热风炉煤气管道加热升温防腐蚀方法

摘要

一种热风炉煤气管道加热升温防腐蚀方法，属于钢铁工业高炉炼铁技术领域。通过升温塔以饱和蒸汽集中加热的办法使通往热风炉的高炉煤气升温或维持较高温度，避免结露、消除腐蚀。首先在余压发电或减压阀组与热风炉之间增设升温塔，使经过干法除尘进入余压发电或减压阀组压力与温度降低后的煤气分为两路：其中一路是40％～45％的煤气送往热风炉使用，将此部分煤气与蒸汽管通入的饱和蒸汽在升温塔内部进行热交换，利用热管换热，使煤气升温30℃以上；升温后的煤气通过管道送往热风炉，管道全程保温，以达到防腐蚀目的。优点在于，从防结露角度解决了管网腐蚀问题，效果显著，投资省，动力消耗少，生产费用低。

权利要求

1.一种热风炉煤气管道加热升温防腐蚀方法，通过升温塔以饱和蒸汽集中加热的办法使通往热风炉的高炉煤气升温或维持较高温度，避免结露、消除腐蚀；其特征在于，首先在余压发电(2)或减压阀组(3)与热风炉之间增设升温塔(4)，使经过干法除尘(1)进入余压发电(2)或减压阀组(3)压力与温度降低后的煤气分为两路：其中一路是40％～45％的煤气送往热风炉使用，将此部分煤气与蒸汽管(6)通入的饱和蒸汽在升温塔(4)内部进行热交换，利用热管换热，使煤气升温30℃以上；升温后的煤气通过管道(5)送往热风炉，管道(5)全程保温，以达到防腐蚀目的；饱和蒸汽将热量传递给煤气后转化为冷凝水，冷凝水进入冷凝水管(7)后通过冷凝水包(13)、冷凝水泵(14)和疏水阀(15)进行回收；另一路是55％～60％的煤气进入喷淋塔(8)，喷碱后进入管网(9)输往其他用户。

2.根据权利要求1所述的热风炉煤气管道加热升温防腐蚀方法，其特征在于，所述的升温塔(4)由蒸汽包及蒸汽包上密排的热管组成；饱和蒸汽通过热管将热量传给蒸汽包外侧的煤气。

3.根据权利要求1所述的热风炉煤气管道加热升温防腐蚀方法，其特征在于，在热管上设置密排翅片以增加换热面积。

4.根据权利要求1所述的热风炉煤气管道加热升温防腐蚀方法，其特征在于，升温塔至热风炉煤气管道全部外保温。

说明书

热风炉煤气管道加热升温防腐蚀方法

技术领域

[0001] 本发明属于钢铁工业高炉炼铁技术领域，特别是提供了一种热风炉煤气管道加热升温防腐蚀方法，适用于煤气干法除尘技术中通向热风炉煤气管道的防腐蚀。

背景技术

[0002] 高炉煤气干法除尘是一项煤气除尘的新技术。使用高温滤料以过滤的方法净化煤气，有别于传统的湿法除尘。

[0003] 干法除尘具有煤气质量好、节能、节水、环保、占地小、投资省、费用低等优点，因此迅速推广，具有良好的发展前景。

[0004] 此项技术自从在大型高炉采用以来，部分高炉出现了煤气管网冷凝水腐蚀管道现象。原因是煤气中氯化物在冷凝水中产生了氯离子与强酸性，PH值可达1～3。腐蚀发生在不锈钢波纹膨胀器上使之锈蚀穿孔，腐蚀管壁并危及阀门甚至余压透平叶片与机壳，甚至会使煤气管网全面腐蚀，给生产带来危害，是不可忽视的严重问题。

[0005] 腐蚀问题如不解决不但给生产带来危害，还将对干法除尘的可行性提出挑战。目前的解决途径是改善炉料成分尽量减少氯化物含量、管道保温、喷稀碱液(或喷水)洗涤、改进钢材材质、增加钢材厚度、钢管内壁或阀门接触面涂刷防腐材料以及阴极保护等措施，有的甚至将净煤气管改用不锈钢卷制，总之是下了大力气。目前已经从各个方面实施防腐措施，争取有好效果。

[0006] 如果上述措施可行是最理想的，但是仍然要付出很多代价：炉料改变是一件很复杂的事情；管道材质改变代价也很高，比如不锈钢波纹膨胀器从316L改为825牌号，造价大幅提高，普通钢材增加Ni、Cr、Mo成分很不容易，或用不锈钢材质使成本增加；喷水、喷碱增加设施，降低了煤气热值，使干法优点减退。总之解决腐蚀问题技术难度大，代价高昂，效果如何尚待观察。

[0007] 目前对煤气管网最好的防腐蚀办法是在余压发电(TRT)之后的煤气中喷碱喷水，通过洗涤去除氯化物并改善管道内强酸性环境。此方法已经用于生产。

[0008] 如何避免热风炉用煤气喷碱后含水多、热值下降是大家关注问题。已有专利是这部分煤气不经过喷碱，而是直接专用管路送往热风炉。防止冷凝水析出方法是煤气管道采用蒸汽夹套加热办法使煤气升温，从而避免结露腐蚀。此方法虽然可行但是夹套可能很长而换热面积又小，因此投资大、施工难度大，升温效果差。

发明内容

[0009] 本发明的目的在于提供一种热风炉煤气管道加热升温防腐蚀方法，较好的解决升温问题，其原理是：通过设置升温塔用集中加热方法使煤气升温。升温塔通入180℃～250℃的饱和蒸汽利用热管传热原理使煤气升温，并且管道全程外保温，使煤气温度保持在
70℃以上以防止水的凝结从而消除腐蚀。煤气含水少保持较高温度还有利于提高燃烧温度。

[0010] 低压饱和蒸汽在钢铁企业中容易解决。好处是饱和蒸汽在热交换过程冷凝时析出大量凝结热(气化潜热)，因此热量多升温效果好。本发明不追求很高的升温效果，只是小幅度稍有提升避免结露即可。由于避免了向煤气喷水(或碱液)因此煤气有较高热值。

[0011] 本发明通过升温塔以饱和蒸汽集中加热的办法使通往热风炉的高炉煤气升温或维持较高温度，避免结露、消除腐蚀。如图1，2所示：首先在余压发电(TRT)2或减压阀组3与热风炉之间增设升温塔4，使经过干法除尘1进入余压发电(TRT)2或减压阀组3压力与温度降低后的煤气分为两路：其中一路是40％～45％的煤气送往热风炉使用；将此部分煤气与蒸汽管6通入的饱和蒸汽在升温塔4内部进行热交换，利用热管换热，使煤气升温30℃以上；升温后的煤气通过管道5送往热风炉，管道5全程保温，以达到防腐蚀目的。饱和蒸汽将热量传递给煤气后转化为冷凝水，冷凝水进入冷凝水管7后通过冷凝水包13、冷凝水泵14和疏水阀15进行回收。其余55％～60％的煤气进入喷淋塔8喷碱后进入管网9输往其他用户。喷碱技术为已有专利，两项技术共同解决干法除尘煤气管道腐蚀问题。

[0012] 升温塔4由蒸汽包及蒸汽包上密排的热管组成；饱和蒸汽通过热管将热量传给汽包外侧的煤气。在热管上设置密排翅片以增加换热面积。升温塔至热风炉煤气管道全部外保温。

[0013] 本发明大约40％～45％的煤气通过加热与保温送往热风炉，其余55％～60％的煤气则需要喷碱处理然后进入管网。最好的模式为减压后的煤气分别进入两个塔，一半升温后送往热风炉；另外一半煤气喷淋洗涤后进入厂区管网。这样热风炉用煤气依然是干煤气，这种处理方法投资小、运行费低，缓解了喷淋系统的负担。

[0014] 此方法升温效果明显，还可以对煤气燃烧带来好处。实际上蒸汽的热量并不损失而是转化为有用功，可提高热风炉燃烧温度和热效率。

[0015] 这是一个解决问题的较好途径，既保持干煤气优点也可消除腐蚀，从而化解了可能存在的重大危害。

[0016] 这项投资比用于喷淋要少，投资部分有升温塔、外保温、管路阀门与集水系统等，动力消耗及生产管理费也比喷淋要少。与当前各项防腐蚀工作相比，技术简单，投资与能耗低，重要的是它从源头解决了腐蚀问题。

[0017] 这项工作还有一定灵活性，蒸汽不必常通，可以根据煤气自身温度自动调节蒸汽量，以降低消耗。如果升温效果显著，将蒸汽热量带入热风炉有一定效益的话，可以继续探索这一煤气预热方法。

[0018] 采用干法除尘的高炉很多存在管道腐蚀问题，本发明从防结露角度解决了管网腐蚀问题，是一个效果显著，投资省，动力消耗少，生产费用低的新方案。

[0019] 目前升温塔技术成熟，结构类似于热管降温设施，只是更为简单。现以一座2600m34 3
高炉为例，全部煤气量约为48X10m/h，目前为了预防腐蚀需要全部喷碱处理。

[0020] 热风炉用煤气管路防腐若采用集中升温技术，处理煤气量20X104m3/h～22X104m3/h占一少半；其余喷碱处理。

[0021] 升温塔升温按30℃考虑，预计将TRT出口温度从40℃～50℃升至70℃～80℃，需要1.0MPa饱和蒸汽量约5t/h。

[0022] 升温塔和煤气热管降温装置原理相似，构造却简单的多，原因是：

[0023] 1、加热煤气量仅有全部的40％～45％；

[0024] 2、升温30℃即可，而非降温要求的50℃；

[0025] 3、介质是净煤气无须防尘，因此热交换装置简单而高效；

[0026] 4、压力低，是普通钢结构容器因而容易制造。预计投资仅为降温装置的30％左右，运行费则比同量煤气的喷碱费用低得多。

[0027] 本发明是为了解决减压后煤气通向热风炉的煤气管道防腐蚀。进入低压管网的另一半煤气可以用喷水、喷碱方法解决，此处不再叙述。

附图说明

[0028] 图1是集中加热升温系统图。其中，高炉煤气布袋除尘器1、余压发电机组(TRT)2、减压阀组(消音器)3、升温塔4、热风炉用煤气出口管道5、饱和蒸汽管6、冷凝水管7、喷碱塔7。

[0029] 图2是蒸汽加热装置工作原理图。其中，升温塔4、热风炉用煤气出口管道5、饱和蒸汽管6、热管9、蒸汽包10、调节阀11、净煤气入口管12、冷凝水包13、冷凝水泵14、疏水阀15。

具体实施方式

[0030] 本发明通过升温塔以饱和蒸汽集中加热的办法使通往热风炉的高炉煤气升温或维持较高温度，避免结露、消除腐蚀。如图1，2所示：首先在余压发电(TRT)2或减压阀组3与热风炉之间增设升温塔4，使经过干法除尘1进入余压发电(TRT)2或减压阀组3压力与温度降低后的煤气分为两路：其中一路是40％～45％的煤气送往热风炉使用；将此部分煤气与蒸汽管6通入的饱和蒸汽在升温塔4内部进行热交换，利用热管换热，使煤气升温30℃以上；升温后的煤气通过管道5送往热风炉，管道5全程保温，以达到防腐蚀目的。饱和蒸汽将热量传递给煤气后转化为冷凝水，冷凝水进入冷凝水管7后通过冷凝水包13、冷凝水泵14和疏水阀15进行回收。其余55％～60％的煤气进入喷淋塔8喷碱后进入管网9输往其他用户。喷碱技术为已有专利，两项技术共同解决干法除尘煤气管道腐蚀问题。

[0031] 如图1所示，减压后净煤气一半经过集中加热输往热风炉，一半喷碱后进入厂区管网。

[0032] 约半数煤气通过升温塔升温后送往热风炉。加热原理是饱和蒸汽在件号10蒸汽包将饱和蒸汽冷凝过程放出大量凝结热用来加热煤气。冷凝水通过件13冷凝水包14冷凝水泵15疏水阀加以回收。为了提高传热效果，热管设密排的环形翅片。蒸汽流量采用可调节方式，可根据煤气温度控制蒸汽阀门11开闭或调节流量，做到既保持温度又有利于节约蒸汽。