爐口微差壓的控制對轉(zhuǎn)爐煤氣回收的影響研究碩士論文開題報(bào)告

1、2021級碩士學(xué)位研究生選 題 報(bào) 告學(xué) 院 資源與環(huán)境工程學(xué)院 學(xué)科專業(yè)環(huán)境工程 研 究 生 姓 名 學(xué) 號 指導(dǎo)教師姓名 2021年 月 日一、簡表論文名稱中文爐口微差壓的控制對轉(zhuǎn)爐煤氣回收的影響研究英文Study on micro-differential pressure of BOF mouth for the converter gas recovery influence課 題 來 源A國家及國務(wù)院各部門工程B國家自然 科學(xué)基金C. 國防科委工程D. 省、市級工程E. 廠(礦)工程F. 自選課題課 題 類 型A. 根底研究B. 應(yīng)用根底C. 應(yīng)用研究D. 實(shí)驗(yàn)研究開題時(shí)間 年 月

2、 日選題考評小組成員姓 名職 稱簽 名注：選題考評小組由35名具有高級職稱的人員組成。二、論文立論依據(jù)1 轉(zhuǎn)爐煤氣開展現(xiàn)狀及回收意義目前煉鋼轉(zhuǎn)爐是主要的煉鋼方法1-2，轉(zhuǎn)爐煉鋼主要目的是將鐵水中的硅，磷，硫，錳，磷，硫，碳等雜質(zhì)氧化，使雜質(zhì)成分調(diào)整到規(guī)定的范圍之內(nèi),從而得到成分合格的鋼水。期間各種雜質(zhì)氧化而釋放出熱量，供冶煉用。在吹煉過程中，鐵水中的碳氧化為CO和CO2,每噸鋼鐵約產(chǎn)生50-100 m2的CO3，這是很好的副產(chǎn)煤氣。煤氣作為鋼鐵生產(chǎn)工藝過程中的一種優(yōu)質(zhì)資源，如何有效利用煤氣資源、進(jìn)行煤氣平衡，做好煤氣資源的綜合利用對企業(yè)節(jié)能降耗、提高效益至關(guān)重要。因此,各企業(yè)都十分重視轉(zhuǎn)爐煤氣

3、回收,如何提高轉(zhuǎn)爐煤氣回收量的研究也較多4-11。早在20世紀(jì)70年代,我國就開展了轉(zhuǎn)爐煤氣回收的實(shí)驗(yàn)研究,但限于技術(shù)水平和裝備水平較低,只能回收少量的煤氣12。20世紀(jì)80年代,在建設(shè)寶鋼的過程中,我國有關(guān)單位消化吸收了日本的轉(zhuǎn)爐煤氣回收技術(shù),進(jìn)而在國內(nèi)逐漸推廣了該技術(shù)。從那時(shí)起,我國的轉(zhuǎn)爐煉鋼車間開始逐步回收轉(zhuǎn)爐煤氣。伴隨著裝備水平和生產(chǎn)管理水平的提高,實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)爐煤氣回收的企業(yè)以及回收煤氣的數(shù)量都在穩(wěn)步增長。尤其進(jìn)入21世紀(jì)以來,隨著能源價(jià)格的上漲和國家提出開展循環(huán)經(jīng)濟(jì)的號召,我國鋼鐵企業(yè)轉(zhuǎn)爐煤氣回收水平在不斷提高13-14。為了開展生產(chǎn)，利用二次能源和解決環(huán)境污染，在六十年代初，日本、西德

4、、法國開始試驗(yàn)未燃法(簡稱OG法)回收利用頂吹轉(zhuǎn)爐煙氣，用作燃料或化工原料15。它是發(fā)熱值較高、無公害的能源。因此，國外各鋼鐵企業(yè)非常重視轉(zhuǎn)爐煤氣回收。特別是能源奇缺的日本，更是千方百計(jì)地設(shè)法提高轉(zhuǎn)爐煤氣的回收率，以期降低轉(zhuǎn)爐煉鋼的工序能耗。1979年日本全國平均每噸鋼回收煤氣Nm33/t鋼的先進(jìn)紀(jì)錄。1966年9月，我國第一套轉(zhuǎn)爐煙氣凈化回收裝置在上鋼一廠30t頂吹轉(zhuǎn)爐首先投入生產(chǎn)16。目前,我國轉(zhuǎn)爐煤氣回收水平較國外差距較大, 1999年我國平均噸鋼回收煤氣量只有30m3,而代表先進(jìn)水平的日本噸鋼回收達(dá)110m317。且國內(nèi)各企業(yè)的水平參差不齊,噸鋼煤氣回收從14100m318。根據(jù)國內(nèi)生

5、產(chǎn)實(shí)踐，每煉1t鋼可以回收含CO量為60左右的轉(zhuǎn)爐煤氣約6090m3，全國現(xiàn)有30t以上的轉(zhuǎn)爐100多座，可年回收煤氣約1000×108m319，因此無論從治理環(huán)境還是回收能源方面，都必須對轉(zhuǎn)爐爐氣進(jìn)行凈化處理和回收利用。將為國家節(jié)約大量能源，創(chuàng)造十分可觀的財(cái)富。尤其在當(dāng)前世界性能源緊張的形勢下，搞好綜合利用、節(jié)約能源更具有現(xiàn)實(shí)意義:(1)防止環(huán)境污染。未經(jīng)處理的轉(zhuǎn)爐煙氣排放到大氣中，嚴(yán)重污染環(huán)境，成為一大社會公害。根據(jù)?工業(yè)三廢排放標(biāo)準(zhǔn)?規(guī)定，氧氣頂吹轉(zhuǎn)爐煙塵排放標(biāo)準(zhǔn)是：大于120t轉(zhuǎn)爐排放煙氣的含塵量不大子l 50mg(標(biāo))m2煙氣，小于120t轉(zhuǎn)爐為不大于200mg(標(biāo))m2煙

6、氣。煙氣實(shí)際含塵量大于排放標(biāo)準(zhǔn)上千倍，因此，轉(zhuǎn)爐煙氣必須經(jīng)凈化前方可排放20-21。(2)回收煤氣。每煉一噸鋼可以回收含CO60左右的轉(zhuǎn)爐煤氣約60(標(biāo))m3具有可觀的經(jīng)濟(jì)價(jià)值。轉(zhuǎn)爐煤氣是一種很好的燃料，可供混鐵爐保溫、鋼包烘烤及軋鋼車間加熱爐使用，或并入煤氣管網(wǎng)集中使用，也可以做化工原料22-23。(3)回收蒸汽。爐氣溫度為14501550，出爐口燃燒后可達(dá)17002600，這局部煙氣物理熱可以采用汽化冷卻煙道或廢熱鍋爐以蒸汽形式回收，同時(shí)使煙氣得到冷卻便于除塵。汽化冷卻煙道平均產(chǎn)汽量6070kgt鋼。蒸汽既可用于生產(chǎn)，又可用于生活。(4) 回收煙塵。一個(gè)年產(chǎn)100萬t鋼的轉(zhuǎn)爐車間，每年可回

7、收煙塵12萬t，回收的煙塵可以制燒結(jié)礦或球團(tuán)礦24，作為煉鐵原料或轉(zhuǎn)爐的冷卻劑；還可以與石灰制成合成渣，用于轉(zhuǎn)爐造渣25。目前，轉(zhuǎn)爐一次煙氣凈化系統(tǒng)常用的方法是OG法26-29。OG法系統(tǒng)主要是煙氣冷卻凈化煤氣回收和污水處理等局部組成。煙氣凈化系統(tǒng)包括2級文氏管脫水器和水霧別離器，系統(tǒng)全過程采用濕法處理，凈化后煤氣含塵量約100mg/m330.該技術(shù)存在的問題：一是處理后的煤氣含塵量較高，要利用此煤氣，需在后部設(shè)置濕法電除塵進(jìn)行精除塵；二是系統(tǒng)存在二次污染，其污水需進(jìn)行處理；三是系統(tǒng)阻損大能耗較高。目前世界上 90以上的轉(zhuǎn)爐都采用 OG 法31。在轉(zhuǎn)爐煤氣凈化技術(shù)中，20世紀(jì)80年代，德國魯奇

8、公司與蒂森公司協(xié)作開發(fā)了干法煤氣回收凈化系統(tǒng)即LT法32-36。LT法主要是煙氣冷卻凈化回收和粉塵壓塊3大局部組成，煙氣經(jīng)冷卻煙道的溫度由1550左右降至8001000，然后進(jìn)入煙氣凈化系統(tǒng)；煙氣凈化系統(tǒng)由蒸發(fā)冷卻器和圓筒型電除塵器組成，蒸汽冷卻器內(nèi)有假設(shè)干個(gè)雙介質(zhì)霧化冷卻噴嘴，煙氣通過蒸發(fā)冷卻器后溫度降至180200，并可除去40的粉塵；圓筒型電除塵器對煙氣進(jìn)行進(jìn)一步凈化，使其含塵濃度降至10mg/m3以下37.不管工藝設(shè)備再怎么先進(jìn)，然而影響轉(zhuǎn)爐煤氣回收的影響因素還是很多，主要影響因素3839：轉(zhuǎn)爐設(shè)備條件、原料條件、供氧強(qiáng)度、煤氣回收操作控制條件等。轉(zhuǎn)爐煤氣是鋼鐵企業(yè)重要的二次能源，也是

9、我國二次能源回收利用的薄弱環(huán)節(jié)之一，提高轉(zhuǎn)爐煤氣回收量，不僅能有效降低煉鋼工序生產(chǎn)本錢，為實(shí)現(xiàn)“負(fù)能煉鋼打下根底，而且能極大降低鋼廠污染物排放總量，實(shí)現(xiàn)清潔生產(chǎn)。因此,各企業(yè)都十分重視轉(zhuǎn)爐煤氣回收,如何提高轉(zhuǎn)爐煤氣回收量的研究也較多。提高轉(zhuǎn)爐煤氣回收量,各鋼廠應(yīng)結(jié)合自身設(shè)備特點(diǎn),不斷在煉鋼生產(chǎn)中大膽嘗試一些好的舉措與方法,積累成功經(jīng)驗(yàn),發(fā)現(xiàn)并改良設(shè)備、操作上的缺乏與缺陷,形成轉(zhuǎn)爐煤氣回收的良性循環(huán)狀態(tài),最終充分釋放出設(shè)備與操作潛力,取得轉(zhuǎn)爐煤氣回收量的突破。參考文獻(xiàn):1 劉瀏，余之祥，蕭忠民.轉(zhuǎn)爐煉鋼技術(shù)的開展與展望J.中國冶金，2001，1：723.2 馮聚和.氧氣頂吹轉(zhuǎn)爐煉鋼M.北京：工業(yè)

10、出版社，1995：18.3 劉曉悅.轉(zhuǎn)爐煤氣回收控制系統(tǒng)J.計(jì)算機(jī)工程與設(shè)計(jì)，2006,27(17):3306-3308.4 顧鳴,周慶安.寶鋼轉(zhuǎn)爐煤氣回收及綜合利用J.能源技術(shù),1999,(4):25-28.5 饒宇洪.武鋼250t轉(zhuǎn)爐負(fù)能煉鋼實(shí)績剖析J.煉鋼,2000,16(2):35-38.6 李世龍,孟祥燕.轉(zhuǎn)爐負(fù)能煉鋼與煤氣回收技術(shù)J.鋼鐵,1997,32(6):563-567.7 鄧麗新.提高轉(zhuǎn)爐煤氣回收量的探討J.鋼鐵,1997,32(6):115-118.8 轉(zhuǎn)爐煙氣處理煤氣回收及壓塊系統(tǒng)J.能源技術(shù),1999,4(32).9 K steinbacher.轉(zhuǎn)爐煤氣回收與利用J.

11、國外鋼鐵,1995,(5):28-30.10 黃衛(wèi)超.提高轉(zhuǎn)爐煤氣回收量的對策研究J.冶金動(dòng)力，20066：1618.11 史翠華，陳廣等.提高轉(zhuǎn)爐煤氣回收量的途徑.ANHUI METALLURGY，20063：3841.12.13 蔣漢華.節(jié)能與副產(chǎn)煤氣回收利用.冶金動(dòng)力，20006：1823. 14 彭鋒.國內(nèi)轉(zhuǎn)爐煤氣的回收和利用簡析J.煉鋼，2021，246：6062.15，. EFFICIENT USE OF CONVERTER GASJ. Metallurg, 1965(3): 21-22.16 J.冶金能源，1983，21：2527.17 顧明.LT法剖析及提高LDG回收率措施初探

12、.寶鋼技術(shù)，20003：5254.18 王茜.提高認(rèn)識,做好轉(zhuǎn)爐煤氣回收J(rèn).冶金動(dòng)力,2001,(1): 2224.19 高澤平. 煉鋼工藝M.北京：冶金工業(yè)出版社，2006：330332.20 J.環(huán)境工程學(xué)報(bào)，2021，23：424427.21 W.Krieger H.Kreulitsch U.Schroer.轉(zhuǎn)爐煉鋼的生態(tài)保護(hù)措施.國外鋼鐵，19944：2224.22 M.北京：冶金工業(yè)出版社，2006：400401.23 李建新，姜碧濤等.轉(zhuǎn)爐煤氣回收及綜合利用.中國冶金，2006，163：4245.24 商文卿，曹敬秋.合理利用轉(zhuǎn)爐煤氣，提高資源利用價(jià)值.上海煤氣，2004,5：43

13、44.25 戴云閣.現(xiàn)代轉(zhuǎn)爐煉鋼M.沈陽：東北大學(xué)出版社，1998：270271.26 高學(xué)明，方再福.中小型轉(zhuǎn)爐濕法除塵OG系統(tǒng)設(shè)計(jì)探討J.冶金動(dòng)力，20001：3233.27 曹天明.馬鋼轉(zhuǎn)爐煤氣回收OG系統(tǒng)J.能源技術(shù)，2002，234：165167.28 王月玲，沈正金.轉(zhuǎn)爐煙道汽化冷卻系統(tǒng)及活動(dòng)煙罩改造設(shè)計(jì)J.冶金動(dòng)力，20034：48950，55.29 “OG化技術(shù)改造J.冶金設(shè)備管理與維修.2004，223：1920.30 .31 陳志斌. 國內(nèi)轉(zhuǎn)爐煤氣回收利用技術(shù)的現(xiàn)狀及開展.冶金動(dòng)力，2003，1：91232 崔明元，翟玉杰.轉(zhuǎn)爐煤氣凈化回收技術(shù)開展現(xiàn)狀J.工業(yè)平安與環(huán)保，2

14、006，325：4142.33 單杰山.轉(zhuǎn)爐煙氣凈化及煤氣回收系統(tǒng)方案比擬J.鋼鐵技術(shù)，20052：3954.34 張方.轉(zhuǎn)爐煤氣干法除塵回收技術(shù)展望J.冶金動(dòng)力，20213：7175.35 王永剛，葉天鴻等.轉(zhuǎn)爐煤氣干法凈化回收技術(shù)與濕法技術(shù)比擬J.工業(yè)平安與環(huán)保，2021，345：1012.36 張同忠，轉(zhuǎn)爐煤氣干法除塵技術(shù)在我國的用應(yīng)J.應(yīng)用科學(xué)，20216：116117.37 王永剛等.轉(zhuǎn)爐煤氣干法除塵技術(shù)在國內(nèi)鋼廠的應(yīng)用J.重型機(jī)械，2006,(2):13.38 王愛華，蔡九菊.轉(zhuǎn)爐煤氣回收規(guī)律及其影響因素研究.冶金能源，2004，234：5255.39 黃衛(wèi)超.提高轉(zhuǎn)爐煤氣回收量的

15、對策研究.冶金動(dòng)力，20066：1618.三、研究方案研究內(nèi)容：本研究的內(nèi)容有一下幾個(gè)方面：(1) 轉(zhuǎn)爐煤氣國內(nèi)外開展現(xiàn)狀及回收意義(2) OG法的工況及工藝流程(3) 風(fēng)機(jī)抽風(fēng)量與爐口微差壓關(guān)系的探索(4) 研究爐口微差壓與活動(dòng)煙罩和爐口間隙大小的關(guān)系(5) 爐口微差壓控制對轉(zhuǎn)爐煤氣影響分析研究目標(biāo)：(1) 煤氣作為鋼鐵生產(chǎn)工藝過程中的一種優(yōu)質(zhì)資源，如何有效利用煤氣資源、進(jìn)行煤氣平衡，做好煤氣資源的綜合利用對企業(yè)節(jié)能降耗、提高效益至關(guān)重要。(2) 了解轉(zhuǎn)爐煤氣的回收方法及工藝,以便于根據(jù)實(shí)際工況來選擇回收轉(zhuǎn)爐煤氣的最正確方法及工藝。 (3) 通過研究爐口微差壓與活動(dòng)煙罩和爐口間隙的大小的關(guān)系

16、，同時(shí)還研究風(fēng)機(jī)抽風(fēng)量與爐口微差壓的關(guān)系，對于提高煤氣的回收有重要意義。 關(guān)鍵問題：1在轉(zhuǎn)爐吹煉動(dòng)態(tài)過程中，爐氣的流量是不斷變化的，此時(shí)風(fēng)機(jī)的風(fēng)量隨爐氣的發(fā)生量不斷變化，爐口微差壓也就隨著變化，因此風(fēng)機(jī)抽風(fēng)量與活動(dòng)煙罩口微差壓關(guān)系的探索是本論文擬要解決的關(guān)鍵問題。2活動(dòng)煙罩和爐口間隙的大小不僅影響煤氣回收的量，同時(shí)也影響煤氣的質(zhì)量，且間隙的大小與爐口微差壓存在一定的關(guān)系。因此探索爐口微差壓與活動(dòng)煙罩和爐口間隙的大小關(guān)系是該論文擬要解決的核心問題。 2. 擬采取的研究方法、技術(shù)路線、實(shí)驗(yàn)方案(或?qū)嵺`安排) 研究方法：綜合運(yùn)用數(shù)據(jù)搜集、建立數(shù)學(xué)模型，進(jìn)行數(shù)值模擬定性和定量相結(jié)合的研究方法來解決問題

17、。技術(shù)路線：爐口微差壓的控制對轉(zhuǎn)爐煤氣回收的影響研究轉(zhuǎn)爐煤氣國內(nèi)外開展現(xiàn)狀及回收意義OG法的工況及工藝流程風(fēng)機(jī)抽風(fēng)量與爐口微差壓關(guān)系的探索研究爐口微差壓與活動(dòng)煙罩和爐口間隙大小的關(guān)系爐口微差壓控制對轉(zhuǎn)爐煤氣影響的分析計(jì)算，建立模型進(jìn)行分析計(jì)算，建立模型進(jìn)行分析 3. 本論文的創(chuàng)新之處從理論和科學(xué)意義的角度，本論文從風(fēng)機(jī)二文侯口與活動(dòng)煙罩口微差壓的關(guān)系出發(fā)，研究出風(fēng)機(jī)抽風(fēng)量與活動(dòng)煙罩口微差壓關(guān)系爐口微差壓與活動(dòng)煙罩和爐口間隙的大小關(guān)系，為提高轉(zhuǎn)爐煤氣回收量有參考、借鑒價(jià)值。 4. 研究方案及預(yù)期進(jìn)展預(yù)計(jì)該論文將在2021年10月中旬左右完成序號論文工作的階段名稱及內(nèi)容開始時(shí)間完成時(shí)間提出何種階段成果廣泛查閱國內(nèi)外已有的各種文獻(xiàn)、資料 2021年9月2021年12月掌握課題相關(guān)知識,了解本科題的國內(nèi)外現(xiàn)狀回收工藝及影響因素2學(xué)習(xí)數(shù)值模擬軟件2021年