷出。同时,由于钢水过氧化,钢中氧含量高,钢中氧的溶解度随着温度的降低而下降,随着温度的下降钢中的氧大量析出,产生大量的气体,也是造成大喷的主要原因。 二、预防对策 1、钢水过氧化是产生喷溅的主要原因。因此,如何避免钢水过氧化是预防钢水大喷的根本措施。 2、 炉前在冶炼操作时,应采取的措施是增大供氧强度,采用多孔喷头,低枪位操作,这样可以降低渣中FeO含量从而降低钢中氧含量,提高一次拉碳命中率,应尽量减少补吹。加入合金脱氧时,应按照先弱后强的顺序,先加入矽铁,然后加入锰铁,以保证良好的脱氧效果。 3、保证拉碳准确,避免过低量的碳,然后补加碳粉或SiC来增碳,从而降低钢中的氧含量。 4、加入碳粉或碳化矽时,不要将碳粉或碳化矽一次性加入包底,以防被钢包底部渣子裹住,钢水翻入后,不能及时反应,待到温度达到碳氧反应条件后,急剧反应,另外,在钢包水中不能自动开浇,用氧气烧眼引流时,大量的氧气进入钢包中,打破钢包内原有的平衡,钢包内原有存在的大量气体,在外界因素的导致下,突然反应而导致大喷。 5、钢包要洁净,以防钢水注入钢包前期温度过底,碳粉或碳化矽与钢中氧不反应,待温度升高后,突然反应造成大喷。 6、炉前要加强吹氩搅拌,通过吹氩,来均匀钢水成份、温度,确保气体和夹杂物上浮,保证吹氩时间大于3min,吹氩压力保证钢包内钢水微微浮起为最佳,钢水翻花太大,钢包内钢水渣层被破坏,钢水吸气,使钢水二次氧化,钢水不翻花,吹氩搅拌效果不好,达不到去气去夹杂的效果。 7、加强终脱氧力度,凡终点碳低于005%个时,应加大矽铝钡量用,将矽铝钡用量提高到05~1kg/t。 8、连铸浇铸前必须将包盖扣好,钢包沿要清理好,以防止包盖不严,钢水、钢渣从缝隙中喷出,并在适当增加大包包盖的宽度。 9、防止钢包喷溅的关键是炉前避免出过氧化钢。因此,规范炉前冶炼操作是杜绝过氧化钢出现的主要措施。 10、顶吹转炉吹炼低碳钢种,可以直接一次拉碳,但为了一次有效地去除磷、硫,并使终点温度达到钢种要求,在吹炼低碳钢时,都要采用高拉调温一次补吹的工艺操作。 11、第一次拉碳时,钢中含碳量最好控制在016%~020%的范围内,倒炉测温、取样,根据炉温确定冷却剂加入数量,根据含碳量确定补吹时间。 12、 第一次拉碳时的炉渣碱度为34~36。 13、注意控制好炉渣,早化渣、化好渣,全程化透。通过调节枪位促进化渣。 14、第一次倒炉时要尽量多倒渣,可以加入石灰和白云石调温,如果加入调温剂的数量较多,可以在开始氧化时分批加入。 废物回收 负能、煤气回收 1、转炉炼钢 工序能耗实现负值——负能炼钢 在转炉内,把铁水炼成钢的过程,主要是降碳、升温、脱磷、脱硫以及脱氧和合金化等高温物理化学反应过程,其工艺操作是控制供氧、造渣、温度及加入合金料等,以获得所要求的钢液并浇铸成钢锭或连铸坯。氧气顶吹转炉炼钢法的特点之一是不需要外来热源,根据物料和热平衡计算:以铁水的物理热和化学热为主要热收入,抵消金属和炉渣的含热量以及各项热损失外,还有剩余热量。因此常将废钢、铁矿石和石灰石等作为冷却剂加入炉内以平衡热量防止炉温过高。 11炼钢过程的能量消耗 炼钢过程需要有足够的能量输入才能完成,通常要消耗电力、氧气、燃气、惰性气体、压缩空气以及水、蒸汽等。以宝钢一期工程为例,详见表1。 12炼钢过程能量的释放 在吹炼过程中,碳氧反应是冶炼过程始终存在的一个重要反应,反应的生成物主要是C0气体(浓度约为85%~90%),但也有少量碳与氧直接作用生成CO2,其化学反应式为 2C+O2→2CO↑ 2C+2O2→2CO2↑ 2CO+O2→2CO2↑ 在冶炼过程中炉内处于高温,碳氧反应形成的CO气体也称转炉煤气,温度约在1600℃。此时高温转炉煤气的能量约为1GJ/t,其中煤气显热能约占1/5,其余4/5为潜能(燃烧时转化为热能,不燃烧时为化学能),这就是转炉冶炼过程中释放出的主要能量。因此,转炉煤气回收利用是炼钢节能降耗的重要途径。 13炼钢 工序 能耗实现负值分析 炼钢工序能耗是按生产出每吨合格产品(钢锭或连铸坯)所用的各种能量之和扣除相应回收的能量(标煤)进行计算的。 消耗能量>回收能量时,耗能为正值 消耗能量-回收能量=0时(称“零”能炼钢) 消耗能量<回收能量时,耗能为负值(称“负”能炼钢) 14实现负能炼钢是可能的 转炉炼钢过程中释放出的能量是以高温煤气为载体,若以热能加以度量分析,具体表现为潜热占836%,显热占164%,详见图3。显然,煤气所拥有的能量占总热量中的绝大部分。从图2中也可看出回收煤气对降低炼钢工序能耗所起的作用。因此,要做到负能炼钢必须回收煤气,而且应尽可能提高回收煤气的数量和质量。 15实现转炉负能炼钢必须回收煤气 16实现负能炼钢的主要技术途径 (1)采用新技术系统集成,提高煤气回收的质量与数量; (2)采用交流变频调速新技术,降低炼钢工序大功率电机的电力消耗; (3)改进炼钢(包括连铸等)操作水平,降低物料、燃料消耗; (4)提高管理水平及人员素质,保证安全、正常、稳定生产。 2、转炉煤气回收技术 21转炉煤气净化回收主要代表流程 中国于1966年在上钢一厂30t转炉上首先实现了煤气回收,是湿法流程,简称OG法,主要采用两级文丘里型煤气除尘器,贮气为湿式煤气柜,至今中国已回收煤气的企业均为湿法流程(图4)。此流程基建技资较低,操作运行简单、安全,但运行费用相对较高,要附设除尘污水处理设施。 另一种干法流程,简称LT法(图5),为宝钢三期250t转炉引进奥钢联技术建设的煤气回收装置。转炉煤气净化采用乾式静电除尘器,贮气为乾式煤气柜。此流程基本建设投资较高,运行费用较低,操作较为复杂,没有污水处理设施,将与宝钢250t转炉同时投产。 22中国转炉煤气回收技术水平与国外先进水平的比较 ①线性矩形可调喉口文丘里除尘器; ②可调喉口液压伺服装置; ③炉口微差压自动调节系统; ④快速三通切换阀; ⑤大管径文丘里型煤气流量计; ⑥煤气回收自动控制装置; ⑦煤气成分自动分析装置。 23回收煤气的节能潜力巨大 自1966年中国开始回收转炉煤气以来,经历了30年,到1996年已有20个企业回收了煤气(表4),占应回收煤气企业的51%。全行业转炉煤气回收利用率平均为51%,重点钢铁企业为70%,中小骨干企业仅为6%。如果目前还没有回收煤气的19个企业尽快增添回收设施,采用新技术装备,初期回收先按中等水平要求,即每吨钢回收65m3,煤气热值为1800×418kJ/m3,每年回收的煤气折合标煤可达34万t。已做到低水平回收的17个企业,用新技术进行技术改造,把回收水平提高到较高水平,即每吨钢回收70m3,煤气热值为1950×418kJ/m3,则每年多回收的煤气折合标煤可达16万t。上述二者之和,将达到每年回收能量约40万t,上述36个企业转炉炼钢工序能耗(标煤)将平均下降92kg/t,节能潜力是巨大的。 转炉负能炼钢是先进炼钢技术的重要标志之一,是炼钢工艺、装备、操作以及管理诸方面先进水平的综合体现,也是节能降耗、降低生产成本、提高企业竞争力的主要技术措施。实现负能炼钢也是一项艰难的科技攻关系统工程,需要将许多先进技术集成、配套,尤其离不开企业现代化的科学管理和生产,必须千方百计提高转炉煤气回收的数量与质量。 净化回收 转炉烟气净化与回收 1 回收基本原理 11 烟气 的收集、冷却和净化 转炉烟气离开炉口时温度为1 400~1 500℃,主要采用循环水冷法令其迅速冷却。烟气经过众多毛细管环绕的活动烟罩、上部固定烟罩和汽化冷却烟道后,冷却至800~1 000℃,然后经溢流文氏管(以下简称“一文”)进行饱和冷却降温、除尘,此时温度已降至75℃左右。冷却后的烟气经重力脱水器进入矩形线性可调文氏管(以下简称“二文”),进行精除尘。此时,烟气与喷入二文内的水滴高速碰撞,由于扩散、惯性作用,烟气中的尘粒与水珠结合后凝聚而被除下。二文采用矩形“R-D”线性可调文氏管,通过阀板(米字阀)调节其开度,控制罩内差压。回收时,将罩内烟气压力调节至微正压(一般约为0~20 Pa),以控制空气吸入量(即控制O2的吸入量),减少烟气中CO的燃烧,使回收的煤气浓度增高。 12 烟气的抽取、放散及回收 煤气鼓风机是烟气除尘系统的重要设备,依靠它的强大抽吸能力将吹炼产生的大量烟尘抽走。淮钢风机通过液力耦合器调速,其转速根据生产工艺进行调整(淮钢烟气鼓风机高速为2 700 r/min;低速为800 r/min),动力源采用防爆电机。一般情况下,在转炉吹炼期,鼓风机升至高速;非吹炼期,降至低速。在鼓风机的烟气出口处,设有煤气分析仪,录检测到CO含量>40%,O2含量<15%时,烟气送入煤气加压站,作为燃料储存,否则引至烟囱放散。 2 主要设备选型与系统基本配置 转炉烟气净化回收自动控制系统,采用西门子SMATIC S7-400作为主站,挂接ET200M远程站,I/O模板选用S7-300系列,主从站间采用PROFIBUS-DP网通信,主干环网选用SIMATICNET。软体平台选用WINDOWS 2000 PROFESSIONAL,PLC编程环境采用Step7 V52,上位监控软体采用WIN CC V52,网路通信采用Soft Net软体。从运行效果看,硬体系统运行稳定可靠,软体系统刷新速度快,实时更新性好,配合报警与趋势功能,极大地满足了操作人员对于数值监测,设备控制以及数据记录的需要。 3 控制要求的实现 31 基本控制流程 在整个烟气净化与回收的过程中,由于烟气温度很高,且属易燃易爆气体,一旦出现泄漏将出现不可估量的后果,所以在控制方式上对自动化要求很高。 32 主要控制回路 (1)炉口微差压控制。采用闭环PID调节回路,将炉口微差压的检测值作为过程值,设定值一般在10 Pa左右,利用闭环调节二文阀芯开度。由于炉口微差压调节的好坏,直接影响煤气回收的质量,所以要求将比例调节值P和积分调节值I调节到使输出较为灵敏的数值处。此外,降罩后进行调节,抬罩后将二文阀芯开度设定到50%。 (2)风机转速控制。风机的全程自动调节取决于两点,即兑铁时刻和出钢时刻。当OG系统收到顶吹“兑铁”信号后,负机自动升至高速,吹炼完毕,转炉转至出钢角时,风机自动降为低速。风机高低速的转换,必须平滑,实现斜坡速度上升或下降,否则电流变化过猛,会对电机造成损害,缩短电机寿命。 (3)三通阀组连锁控制。三通阀组是决定煤气回收、放散的核心装置,阀组的控制也是OG系统中比较复杂的环节。在这一环节中,包括对三通阀体的控制,对水封逆止阀以及旁通阀的控制,对N2吹扫B1阀、B2阀、D阀的控制以及对冲洗电磁阀的控制。 4 尚待完善提高的环节 本设计完全满足了炼钢车间对于烟气净化与回收系统的工艺要求,控制系统运行稳定可靠,极大地方便了操作人员对于整个OG系统的监控。但纵观整体设计,存在以下两点不足: (1)二文喉口处的喷水量直接决定着除尘效果的好坏,因这里总有大量烟尘通过,极易堵塞,厂家在这里设计了氮气捅针。操作工定时操作捅针,对二文喉口喷水处进行清堵处理。但这项上作琐碎易忘,导致堵塞后的除尘效果不好,冒出大量黄烟。在今后的设计中,应将这一过程加入PLC自控系统,以便定期自动完成清堵工作。 (2)自控系统很大程度上依赖于仪表测量到的准确数据。由于本系统处于高温、高粉尘环境中,所以某些位置的仪表易出故障,导致操作工无法正确了解各段设备的情况,不但直接影响除尘效果,更易发生意想不到的危险。所以今后在设计这类工况下的仪表时,务必在选型和安装位置上仔细斟酌,以便能够长期测量到准确的数据。
一、煤气的组成
1煤气的主要成分
各种煤气成分如表1所示,其中焦炉煤气的可燃成分种类较多,除H2和CH4外,还有少量的CO和CmHn,热值较其他两种煤气也大很多,而高炉煤气和转炉煤气的主要可燃成分均为CO,转炉煤气中CO含量较高,因此其毒性在三种煤气中也最大。
2煤气的主要杂质
煤气除上述主要成分外,还含有多种杂质,各种杂质的存在也是煤气管道腐蚀的最主要原因。焦炉煤气中杂质种类最多,一般含有焦油、灰尘、萘、氨、硫化氢、苯类、氰化氢等,其中硫化氢对管道的腐蚀危害最大,各大钢铁企业的焦化厂虽然设有多种脱硫设备,但由于技术手段的限制,煤气中硫化氢的含量仍然相对较高,较好的企业能够达到200 mg/m3的水平,普通的企业仅为400~1000mg/m3,甚至更高。
高炉煤气中的杂质主要为灰尘,还有少量的氯化物和硫酸盐、碳酸盐。近年来随着高炉煤气干法除尘设施的推广和应用,与传统的湿法除尘方式相比,不但用水量大大降低,高炉煤气中的含尘量得到了有效地控制,一般能够达到10~20mg/m3的水平。但高炉煤气干法除尘带来了新的腐蚀问题,煤气中氯化物在干法除尘中不能被去除,大量存在于高炉煤气中,一般能达到3000~5000mg/m3,若不及时处理,一旦氯化物融于凝结水中,不仅腐蚀碳钢材料的煤气管道,还能腐蚀普通不锈钢材料的波纹管补偿器,危害很大。转炉煤气中的主要杂质也为灰尘,还含有少量的硫酸盐、碳酸盐,对煤气管道的腐蚀主要表现为灰尘对管道内壁的冲刷,硫酸盐和碳酸盐为一般酸性腐蚀。
二、腐蚀分析
通过比较三种煤气的主要杂质成分,结合腐蚀机理,可以将煤气管道的腐蚀分为以下几种。
1酸性化学腐蚀
煤气管道的酸性化学腐蚀是指煤气管道的内表面与酸性气体或电解质溶液接触发生化学作用而引起的腐蚀。煤气中的酸性物质在遇到冷凝水时溶解于水中发生电离,电离出H+,从而使冷凝水呈酸性[2]。其中焦炉煤气主要是硫化氢融于水后产生H+,而高炉和转炉煤气主要是氯化物、硫酸盐等强酸弱碱性的盐融于水后产生H+,H+的活泼性比铁强,发生下述化学反应,造成管道腐蚀:2H++Fe 2Fe++ H2。煤气管道在发生化学腐蚀后,破坏了管道表面的原有保护膜,杂质渗入铁晶体内部,从而形成原电池,进而发生电化学腐蚀。
2电化学腐蚀
金属电化学腐蚀是由于金属与其他杂质之间存在电位差,在有电解质溶液的情况下形成原电池而发生的金属腐蚀,煤气管道材质一般是碳钢,碳钢主要是由铁素体和渗碳体两种组织构成的机械混合物[3]。管道接触同一电解质溶液--冷凝水,由于金属本身存在着电化学的不均匀性,即在金属表面或内部的不同区域具有不同的电极电位,它们与铁元素组成许多对电极,当杂质电极电位高于铁的电极电位时就会发生腐蚀反应。其主要过程可简单表示为:在阳极区,铁溶解变成铁离子进入电解质溶液(凝结水)中并产生电子,而在阴极区,阳极区产生的电子被电解质溶液(凝结水)中能吸收电子的物质(离子或分子)所接受。当阳极反应与阴极反应等速进行时,腐蚀电流就不断从阴极区流经电解质溶液(凝结水)进入阳极区,在阳极区产生Fe(OH)2。
因有少量的氧存在,Fe(OH)2会继续反应,生成Fe(OH)3。由于氢氧化铁在水中的溶解度低于氢氧化亚铁,在管道上沉淀析出,开始时是非晶态,并在管壁表面形成多孔的结合较差的腐蚀产物。该腐蚀产物对管壁并无保护作用,相反起着传递铁离子和氧的作用,使腐蚀继续蔓延,腐蚀产物与氢氰酸发生络合生成六氰合铁,进一步加速了管壁的腐蚀[4]。
3磨损与应力腐蚀
煤气中一般含有一定浓度的灰尘和其他固体杂质,灰尘等杂质随煤气在管道内部流动时,将会对煤气管道内壁形成冲刷和磨损,固体杂质含量越大,煤气流动速度越快,对管道的冲刷和磨损越严重。 管道在焊接制作和安装过程中产生的残余内应力,或者是管道在使用过程中所承受的各种应力,使金属晶格歪扭,从而降低了应力部分的金属电极电位,使它变成腐蚀电池阳极,形成裂纹。
三、应对措施 根据引起煤气管道腐蚀的原因,可采取以下措施进行预防和应对:
(1)防止煤气管道内壁腐蚀的根本措施是将煤气净化,增加脱硫、喷碱、脱水等设施对煤气进行处理,使煤气中的各种杂质成分如灰尘、硫化氢、氨、氯化物、硫酸盐、氧和其他腐蚀性物质的含量达到允许值以下。 针对经干法除尘后的高炉煤气冷凝水中氯离子含量较高的问题,新设计的高炉煤气管道中会增设喷碱液(氢氧化钠溶液或氨水)及脱水塔等设施,将高炉煤气中的含氯离子较多的酸性水溶液中和后脱除,能够有效地防止管道内壁酸性化学腐蚀。如新建设投产的首钢京唐钢铁公司,在高炉煤气管道的低压段设有喷碱脱水塔,喷碱脱水前高炉煤气冷凝水的PH值约25~45,氯离子含量约2000~3000mg/L,喷碱脱水后高炉煤气的PH值约6~9,氯离子含量约300mg/L。通过一年的运行效果看,喷碱前未做好内防腐的高炉煤气管道腐蚀严重,仅运行四个月就出现了漏气现象,而喷碱后的高炉煤气管道未出现过漏气。
(2)工艺设计时选择合适的煤气流速、温度、管道坡度等,同时在运行过程中加强对煤气管道进行排水或保证连续排水,以减少煤气输送过程中杂质的沉积和水蒸汽的冷凝。 目前绝大多数煤气管道均设有能够实现连续排水功能的设施,通过使用排水器或加强人工定期排水,不仅使煤气中的冷凝水及时排出,也使煤气中的杂质,如焦油、萘、灰尘等随冷凝水一同排出,最大限度地减少了腐蚀媒介的存在,有效地保护了煤气管道的内壁。
(3)根据煤气中主要腐蚀性杂质的成分及含量,在煤气管道内壁涂敷合适的防腐层,以隔绝铁基体与腐蚀介质的接触。 对煤气管道内壁涂敷防腐层已经成为钢铁企业有效防止管道腐蚀的普遍做好,尤其是对于高炉煤气管道,内防腐涂层对管道的运行寿命至关重要。目前钢铁企业都根据高炉矿料的成分采用了有针对性的防腐方案,但一般均为除锈+底漆+防腐涂层+面漆的方案,并且根据需要改变防腐涂层的材料和厚度。一种比较流行的方案为:管道内壁除锈达到Sa25级后,涂乙烯基树脂用底漆1道,干膜厚度100 μm,乙烯基树脂玻璃鳞片胶泥2道,干膜厚度1000 μm,(管道下部1/3部分加厚至1060 μm),涂乙烯基树脂用面漆1道,干膜厚度100 μm。
(4)在管道制作中,对焊接后变形或加工后的物件进行消除内应力的处理,防止应力腐蚀,最有效的方法是进行热处理。
(5)对于已经投入运行的煤气管道,应加强对煤气管道壁厚的监测,定期进行壁厚测量,对于因煤气腐蚀而造成的管道泄漏,应及早发现,及时处理,并可采取带压堵漏[5]的方法进行补救,主要施工工艺为: 表面除污除锈→漏点止漏→加固增强→外部防腐
一定体积或质量的燃气所能放出的热量称为燃气的发热量,也称为燃气的热值,常用单位有好几种,以兆焦耳/标准立方米最为常用。
焦炉气是混合物,其主要成分为氢气(55%~60%)和甲烷(23%~27%),
氢气的热值是1410^8 J/kg(28210^5 J/mol);
甲烷的热值是50200kJ/kg(35900kJ/m3)。
1,焦炉煤气,又称焦炉气,其主要成分为氢气(55%~60%)和甲烷(23%~27%),另外还含有少量的一氧化碳(5%~8%)、C2以上不饱和烃(2%~4%)、二氧化碳(15%~3%)、氧气(03%~08%))、氮气(3%~7%)。其中氢气、甲烷、一氧化碳、C2以上不饱和烃为可燃组分,二氧化碳、氮气、氧气为不可燃组分。
2,焦炉煤气发热值高16720—18810kJ/m^3,可燃成分较高(约90%左右);
3,焦炉煤气,又称焦炉气,英文名为Coke Oven Gas(COG),由于可燃成分多,属于高热值煤气,粗煤气或荒煤气。是指用几种烟煤配制成炼焦用煤,在炼焦炉中经过高温干馏后,在产出焦炭和焦油产品的同时所产生的一种可燃性气体,是炼焦工业的副产品。焦炉气是混合物,其产率和组成因炼焦用煤质量和焦化过程条件不同而有所差别,一般每吨干煤可生产焦炉气300~350m3(标准状态)。
肯定有毒啊。转炉炼钢生产过程产生大量烟气,其主要成分是煤气。其中CO约占60%~70%,短时间内接近80%;其次是CO2,约占10%;若氧枪或烟罩漏水,会产生部分H2;包含在烟气中的其他气体含量很少。转炉煤气是一种有毒、有害、易燃、易爆的危险性气体,也是一种很好的化工原料和工业生产能源,它的回收和利用是减少烟气排放、治理大气环境污染的一项有力措施,在保证安全的前提下,最大限度回收和利用煤气。减少大气排放,对节能环保有着巨大的经济和社会效益。
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